Вимірювання вологості зерна
Химия

Вимірювання вологості зерна


Вимірювання вологості зерна

Завантажити реферат: Вимірювання вологості зерна

При вимірі вологості сипких матеріалів ємнісним способом найкращі результати у сенсі точності виміру досягаються за повного усунення впливу змінної об’ємної маси, тобто. при ущільненні постійної маси контрольованого матеріалу між електродами ємнісного датчика постійного обсягу, тобто. при забезпеченні постійної густини.

У разі вимірювання вологості зернових (пшениці, жита, ячменю, вівса, проса та ін) використовувати безпосередньо цей спосіб не вдається з тієї причини, що зернові при низькій вологості не стискаються і ущільнення не піддаються.

Тому для підвищення точності вимірювання вологості зернових запропонований спосіб, що включає приміщення контрольованого зерна в ємнісний датчик складеним градуювальним характеристикам.

Однак цей спосіб має істотний недолік, який обмежує використання способу — розмелювання зернових в ємнісному датчику можливий за допомогою млина з електроприводом з високою швидкістю обертів. Тому в процесі розмелювання підвищується температура зерна, що розмелюється, і датчика з млином, що викликає неконтрольовані втрати вологи, тобто. різке підвищення похибки виміру вологості.

Наприклад, експерименти, проведені при температурі навколишнього повітря та зерна пшениці 17-21°С показали, що температура розмеленого зерна та датчика з млином у процесі розмелювання першого зразка пшениці підвищилася до 30°С, другого — (з температурою 27-28°С) до 34-35°С, а третього зразка у тому ж датчику (з температурою 30-32°С) до 40-42°С.

Усунення цього недоліку в запропонованому способі досягається тим, що зразок зерна з постійною масою поміщається в ємнісний датчик з млином, попередньо охолоджений до температури 5-8°С, при цьому маса навішування проби контрольованого зерна і датчика з млином і матеріал датчика з млином обрані при умови виконання нерівності

Вимірювання вологості зерна

де Т0 — температура датчика з млином до приміщення контрольованого зерна;

Т1 — температура контрольованого зерна до розмелювання;

Т2 — температура контрольованого зерна після розмелювання у разі неохолодженого датчика з млином;

Т3 — кінцева температура контрольованого зерна після розмелювання та датчика з млином;

DТ1 = Т2 – Т1 – підвищення температури зерна в результаті розмелювання;

DТ2 = Т2 — Т3 — зниження температури зерна в процесі розмелювання в попередньо охолодженому датчику з млином;

С1, С2 — питома теплоємність контрольованого зерна та матеріалу датчика з млином;

m1, m2 — маса проби зерна та датчика з млином відповідно.

Попереднє охолодження датчика з млином до температури Т0 — 5-8°С, відповідний підбір мас проби контрольованого сипучого матеріалу m1, датчика т2 і матеріалу датчика з питомою теплоємністю С2 забезпечує те, що в процесі розмелювання температура матеріалу Т3 виходить нижче, ніж початкова температура проби контрольованого матеріалу Т1, Т3 < Т1. Це означає, що в процесі розмелювання проба зерна не нагрівається, а навпаки, її температура знижується, що запобігає втрати вологи в процесі розмелювання і усуває один із істотних складових похибки вимірювання вологості. Насправді в процесі розмелювання внутрішня енергія проби контрольованого зерна збільшується за рахунок кінетичної енергії ножа, що розмелює. Температура проби контрольованого зерна збільшується. Кількість теплоти, отримана зерном при розмелі, складе

Вимірювання вологості зерна,

де DТ1 = Т2 — Т1

У процесі розмелювання в охолодженому датчику відбувається теплообмін між пробою зерна та охолодженим датчиком, при цьому внутрішня енергія, виділена при охолодженні проби зерна, витрачається на нагрівання датчика з млином.

Кількість теплоти, віддана зерном при розмелі, буде

Вимірювання вологості зерна

Кількість теплоти, отримана охолодженим до температури 5-8°С датчиком з млином при теплообміні в процесі розмелювання контрольованого зерна, складе

Вимірювання вологості зерна

Очевидно Q2 = Q3.

Вимірювання вологості зерна,

звідси зниження температури зерна в процесі розмелювання в охолодженому датчику

Вимірювання вологості зерна,

коли Т1, С2, Т2, Т0 обрані відповідним чином

Вимірювання вологості зерна,

тобто. Т3 < Т1 й у процесі розмелювання температура зерна знижується.

Спосіб здійснюється за допомогою вологоміра зерна підвищеної точності ВЗПТ-1. Маса проби збіжжя т1 = 0,025 кг.

Маса датчика М = 1,5 кг, матеріал — сталь-3 (С2 = 460 Дж/кг.К; С1 — питома теплоємність проби зерна, точне вимірювання важко). Тому величина температури Т0 = 5-8°С = 278-281°До охолодження датчика обрана експериментальним шляхом з таким розрахунком, що в межах практично можливої ​​температури контрольованого зерна від 5 до 35°С задовольнилася вищенаведена нерівність.

На малюнку показаний ємнісний датчик, що реалізує спосіб. Він складається з корпусу вимірювальної камери, дно якої є електрод 1 нульового потенціалу конденсатора — ємнісного датчика, електрода високого потенціалу (потенційний електрод) 2, кришки 3 ізоляційного (фторопластового) циліндра 4, на якому кріпиться потенційний електрод 2, ножа 5 і термодіа Між електродами 1 і 2 поміщений контрольований матеріал — шрот зерна 7; корпус датчика 8; напрямний зерна 9; підшипник 10

Вимірювання вологості зерна

Ємнісний датчик з розмелюючим пристроєм

Спосіб здійснюється наступним чином: за годину до початку вимірювання два вищезгадані датчики поміщаються в холодильник типу «Морозко», в якому встановлена ​​температура 5-8°С.

З контрольованого зерна береться проба масою 25 г і міститься у вийнятий з холодильника перший ємнісний датчик; подрібнюючий механізм (ніж) датчика 5 приєднується до електроприводу, який включається протягом 20 с і контрольована проба зерна розмелюється. Після цього кришка 3 спускається зусиллям спеціального преса до упору, при цьому розмелений контрольований матеріал (трот зерна) 7 ущільнюється між електродами 1 і 2 до постійного обсягу. Одночасно розмелену масу занурюється датчик температури (термодіод) 6, який прикріплений на ізоляційному циліндрі 4.

Ємнісний датчик від’єднується від електроприводу та електрично підключається до вимірювача електричної ємності та температури, вимірюється ємність датчика та температура розмеленого зерна, визначається за калібрувальними характеристиками значення вологості. Після цього перший ємнісний датчик, температура якого підвищувалася до Т3°З звільняють від розмеленого зерна і поміщають в холодильник «Морозко» з попередньо встановленою температурою 5-8°С. Для вимірювання вологості другої проби зерна з холодильника дістають другий ємнісний датчик та вимірюють вологість. Потім холодильник ставлять другий датчик.

Для вимірювання вологості третього зразка зерна з холодильника дістають перший датчик, який встиг охолонути до 5-8°З; вологість четвертого зразка вимірюють за допомогою другого датчика тощо.

Спосіб був здійснений за допомогою зазначеного пристрою за температури навколишнього повітря 17-21°С. Проби зерна бралися з температурою 17, 21, 25 та 30°С.

Контроль температури розмеленого зерна і датчика з млином показав, що в процесі розмелювання температура зерна знижується відповідно до 10, 15, 18 і 23°С.

Запропонований спосіб дав можливість практично повністю усунути складову похибку, спричинену втратами вологи в процесі розмелювання зерна, внаслідок чого вдалося підвищити точність виміру його вологості вологоміром ВЗПТ-1 (довести похибку виміру до ±0,6% проти 1-1,5% у існуючих. ємнісних вологомірах).

Література:

  1. Хурцилова А. та ін. «Новий спосіб вимірювання вологості зерна»

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *