Исследование процесса во влажном воздухе (Лабораторная работа № 6), страница 2

- температура сухой термопары

- температура мокрой термопары

Выход:

- температура сухой термопары

- температура мокрой термопары

Кроме того, U-образный манометр (6) замеряет перепад давлений на входе и на выходе из сушильной камеры.

Установка реализует процесс сушки влажных вещей в сухом воздухе. На h-dдиаграмме этот процесс будет выглядеть следующим образом:

Рис. 2

1 – 2 – процесс нагрева воздуха в калорифере (d=const). Энтальпия пара увеличивается. Точка 2 – начало сушки, в этой точке замеряются температуры сухой и мокрой термопар на входе в сушильную камеру.

2 – 3 – процесс сушки в камере. Пар остывает за счёт выпаривания воды с поверхности войлока. В точке 3 замеряются температуры сухой и мокрой термопар на выходе из сушилки.

Используя показания психрометра и термопар можно определить относительную влажность:

(1)

где - давление влажного воздуха (определяется по барометру);

- давление насыщенного пара при данной температуре (определяется из таблицы);

- температура сухой термопары;

- температура мокрой термопары.

Учитывая, что , получаем:

(2)

где - парциальное давление насыщенного пара при данной температуре;

- плотность пара.

Массу пара, прошедшего за время определяется по формуле

(3)

Расход находится как

(4)

где коэффициент - подгоночный коэффициент, связывающий перепад давления в манометре (6) и объёмный расход воздуха в сушилке.

Масса воздуха определяется по аналогичной формуле:

(5)

Влагосодержание зависит только от плотностей пара и воздуха в каждой точке процесса.

Общее количество влаги, испарённой из ткани, можно рассчитывать по формуле

(6)

Массу сухого воздуха можно принять равной массе влажного воздуха, вычисленного по формуле (5).

Для испарения количества влаги, равного , к воздуху в калорифере подводится теплота в количестве

(7)

Тепловые процессы калорифера могут быть определены как разность количества теплоты

(8)

где I – сила тока, А; U– напряжение, В.

Удельное количество теплоты, затрачиваемое на 1 кг испарённой влаги (удельная теплота сушки) в данной сушильной установки равно:

(9)

qявляется определяющим параметром при оценке эффективности представленного процесса.

6. Порядок выполнения работы

1. Собрать лабораторную установку. Подключить нагреватель в гнёзда лабораторного модуля, соединить выход ЛАТР с гнездом <Л> лабораторного модуля, подсоединить вольтметр к лабораторному модулю.

Заземлить ЛАТР и регулятор. Проследить за изоляцией всех проводов высокого напряжения. В бюретке должна быть вода, а войлок предварительно смочен. Вставить мокрые и сухие термопары.

2. Включить газодувку.

3. Включить измеритель температур и переключиться на показ температур термопар.

4. Переключить тумблер на лабораторном модуле в положение U(H) для установки на ЛАТР напряжения около 100В.

5. Переключить тумблер в положение U(R) для определения падения сопротивления на нити накала калорифера. Силу тока Iможно получить разделив показание на 0,1. Снова переключиться в положение U(H) и замерить напряжение U.

Необходимо подождать 10 – 15 минут для выхода сушильной установки на стационарный режим – в таком режим температуры перестанут расти и станут иметь постоянные значения. В это время нужно увлажнить шприцами мокрые термопары и перед началом замеров нужно долить воду в бюретку.

6. Произвести замер напряжения U(в положении тумблера U(H)) и силы тока Iположении тумблера U(R)).

7. Замерить уровень воды в бюретке, разность давлений на манометре .

8. Засечь время . В течении этого времени замерять величины температур на термопарах , , , . По истечении указанного времени снова замерить уровень воды в бюретке. Взять среднее значение температур.

9. Отключить питание ЛАТР. После остывания калорифера отключить газодувку, при этом будет происходить понижение температур на термопарах. Отключить измеритель температур. Выключить все приборы из розеток, вынуть термопары.

7. Данные установки

k=0,1

8. Результаты измерений

напряжение ;

сила тока ;

точка 1:

;

точка	2 (вход в сушильную камеру)		3 (выход из сушильной камеры)
термопара	(сухая)	(мокрая)	(сухая)	(мокрая)
	53,9 54,1 54,1	45,4 46,6 47,2	46,7 47,0 47,0	27,6 27,7 28,6
среднее значение	54,03	46,4	46,9	27,97