Главная страница  Измерения влажности 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [ 112 ] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

ется при применении датчиков, обладающих сорбцион-ным гистерезисом.

Динамические свойства гигротермического влагомера (исключая измерительное устройство) определяются: 1) инерционностью влагообмена между материалом и воздухом; 2) инерционностью используемого гигрометри-ческого датчика. Динамические характеристики датчиков различных типов были рассмотрены в гл 7 и 8. Поверхностный влагообмен зависит от разности концентраций влаги на поверхности материала и в окружающей среде и при постоянстве температуры и давления описывается уравнением

§ = РрЛ«-«р)5. (10-1)

где dGJdt - интенсивность перемещения влаги; Р-коэффициент влагообмена; ро - плотность сухого материала; ы -среднее влагосодержание поверхности материала; Ыр - равновесное влагосодержание материала при данной температуре; 5-площадь эффективной поверхности.

При применении (10-1) считаем, что величина и равна среднему влагосодержанию материала, т. е. исключаем из рассмотрения внутренний перенос влаги в материале.

Аналитическое определение инерционности влагообмена весьма затруднительно в связи с непостоянством коэффициента р, зависящего от скорости воздуха, формы, размеров и условий обтекания воздухом поверхности испарения и т. п.

Если принять p=const, можно аппроксимировать рассматриваемый процесс апериодическим звеном 1-го порядка. При. использовании гигрометрического датчика, динамические свойства которого соответствуют такому же звену, датчик влагомера можно приближенно описать апериодическим звеном 2-го порядка с передаточной функцией

где ife - статический коэффициент передачи; Ti - постоянная времени процесса влагопереноса; - постоянная времени гигрометрического датчика.

Экспериментальные переходные характеристики достаточно хорошо согласуются с формулой (10-2). Приме-оч* 339:



няя к этим характеристикам известное построение, можно аппроксимировать датчик влагомера последовательным соединением звена постоянного запаздывания и аппериодического звена 1-го порядка, причем запаздывание первого звена характеризует главным образом инерционность влагообмена, а постоянная времени второго звена-инерционность датчика. Для повышения быстродействия влагомера необходимо не только выбрать быстродействующий гигрометрический датчик, но И максимально увеличить поверхность влагообмена, уменьшить объем воздуха между датчиком и материалом, создать движение воздуха и повысить его скорость. Предлагалось также выдерживать датчик перед измерением в течение некоторого времени в среде с постоянной влажностью, в частности с влажностью, близкой к нулю. Такой способ уменьшает погрешности от сорбционного гистерезиса, но усложняет измерение и поэтому не нашел широкого применения.

При практической реализации влагомеров важнейшее значение имеет выбор типа гигрометрического датчика и связи датчика с материалом, которая должна удовлетворять сформулированным выше условиям уменьшения инерционности измерения. Различные способы установки гигродатчика на твердых материалах показаны на рис. 10-2. При измерении влагосодержания на поверхности материала простейший способ (рис. 10-2,а) заключается в установке на этой поверхности полой камеры, изготовленной из негигроскопического материала. Во внутренней полости камеры закреплен гигродатчик. Для исключения попадания внешнего воздуха внутрь камеры ее поверхность, соприкасающаяся с материалом, снабжа- ется уплотняющей прокладкой, а сама камера прижимается к материалу грузом, пружиной и т. п.

Для создания движения воздуха в верхней части камеры (рис. 10-2,б) монтируется электрический нагреватель- миниатюрная спираль из тонкого провода. При нагреве спирали, даже очень незначительном, на 2-3°С выше температуры воздуха, над поверхностью материала создается омывающий гигродатчик конвективный поток воздуха от поверхности материала. В крышке камеры предусмотрены отверстия для прохождения нагретого воздуха.

На рис. 10-2,6 показана камера с перемешиванием воздуха с помощью механической мешалки, установлеп-



ной внутри камеры и приводимой во вращение (через сальниковое уплотнение) электродвигателем, смонтированным вне камеры. Мешалка или вентилятор увеличивает объем камеры, поэтому описанный способ применим только при исследовании больших образцов материала.

Способы измерения влажности дисперсных - сыпучих и волокнистых - материалов, а также материалов в форме тюков, рулонов и т. п. сводятся к введению в тол-





Рис. 10-2. Способы связи гигродатчика с твердым влагосодержащим

материалом.

/ - исследуемый материал; 2 - гигродатчик; 3-футляр; 4 - уплотняющая прокладка; 5 -зонд; 6 -защитная сетка; 7 -воздушный насос; 8 - мешалка или вентилятор; S -пробка; /О -трубки для воздуха; -электрический нагреватель; 12 - металлическая трубка.

щу материала зонда, содержащего гигродатчик (рис. 10-2,г), либо к измерению влажности движущегося воздуха, соприкасающегося с внешней поверхностью материала или отсасываемого из пространства между волокнами, зернами или кусками материала. Вентилятор может перемешивать воздух внутри камеры (рис. 10-2,е).

Схема, показанная на рис. 10-2,<3, не требует увеличения объема камеры и позволяет повысить скорость движения воздуха. Миниатюрный воздушный насос создает Б замкнутой системе, состоящей нз камеры и тру-




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [ 112 ] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

0.0252