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À l’aide d’un plateau de séchoir pour enquêter sur le transfert de chaleur par convection et conduction
 

À l’aide d’un plateau de séchoir pour enquêter sur le transfert de chaleur par convection et conduction

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Plateau de séchage est un processus de transfert de masse couramment utilisé dans l’industrie pour séparer les solides des liquides et de chaleur par convection. Dans bac de séchage, un flux de gaz chaud est passé sous une humidité solid pour vaporiser le liquide. Le processus ne nécessite aucune agitation et permet un contrôle sur la température et d’autres propriétés. La flexibilité du plateau de séchage lui permet d’être utilisé dans la production chimique, pharmaceutique et alimentaire avant l’emballage. Bien qu’apparemment simple, le processus nécessite généralement une expérimentation approfondie afin d’optimiser les conditions de séchage sans endommager la matière solide. Cette vidéo illustre comment une plateau des œuvres séchoir, démontrer une procédure typique pour des essais de séchage et discuter de certaines applications.

Pour commencer, nous allons étudier le fonctionnement d’un séchoir à plateaux. La conception plus simple utilise un cadre métallique rectangulaire composé d’une entrée d’air, ventilateurs, chauffages, un compartiment de lecteur et une prise de courant. Le solide mouillé est chargé dans un bac peu profond, qui est placé dans le compartiment de lecteur. Les ventilateurs et appareils de chauffage forcer un flux de gaz chaud sur le plateau à une température contrôlée avec soin et le débit. Le liquide contenu dans la barre d’État s’évapore et est supprimé du solide. Plateau de séchage est un procédé discontinu, ce qui signifie que l’ajout et la suppression des solides provenant de la sécheuse sont des étapes discrètes qui ne peuvent se produire simultanément. Ses avantages par rapport aux autres méthodes de séchage incluent simplicité et souplesse de fonctionnement et relativement faibles coûts fixes. Ses inconvénients incluent les coûts de main-d'œuvre élevés et consommation d’énergie élevée, bien que ce dernier peut être un peu décalé en filtrant et pré formant le solide. Maintenant que nous avons vu quelques éléments des machines de séchage fonctionne, nous allons étudier comment la séparation se produit.

La séparation du liquide du solide comprend deux étapes. Dans un premier temps, le gaz transfère la chaleur à convection, causant le liquide s’évaporer le liquide. Le taux de transfert de chaleur et donc le taux d’évaporation dépendent de la différence de température entre le gaz et le liquide et une constante de proportionnalité empiriquement déterminée appelée le « coefficient de transfert de chaleur par convection ». Dans la deuxième étape, le liquide vaporisé nouvellement est transféré de l’interface par le biais de transfert de masse convectif pour empêcher la recondensation. Le taux de ce processus dépend de la différence de concentration de vapeur entre l’interface et la majeure partie du flux gazeux. L’ici constante empirique de proportionnalité est le coefficient de transfert de masse convectif. Même si on peuvent estimer les coefficients, elles sont uniques pour le solide est séché et la géométrie de la séchoir à plateaux. En outre, les coefficients ne sont valables que tant que la surface solide est saturée. Après que l’humidité de la surface a été abaissée de manière significative, le taux de séchage diminue comme le mouvement interne de liquide dans le solide devient le mécanisme de transfert de masse dominante. Maintenant que vous connaissez les principes, nous allons voir l’échantillon procédure de séchage.

Cette démonstration illustre le séchage d’une boue de sable-eau à diverses températures et vitesses de l’air. Tout d’abord, vérifiez la sécheuse pour les dangers et que le psychromètre et autres appareils de mesure sont prêts à l’emploi. Préparer le coulis en mélangeant 500 grammes de sable avec 150 grammes d’eau. Versez la pâte dans le plateau et s’assurer qu'elle est répartie uniformément. Allumer l’appareil et placez le plateau dans la chambre de séchage et noter le poids. Ensuite, allumez le ventilateur et la sécheuse. Régler la vitesse de l’air et la température de l’essai. Chaque essai aura dernières 45 minutes avec les mesures prises à intervalles de cinq minutes. Utilisez un thermomètre numérique de mesure température de l’air d’admission, la température de sable et température d’air de sortie. Le psychromètre permet de mesurer la température du thermomètre sec et mouillé. Enfin, enregistrer le débit de sortie et le poids de l’équilibre. Répétez l’opération pour chaque ensemble de paramètres, pour un total de quatre courses uniques. Lorsque la série est terminée, utilisez psychrométriques graphiques ou des outils similaires pour trouver l’humidité absolue.

Le taux d’évaporation pour chaque essai a été déterminé en reportant le poids de la boue en fonction du temps. Augmentation de la température en corrélation positive avec le taux de transfert de chaleur conduction et donc le taux d’évaporation. Augmenter la vitesse de l’air est associée à des taux plus élevés de transfert de chaleur par convection et le transfert de masse et augmente également le taux d’évaporation. Il y a une corrélation linéaire entre les taux de température et de l’évaporation d’air, ainsi qu’entre les taux de flux et de l’évaporation d’air. Cependant, la corrélation expérimentale entre la chaleur et les coefficients de transfert de masse est plus faible que prévu. C’est peut-être à cause de l’humidité relative à l’interface air-sable ou l’effet de la vitesse de l’air sur le poids de la barre d’État.

Plateau de séchage est couramment appliqué dans des applications industrielles, aussi bien dans la production de produits chimiques de spécialité et à plus grande échelle fabrication, où les frais de main de œuvre ne sont pas trop grands. Séchoirs à plateau sont utilisés dans l’industrie de la transformation des aliments, généralement la dernière étape de la fabrication avant l’emballage. Pour augmenter les taux d’évaporation tout en contrôlant la qualité des aliments, la sécheuse peut équipée de séchage des mécanismes indirects, tels que plateaux chauffants et chauffage de radiofréquence. Les conditions de chauffage peuvent être modifiées pendant le cycle de séchage pour empêcher les matières solides de décomposition, déformation ou de fissuration. Séchoirs à plateau sont particulièrement utiles dans les installations où plusieurs aliments différents, préparés dans des quantités variables, doivent être séchés à des conditions particulières de température et d’humidité. Une conception alternative sèche utilise camions plateau multi. Dans l’industrie pharmaceutique, les camions sont utilisés pour réduire le temps et le travail et augmenter l’uniformité du produit. Cette conception utilise des conduits et chicanes pour contrôler le flux d’air, éviter les zones mortes et maintenir l’humidité et température constante. Pour les produits chimiques sensibles, atmosphères inertes sont générés. Plateau de séchage étant physiquement plus doux que le lit fluidisé ou rotatif tumble méthodes, il est approprié pour le séchage de matériaux cristallins collants comme les poudres et drogues brutes.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE pour le séchoir à plateaux. Vous devez maintenant comprendre les principes de la barre d’État, un processus pour mener des expériences de séchage de plateau et certaines applications de séchage. Merci de regarder.

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