Цель работы

1. Ознакомление с работой и устройством сушилки с кипящим (псевдоожиженным) слоем высушиваемого материала.

2. Построение кинетических кривых процесса сушки.

3. Изображение процесса сушки по диаграмме J – x влажного воздуха.

Описание установки

Экспериментальная установка периодического действия (рис. 3), предназначенная для изучения процесса сушки зернистых материалов в псевдоожиженном слое, состоит из сушильной камеры цилиндрической формы диаметром 150 мм и высотой 1200 мм, снабженной

газораспределительной колпачковой решеткой, имеющей живое сечение 10 %, штуцера 4 для загрузки порции влажного материала и пробоотборника 3. Корпус сушилки имеет два продольных смотровых окна 2 для визуального наблюдения за псевдоожиженным слоем. Сушильный агент (воздух) засасывается из помещения двумя вентиляторами 16 и 17, проходит электрический калорифер 9 и поступает в сушильную камеру, где приводится в тесное соприкосновение с высушиваемым зернистым материалом. Кинематическая энергия подаваемого воздуха затрачивается на создание в сушильной камере кипящего слоя, а тепло, подаваемое с ним, - на проведение процесса сушки.

Отработанный воздух, пройдя через систему пылеулавливания, включающую в себя батарейный циклон 21 и рукавный фильтр 22, выбрасывается в атмосферу. Расход воздуха устанавливается вентилем 14 и измеряется нормальной диафрагмой 13 с подключенным к ней дифференциальным манометром 18. Температура воздуха, поступившего в рабочий объём сушилки, измеряется с помощью термопары 5, а покидающего сушилку – термопарой 6, подключённых к потенциометру 12. Электрокалорифер мощностью 6 кВт питается от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Одна секция калорифера – авторегулируемая. Проба высушиваемого материала на определение влагосодержания в любой промежуток времени берётся пробоотборником 3. Для выгрузки материала предусмотрен штуцер 23.

Методика проведения работы

Перед тем как приступить к исследованию, необходимо подготовить материал, предназначенный для сушки. С этой целью отвешивают порцию сухого материала в количестве 1 кг и равномерно увлажняют его водой из расчёта примерно 150…500 г воды на 1 кг сухого материала. Увлажнение материала проводят в эксикаторе тщательным перемешиванием. Эту операцию надо выполнять в самом начале работы для того, чтобы влага продифундировала с поверхности внутрь зёрен. Из равномерно увлажненного материала в бюкс отбирают пробу в количестве 3-5 г для определения исходной влажности. Бюкс взвешивают с точностью до второго знака после запятой и ставят на весы влагомера для сушки до постоянного веса. После достижения постоянного веса бюкс охлаждают и снова взвешивают. Влагосодержание исходного материала определяют по формуле

W₁ = m₁ – m₂/m₁· 100%

Или (10)

U₁ = m₁ – m₂/m₂· 100%,

где m₁ – масса влажного материала; m₂ – масса высушенного материала.

Одновременно с подготовкой материала на сушку выводят установку на заданный тепловой режим. Для пуска установки в работу включают воздуходувки выключателями а и б и при помощи вентиля 14 при закрытом вентиле 15 устанавливают максимальный расход воздуха. Затем включают калорифер для подогрева воздуха до необходимой температуры (величина напряжения, подаваемого на тэны калорифера, и температура воздуха, идущего на сушку, определяются заданием преподавателя). Без загрузки сушилки влажным материалом её прогревают до тех пор, пока термометры 5 и 6 и после сушильной камеры не будут показывать постоянную температуру. Ввиду того, что масса сушильной камеры и тепловой изоляции велика, невозможно достичь в короткое время равенства температур до и после сушильной камеры. Поэтому расхождение в показателях термопар в 10⁰С-20⁰С допустимо.

После наступления заданного температурного режима через загрузочное отверстие 4 в сушилку засыпают увлажненный материал. Время начала эксперимента заносят в журнал наблюдений. При попадании влажного материала в сушильную камеру температура сушильного агента (воздуха) резко уменьшается и на протяжении первого периода сушки приблизительно равна температуре «мокрого» термометра. Для построения кривой сушки через равные промежутки времени 0,5-2 мин пробоотборником отбирают материал на определение влагосодержания. Количество проб 10-12, вес взятой пробы не должен превышать 3-5 г. В момент взятия каждой пробы замеряют температуру кипящего слоя (термопара 5), температуру воздуха на выходе из сушилки (термопара 6). Результаты опыта заносят в отчётную таблицу.

Отчётная таблица