粮食真空干燥仓漏率模型的建立与漏率标准的制定

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)国家粮食储备局郑州科学研究设计院 作者:邢俊杰

       真空干燥仓实际上是一个具有压力容器性质的换热器, 物料吸收加热介质的热量在真空状态得到干燥。保证真空干燥能顺利进行的一个先决条件是真空干燥仓的漏气速率必须符合工艺要求,所以有必要对真空仓的漏气机理进行探讨,制定可操作的标准和检漏方法

漏率模型的建立

       图1 为真空干燥仓漏气的示意模型: 假设容积为A, 压强为P(P<P0),温度为T 的真空仓经dt时间后,压强变为P+dP;再假设漏入的气体刚好被dV的容器收集, 该部分气体为标准大气压P0。由于漏气缓慢, 整个过程可认为是个绝热过程。

真空干燥仓漏气模型  

图1 真空干燥仓漏气模型

       由理想气体状态方程PV=nRT 得

真空干燥仓漏气模型

       其中d( POV)/dt为单位时间漏入进真空仓内气体多少的量度, 可认为它与仓内外的压强差成正比, 假设这一比例常数为δ,

 

       关于式子k=δ/A的含义

       δ可作为总漏率常数, 单位:m3·s- 1, 该数值越大, 说明设备漏的越厉害, 设备总体精度越低, 这一数值体现总体的加工精度和装配精度。

      κ可作为单位漏率常数, 单位:s-1, 该数值越大,说明单位体积的设备漏的越厉害, 是加工过程和部件装配过程密封水平的标志。

      一般来说,一个设备是否合乎标准,要看其总漏量是否符合要求。当总漏率常数δ确定时, 加工的设备越大(A 值越大) , 那么κ值就越小, 说明单位漏率常数越小, 对加工精度和部件装配精度要求越高, 这和日常的感性认识是一致的。

漏率标准的制定与可操作性

        粮食真空干燥行业要求容器总漏率η的数量级为10Pa·m3/s,假设真空仓工作于8000Pa 状态, 代入⑤式δ的数量级为10- 4Pa·m3/s; 对于100m3 的容积, 取κ=10- 6/100*103=10-6,若检漏时充入3 个大气压力, 则压力随时间变化的公式如下:

 

       由matlab 做出20d 内真空干燥仓的压力变化曲线如图2。从曲线上可以看到: 对于100m3的真空仓, 在8000pa 压力漏率为10Pa·m3/s的要求下,充入3个大气压力进行正压检漏, 真空仓的压力必须在8 天内压力下降不能超过1.5个大气压,才算是符合要求。

 

图2 真空干燥仓压力随时间变化曲线

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