Ein Tablett mit Trockner, leitfähige und konvektive Wärmeübertragung zu untersuchen

Chemical Engineering

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Overview

Quelle: Michael G. Benton und Kerry M. Dooley, Department of Chemical Engineering, Louisiana Landesuniversität, Baton Rouge, LA

Trockner werden in zahlreichen industriellen Prozessen eingesetzt. Die Funktion der Trockner ist Hitze-Transfer-Prozesse verwenden, um Feststoffe zu trocknen. Es gibt eine Vielzahl von Trockner Arten. Adiabatische Trockner benutzen Konvektion und direkten Kontakt mit Gasen zum Trocknen von Feststoffen, während nicht-adiabatische Trockner Methoden als beheizte Gas Kontakt1, einschließlich der Wärmeleitung, Strahlung und Radiofrequenz1trocknen benutzen trocknen. Trockner für Batch-Prozesse genutzt werden oder sie werden im Dauereinsatz1.

In diesem Experiment werden die Auswirkungen von Temperatur und Geschwindigkeit auf die Trocknungs-Geschwindigkeit von Sand über ein Fach Trockner ermittelt werden. Drei verschiedene Leistungsstufen (1000 W, 1500 W und 2500 W) für zwei unterschiedliche Volumenströme werden getestet, die insgesamt sechs Datensätze. Aus diesen Daten können der Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten berechnet werden.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Chemische Verfahrenstechnik. Ein Tablett mit Trockner, leitfähige und konvektive Wärmeübertragung zu untersuchen. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Behälter-Trockner sind eine Art von Batch Trockner, darunter auch fluidisiert Bett Trockner, Trockner Einfrieren und Vakuumtrockner. Fach-Trockner benutzen konvektive Wärmeübertragung erwärmte Luft über Feststoffe zu trocknen zu fließen. Sie werden durch eine Vielzahl von Branchen, darunter für die Herstellung von Arzneimitteln und anderen Chemikalien-1verwendet. Kontinuierliche Trockner sind auf der anderen Seite große Volumen Produkt Industrien, wie die Lebensmittel Industrie1gemeinsam.

Um den Prozess in einem typischen Tablett Trockner zu beginnen, ist das Fach gleichmäßig mit einem nassen festen, wie z. B. Sand gefüllt und in das Gerät geladen. Der Trockner regelbarer Lüfter und Heizung ermöglichen kontinuierliche Variationen Fördermenge des Lüfters durch den Trocknungsprozess Kanal und Heizen Pflicht Variationen in 500-Watt-Schritten. Da der Trockner arbeitet, verdunstet das Wasser aus dem Sand in der Luft. Die Trocknungs-Geschwindigkeit errechnet sich dann durch wiegen die erste Solid/Wassermischung und das Gewicht des letzten trockenen festen und subtrahieren in verschiedenen Zeitintervallen.

Wärmeübertragung wird durch die Temperaturdifferenz zwischen dem Sand und die umgebende Luft angetrieben. Eine vereinfachte Newtons Gesetz der Heizung (Gleichung 1) kann verwendet werden, um die Wärmeübertragung zwischen die erwärmte Luft und Sand-Luftschnittstelle um eine experimentelle Wärmeübergangskoeffizienten zu erhalten zu modellieren. Andere Hitze Pflicht Begriffe sind vernachlässigbar im Vergleich zu den Begriff in Gleichung 1,

Equation 1Gleichung 1

wo q die Wärme übertragen ist, ṁ ist das Wasser verdunstet in einer vorgegebenen Zeitspanne oder Rate von Verdampfung, ∆HVap ist die Enthalpie der Verdampfung, hy ist der Wärmeübergangskoeffizient, TLuft ist die Lufttemperatur und Ts ist der Sand Oberflächentemperatur.

Um eine experimentelle Stoffaustausch Koeffizienten zu erhalten, wird die Übertragung von Wasser von Sand in die Luft als Stoffaustausch fließt über eine wahre Phasengrenze modelliert werden. Dieses Modell ist die Trocknung Rate Gleichung (Gleichung 2).

Equation 2Gleichung 2

wo ky ist der Stoffaustausch Koeffizient, C ist die Konzentration von Wasser und A ist die Fläche der Grenze. Konzentration von Wasser in den Sand (Cs) und Luft (C∞) werden mithilfe einer Massenbilanz und psychrometrischen Diagramme bzw. abgerufen werden. Diese dienen für die Trocknungs-Geschwindigkeit zu lösen.

Theoretische Werte können durch die Berechnung von Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten an die experimentellen Daten verglichen werden. Die theoretische Hitze (Gleichung 3) und Masse (Gleichung 4) Übertragung Koeffizienten ergeben sich aus den Eigenschaften der Stoffe von Korrelationen beteiligt.

Equation 3Gleichung 3

Equation 4Gleichung 4

wo ist die Reynolds-Zahl Re Pr ist die Prandtl-Zahl, Sc ist die Schmidt-Zahl, DAB ist das Diffusionsvermögen des Wassers in Luft und L ist die Länge.

Procedure

Das Experiment besteht aus vier Läufen jeweils eine andere Kombination von einer der zwei Lüfter und Wärme Einstellungen testen.

1. Fach Trockner Betrieb

  1. Bereiten Sie die Gülle durch 500 g Sand und 150 mL Wasser mischen und in das experimentelle Fach für das Gerät zu laden. Verbreiten Sie die Mischung gleichmäßig in das Fach.
  2. Mit dem Gerät ab das Tablett in der Trockenkammer.
  3. Schalten Sie das Gerät, dann das Gebläse und die Heizung einschalten.
  4. Legen Sie die Luftgeschwindigkeit und Temperatur für jeden Lauf. Die drei Luftgeschwindigkeiten sollte reichen von 0,8 ft/s, 2.0 ft/s (ein hoher, mittlerer und niedriger) mit einer konstanten Temperatur um 195 ºF. Die drei Temperaturen sollten reichen von 130-200 ºF mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1,8 ft/s.
  5. Messen Sie alle 5 min. über die gesamte Auflage, die 45 min dauern sollte. Die gesammelten Daten sollte gehören Einlass Lufttemperatur, Sand Temperatur, Sand Gewicht, Luft-Austrittstemperatur, Steckdose Luftstrom, Trockenkugel Temperatur und nass Fühlertemperatur. Verwenden Sie die digital-Thermometer für Temperaturwerte, Air-Flow-Einstellungen für den Luftstrom, eine digitale Waage für Sand Gewicht und eine Schleuder-Psychrometer für die nass- und trocken-Zwiebel-Temperaturen.
  6. Wiederholen Sie den Vorgang für jeden Satz von Einstellungen, von insgesamt vier einzigartigen Pisten.

Fach zu trocknen ist eine konvektive Wärme und Stoffübertragung Prozess häufig in der Industrie verwendet, um Feststoffe aus Flüssigkeiten zu trennen. Im Fach zu trocknen, wird ein Strom von heißem Gas über ein feuchtes fest, um die Flüssigkeit zu verdampfen übergeben. Der Prozess erfordert keine Unruhe und ermöglicht Kontrolle über Temperatur und andere Eigenschaften. Die Flexibilität der Fach Trocknung ermöglicht es, in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie Produktion vor dem Verpacken verwendet werden. Obwohl scheinbar einfach, erfordert der Prozess in der Regel gründliche Erprobung Trocknungsbedingungen optimieren ohne Beschädigung der Solid. Dieses Video wird zeigen, wie ein Tablett Trockner arbeitet, zeigen ein typisches Verfahren zur Trocknung von Studien, und einige Anwendungen zu diskutieren.

Um zu beginnen, schauen wir uns den Betrieb eines Tabletts Trockner. Das grundlegende Design beschäftigt einen rechteckigen Metallrahmen, bestehend aus einem Lufteinlass, Ventilatoren, Heizungen, ein Fach Fach und eine Steckdose. Die nassen Solid ist in einer flachen Schale geladen, die in das Fach Fach gelegt wird. Die Ventilatoren und Heizungen zwingen einen Strom von heißem Gas über das Tablett auf einer sorgfältig kontrollierten Temperatur und Durchfluss. Die Flüssigkeit im Behälter verdampft und wird aus dem vollen entfernt. Fach zu trocknen ist ein Batch-Prozess, was bedeutet, dass das Hinzufügen und Entfernen von Feststoffen aus dem Trockner diskreten Schritten, die gleichzeitig erfolgen kann. Seine Vorteile gegenüber anderen Trocknungsmethoden sind Einfachheit und Flexibilität der Operation und relativ niedrigen festen Kosten. Seine Nachteile sind hohe Arbeitskosten und hoher Energieverbrauch, obwohl Letzteres etwas ausgeglichen werden können durch Filterung und Vorformen der Feststoff. Jetzt, wo wir einige Grundlagen der Funktionsweise trocknen Maschinen gesehen haben, schauen Sie wie die Trennung erfolgt.

Die Trennung der Flüssigkeit aus dem vollen besteht aus zwei Schritten. In einem ersten Schritt überträgt das Gas Wärme auf die Flüssigkeit durch Konvektion, wodurch die Flüssigkeit verdampfen lassen. Die Rate der Wärmeübertragung und damit die Rate von Verdampfung hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Gas und Flüssigkeit und eine empirisch ermittelte Proportionalitätskonstante, genannt die "konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten." Im zweiten Schritt wird die neu verdampfte Flüssigkeit weg von der Schnittstelle durch konvektiven Stoffübergang Rekondensation verhindern übertragen. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt von der Unterschied im Dampf-Konzentration zwischen der Schnittstelle und der Großteil des Gasstromes. Die empirische Verhältnismäßigkeit konstant ist hier der konvektiven Stoffübergang Koeffizient. Obwohl die Koeffizienten geschätzt werden können, sind sie nur in der festen getrocknet wird und die Geometrie des Fachs Trockner. Darüber hinaus sind die Koeffizienten nur gültig, solange die feste Oberfläche gesättigt ist. Nachdem die Oberflächenfeuchtigkeit deutlich abgesenkt worden ist, wird die Trocknungs-Geschwindigkeit zurückgehen, da die innere Bewegung der Flüssigkeit innerhalb der Solids der dominierende Stoffaustausch Mechanismus wird. Nun, da Sie die Grundlagen kennen, sehen wir die Probe trocknen Verfahren.

Diese Demo veranschaulicht die Trocknung einer Sand-Wasser-Suspension bei verschiedenen Temperaturen und Luftgeschwindigkeiten. Erstens überprüfen Sie den Trockner für Sicherheitsrisiken zu und sicherzustellen Sie, dass das Psychrometer und andere Messgeräte für den Einsatz bereit sind. Bereiten Sie die Gülle durch Mischen von 500 Gramm Sand mit 150 Gramm Wasser. Gießen Sie die Gülle in die Schale und sicherzustellen Sie, dass es gleichmäßig verteilt ist. Schalten Sie das Gerät und das Tablett in der Trockenkammer und nehmen das Gewicht. Schalten Sie dann das Gebläse und den Trockner. Legen Sie die Luftgeschwindigkeit und Temperatur für die Testversion. Jede Studie wird mit Messungen im fünf-Minuten-Takt dauert 45 Minuten. Verwenden Sie ein digitales Thermometer zu messen Einlass Lufttemperatur, Sand Temperatur und Luft-Austrittstemperatur. Verwenden Sie das Psychrometer, um trocken-Zwiebel und naß-Zwiebel-Temperaturen zu messen. Schließlich zeichnen Sie die Steckdose Luftmenge und das Gewicht aus dem Gleichgewicht. Wiederholen Sie den Vorgang für jeden Satz von Einstellungen, von insgesamt vier einzigartigen Pisten. Wenn das abgeschlossen ist, verwenden Sie psychrometrischen Diagramme oder ähnliche Tools, um die absolute Feuchtigkeit zu finden.

Die Verdunstungsrate für jeden Versuch wurde durch Auftragen der Gülle Gewicht als Funktion der Zeit ermittelt. Steigende Temperaturen korreliert positiv mit der leitfähigen Wärmeübertragungsrate und damit die Verdunstungsrate. Erhöhung der Luftgeschwindigkeit ist verbunden mit höheren Raten der konvektive Wärmeübertragung und Stoffaustausch und erhöht auch Verdampfungsraten. Es gibt eine positive lineare Korrelation zwischen Luft-Temperatur und Verdampfung Rate sowie Luft-Strömung und Verdampfung Rate. Allerdings war die experimentelle Korrelation zwischen der Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten schwächer als erwartet. Dies ist möglicherweise aufgrund der relativen Luftfeuchtigkeit in der Luft-Sand-Schnittstelle oder die Wirkung von der Luftgeschwindigkeit auf das Gewicht des Tabletts.

Fach zu trocknen wird häufig angewendet, in industriellen Anwendungen, sowohl in der chemischen Produktion Spezialität und größeren Maßstab herstellen, wo die Arbeitskosten nicht zu groß sind. Behälter-Trockner dienen in der Regel als letzten Fertigungsschritt vor dem Verpacken in der lebensmittelverarbeitenden Industrie. Um Verdunstungsraten bei gleichzeitiger Kontrolle der Qualität von Lebensmitteln, kann der Trockner mit indirekte Trocknung Mechanismen, wie beheizte Tabletts und Hochfrequenz-Heizung ausgestattet werden. Während des Trockengangs, Feststoffe aus verwesenden, verziehen oder Rissbildung zu verhindern können die Heizung Bedingungen geändert werden. Tablett Trockner sind besonders nützlich in Einrichtungen, wo mehrere verschiedene Lebensmittel, vorbereitet in unterschiedlichen Mengen an einzigartigen Bedingungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit getrocknet werden müssen. Eine Alternative Trockner Design nutzt Multi-Ablage LKW. In der pharmazeutischen Industrie werden LKW zur reduzieren Zeit- und Arbeitsaufwand und Produkt Einheitlichkeit zu erhöhen. Dieses Design nutzt Recirculators und verblüfft zu kontrollieren Luftstrom, tote Zonen vermeiden und konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu erhalten. Für empfindliche Chemikalien werden inerte Atmosphäre erzeugt. Da Fach Trocknung physisch sanfter ist als Flüssigkeit-Bett oder rotary Methoden stürzen, ist es geeignet für die Trocknung von klebrigen kristalline Materialien wie Pulver und rohen Drogen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in das Fach Trockner beobachtet. Sie sollten jetzt die Grundsätze der Schale trocknen, ein Prozess zur Durchführung von Fach trocknen Experimente und einige Anwendungen verstehen. Danke fürs Zuschauen.

Results

Die gesammelten Daten kann folgende Angaben entnommen werden. Verwenden Sie psychrometrischen Diagramme, um die absolute Feuchtigkeit zu bestimmen, die welche die Konzentration von Wasser in der Luft gibt. Die Wärmedurchgangskoeffizienten können mit der gemessenen Temperaturen und Gleichung 1 berechnet werden. Und schließlich kann die Änderung der Masse des nassen Sand verwendet werden, um die Konzentration von Wasser in den Sand zu berechnen.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Sand verringerte sich linear mit der Zeit. Wie erwartet, war die Verdunstungsrate gefunden, um mit größeren Flow Rate und Hitze Pflicht zu erhöhen. Nach ihre Gleichungen sind Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten direkt proportional zur Verdunstung an die Sand-Luftschnittstelle. Theoretische Werte der Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten erwiesen sich als eine starke positive Korrelation mit R2 von 99 %. Die experimentellen Werte zeigte nur eine schwache Korrelation nach der Prüfung.

Die Beziehungen zwischen Luft-Strömung und Verdampfung Rate und zwischen Temperatur und Verdampfung Rate beide stiegen linear (Abbildung 1, Abbildung 2). Erhöhten Luftstrom (Abbildung 1) und erhöhter Temperatur (Abbildung 2) erhöht die Verdunstungsrate. Diese Diagramme zeigen, dass wenn Air Flow oder Temperatur-Erhöhung und die andere Variable ist konstant, die Verdunstungsrate gehalten wird zu einem entsprechenden Preis zu erhöhen und einen positiven linearen Trend zu folgen. Air Flow-Variation-Test war ein Maß für die konvektive Wärmeübertragung, während die Temperatur Variation Test ein gewisses Maß an leitende Wärmeübertragung. Die Summe der beiden Tests zeigt, dass beide leitfähigen und konvektive Wärmeübertragung folgen eine lineare Beziehung mit Verdunstungsrate.

Figure 1
Abbildung 1: Darstellung der Beziehung zwischen Luft-Geschwindigkeit und Verdampfung Rate, die linear erhöht.

Figure 2
Abbildung 2: Darstellung der Beziehung zwischen Temperatur und Verdunstung, die linear erhöht.

Es gibt viele Fehlerquellen bei den Messungen mit der größten Quellen für Fehler wird die Relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Luft-Sand-Schnittstelle. Auch Air Flow Rate-Effekt auf das Gewicht der Schale wurde als unwichtig erachtet, aber es ist eine Fehlerquelle. Einige dieser Fehler kann auch die Korrelation des Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten verringert haben. Diese Koeffizienten wurden theoretisch berechnet und bewährte korreliert werden. Die experimentellen Daten zeigen einen signifikanten Trend, obwohl sie theoretisch ähnliche jedoch nicht.

Applications and Summary

Ein Tablett Trockner wurde verwendet, um die Trocknungs-Geschwindigkeit des Sandes in Bezug auf leitfähigen und konvektive Wärmeübertragung zu messen. Mit Trockner bei drei verschiedenen Leistungsstufen und zwei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten, wurden sechs experimentelle Datensätze gefunden. Messungen wurden durch wiegen das Sand/Wasser-Gemisch im fünf-Minuten-Takt.

Dieses Experiment nutzte Newtons Gesetz der Heizung, Trocknung Rate Modellierung und Wärme- und Stoffaustausch Modellierung. Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten wurden mit dem Einsatz eines Grenzschicht-Modells ermittelt. Theoretisch, Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten zeigen eine sehr starke positive lineare Korrelation. Obwohl die experimentellen Ergebnisse sowie eine positive Entwicklung zeigte, war die Daten zu ungenau, signifikante Korrelation zwischen den beiden anzeigen.

Fach-Trocknung kann in den unterschiedlichsten Bereichen verwendet werden. Ein solches Feld ist Pharmaceuticals. In der Pharmaindustrie dienen Fach Trockner trocknen viele unterschiedlichen Trägermaterialien, einschließlich klebrig, körnig, und kristalline Materialien2. Viele Kunststoffe in der Pharmaindustrie können im Fach Trockner2getrocknet werden. Darüber hinaus können die Ausscheidungen, Pasten und anderen feuchten Massen mit einem Tablett Trockner, zusammen mit rohen Drogen, Chemikalien, Pulver und Tablet Granulat getrocknet werden. Sogar einige Ausrüstung wird in den Trockner2getrocknet. Behälter-Trockner bieten viele Vorteile in dieser Branche, da sie für Chargen, verwendet werden, die können variieren in Größe und ohne Verluste2behandelt werden. Die Trockner sind auch leicht angepasst, um andere Materialien in einer effizienten Weise2begleiten. In einigen Fällen werden Fach-Trockner in einem Vakuum zur Hitze empfindliche Produkte wie Vitamine2trocken.

Behälter-Trockner werden auch in der Lebensmittelverarbeitung3verwendet. Lebensmittel kann auf die Tabletts für die Trocknung3dünn und gleichmäßig verteilt. Je nach der Art der Nahrung Strahlung Form anderen beheizten Oberflächen3oder Trocknung kann durch Erhitzen mit Luft, die Bewegung auf die Tabletts, Leitung von beheizten Behälter oder Regale, durchgeführt werden. Luft kann mit dem zusätzlichen Vorteil der feuchten Dämpfe zu entfernen verwendet werden, wenn dies ein Problem für einige Lebensmittel3sein kann.

References

  1. "Solids Drying: Basics and Applications - Chemical Engineering.Chemical Engineering Solids Drying Basics and Applications Comments. N.p., n.d. Web. 12 Jan. 2017.
  2. "Pharmainfo.net.Tray dryer by Saraswathi.B. N.p., n.d. Web. 12 Jan. 2017.
  3. "Unit Operations in Food Processing - R. L. Earle.Unit Operations in Food Processing - R. L. Earle. N.p., n.d. Web. 12 Jan. 2017.

Das Experiment besteht aus vier Läufen jeweils eine andere Kombination von einer der zwei Lüfter und Wärme Einstellungen testen.

1. Fach Trockner Betrieb

  1. Bereiten Sie die Gülle durch 500 g Sand und 150 mL Wasser mischen und in das experimentelle Fach für das Gerät zu laden. Verbreiten Sie die Mischung gleichmäßig in das Fach.
  2. Mit dem Gerät ab das Tablett in der Trockenkammer.
  3. Schalten Sie das Gerät, dann das Gebläse und die Heizung einschalten.
  4. Legen Sie die Luftgeschwindigkeit und Temperatur für jeden Lauf. Die drei Luftgeschwindigkeiten sollte reichen von 0,8 ft/s, 2.0 ft/s (ein hoher, mittlerer und niedriger) mit einer konstanten Temperatur um 195 ºF. Die drei Temperaturen sollten reichen von 130-200 ºF mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1,8 ft/s.
  5. Messen Sie alle 5 min. über die gesamte Auflage, die 45 min dauern sollte. Die gesammelten Daten sollte gehören Einlass Lufttemperatur, Sand Temperatur, Sand Gewicht, Luft-Austrittstemperatur, Steckdose Luftstrom, Trockenkugel Temperatur und nass Fühlertemperatur. Verwenden Sie die digital-Thermometer für Temperaturwerte, Air-Flow-Einstellungen für den Luftstrom, eine digitale Waage für Sand Gewicht und eine Schleuder-Psychrometer für die nass- und trocken-Zwiebel-Temperaturen.
  6. Wiederholen Sie den Vorgang für jeden Satz von Einstellungen, von insgesamt vier einzigartigen Pisten.

Fach zu trocknen ist eine konvektive Wärme und Stoffübertragung Prozess häufig in der Industrie verwendet, um Feststoffe aus Flüssigkeiten zu trennen. Im Fach zu trocknen, wird ein Strom von heißem Gas über ein feuchtes fest, um die Flüssigkeit zu verdampfen übergeben. Der Prozess erfordert keine Unruhe und ermöglicht Kontrolle über Temperatur und andere Eigenschaften. Die Flexibilität der Fach Trocknung ermöglicht es, in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie Produktion vor dem Verpacken verwendet werden. Obwohl scheinbar einfach, erfordert der Prozess in der Regel gründliche Erprobung Trocknungsbedingungen optimieren ohne Beschädigung der Solid. Dieses Video wird zeigen, wie ein Tablett Trockner arbeitet, zeigen ein typisches Verfahren zur Trocknung von Studien, und einige Anwendungen zu diskutieren.

Um zu beginnen, schauen wir uns den Betrieb eines Tabletts Trockner. Das grundlegende Design beschäftigt einen rechteckigen Metallrahmen, bestehend aus einem Lufteinlass, Ventilatoren, Heizungen, ein Fach Fach und eine Steckdose. Die nassen Solid ist in einer flachen Schale geladen, die in das Fach Fach gelegt wird. Die Ventilatoren und Heizungen zwingen einen Strom von heißem Gas über das Tablett auf einer sorgfältig kontrollierten Temperatur und Durchfluss. Die Flüssigkeit im Behälter verdampft und wird aus dem vollen entfernt. Fach zu trocknen ist ein Batch-Prozess, was bedeutet, dass das Hinzufügen und Entfernen von Feststoffen aus dem Trockner diskreten Schritten, die gleichzeitig erfolgen kann. Seine Vorteile gegenüber anderen Trocknungsmethoden sind Einfachheit und Flexibilität der Operation und relativ niedrigen festen Kosten. Seine Nachteile sind hohe Arbeitskosten und hoher Energieverbrauch, obwohl Letzteres etwas ausgeglichen werden können durch Filterung und Vorformen der Feststoff. Jetzt, wo wir einige Grundlagen der Funktionsweise trocknen Maschinen gesehen haben, schauen Sie wie die Trennung erfolgt.

Die Trennung der Flüssigkeit aus dem vollen besteht aus zwei Schritten. In einem ersten Schritt überträgt das Gas Wärme auf die Flüssigkeit durch Konvektion, wodurch die Flüssigkeit verdampfen lassen. Die Rate der Wärmeübertragung und damit die Rate von Verdampfung hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Gas und Flüssigkeit und eine empirisch ermittelte Proportionalitätskonstante, genannt die "konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten." Im zweiten Schritt wird die neu verdampfte Flüssigkeit weg von der Schnittstelle durch konvektiven Stoffübergang Rekondensation verhindern übertragen. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt von der Unterschied im Dampf-Konzentration zwischen der Schnittstelle und der Großteil des Gasstromes. Die empirische Verhältnismäßigkeit konstant ist hier der konvektiven Stoffübergang Koeffizient. Obwohl die Koeffizienten geschätzt werden können, sind sie nur in der festen getrocknet wird und die Geometrie des Fachs Trockner. Darüber hinaus sind die Koeffizienten nur gültig, solange die feste Oberfläche gesättigt ist. Nachdem die Oberflächenfeuchtigkeit deutlich abgesenkt worden ist, wird die Trocknungs-Geschwindigkeit zurückgehen, da die innere Bewegung der Flüssigkeit innerhalb der Solids der dominierende Stoffaustausch Mechanismus wird. Nun, da Sie die Grundlagen kennen, sehen wir die Probe trocknen Verfahren.

Diese Demo veranschaulicht die Trocknung einer Sand-Wasser-Suspension bei verschiedenen Temperaturen und Luftgeschwindigkeiten. Erstens überprüfen Sie den Trockner für Sicherheitsrisiken zu und sicherzustellen Sie, dass das Psychrometer und andere Messgeräte für den Einsatz bereit sind. Bereiten Sie die Gülle durch Mischen von 500 Gramm Sand mit 150 Gramm Wasser. Gießen Sie die Gülle in die Schale und sicherzustellen Sie, dass es gleichmäßig verteilt ist. Schalten Sie das Gerät und das Tablett in der Trockenkammer und nehmen das Gewicht. Schalten Sie dann das Gebläse und den Trockner. Legen Sie die Luftgeschwindigkeit und Temperatur für die Testversion. Jede Studie wird mit Messungen im fünf-Minuten-Takt dauert 45 Minuten. Verwenden Sie ein digitales Thermometer zu messen Einlass Lufttemperatur, Sand Temperatur und Luft-Austrittstemperatur. Verwenden Sie das Psychrometer, um trocken-Zwiebel und naß-Zwiebel-Temperaturen zu messen. Schließlich zeichnen Sie die Steckdose Luftmenge und das Gewicht aus dem Gleichgewicht. Wiederholen Sie den Vorgang für jeden Satz von Einstellungen, von insgesamt vier einzigartigen Pisten. Wenn das abgeschlossen ist, verwenden Sie psychrometrischen Diagramme oder ähnliche Tools, um die absolute Feuchtigkeit zu finden.

Die Verdunstungsrate für jeden Versuch wurde durch Auftragen der Gülle Gewicht als Funktion der Zeit ermittelt. Steigende Temperaturen korreliert positiv mit der leitfähigen Wärmeübertragungsrate und damit die Verdunstungsrate. Erhöhung der Luftgeschwindigkeit ist verbunden mit höheren Raten der konvektive Wärmeübertragung und Stoffaustausch und erhöht auch Verdampfungsraten. Es gibt eine positive lineare Korrelation zwischen Luft-Temperatur und Verdampfung Rate sowie Luft-Strömung und Verdampfung Rate. Allerdings war die experimentelle Korrelation zwischen der Wärme- und Stoffübertragung Koeffizienten schwächer als erwartet. Dies ist möglicherweise aufgrund der relativen Luftfeuchtigkeit in der Luft-Sand-Schnittstelle oder die Wirkung von der Luftgeschwindigkeit auf das Gewicht des Tabletts.

Fach zu trocknen wird häufig angewendet, in industriellen Anwendungen, sowohl in der chemischen Produktion Spezialität und größeren Maßstab herstellen, wo die Arbeitskosten nicht zu groß sind. Behälter-Trockner dienen in der Regel als letzten Fertigungsschritt vor dem Verpacken in der lebensmittelverarbeitenden Industrie. Um Verdunstungsraten bei gleichzeitiger Kontrolle der Qualität von Lebensmitteln, kann der Trockner mit indirekte Trocknung Mechanismen, wie beheizte Tabletts und Hochfrequenz-Heizung ausgestattet werden. Während des Trockengangs, Feststoffe aus verwesenden, verziehen oder Rissbildung zu verhindern können die Heizung Bedingungen geändert werden. Tablett Trockner sind besonders nützlich in Einrichtungen, wo mehrere verschiedene Lebensmittel, vorbereitet in unterschiedlichen Mengen an einzigartigen Bedingungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit getrocknet werden müssen. Eine Alternative Trockner Design nutzt Multi-Ablage LKW. In der pharmazeutischen Industrie werden LKW zur reduzieren Zeit- und Arbeitsaufwand und Produkt Einheitlichkeit zu erhöhen. Dieses Design nutzt Recirculators und verblüfft zu kontrollieren Luftstrom, tote Zonen vermeiden und konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu erhalten. Für empfindliche Chemikalien werden inerte Atmosphäre erzeugt. Da Fach Trocknung physisch sanfter ist als Flüssigkeit-Bett oder rotary Methoden stürzen, ist es geeignet für die Trocknung von klebrigen kristalline Materialien wie Pulver und rohen Drogen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in das Fach Trockner beobachtet. Sie sollten jetzt die Grundsätze der Schale trocknen, ein Prozess zur Durchführung von Fach trocknen Experimente und einige Anwendungen verstehen. Danke fürs Zuschauen.

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