5.1.1. Определение влажности материалов на сушильных (кондиционных) аппаратах

Цель работы. Изучение наиболее распространенного прямого метода оп­ределения влажности текстильных материалов.

Задание. 1. Изучить устройство сушильного (кондиционного) аппарата и методику работы па нем.

2. Определить влажность проб материала, рассчитать кондиционную мас­су партии материала.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Сушильными (кондиционными) аппаратами называют приборы, предназначенные для определения влажности материалов путем удаления из них влаги высушиванием. Высушивание материа­лов осуществляется потоком горячего воздуха, инфракрасными лучами или в высокочастотных электрических полях. В настоя­щее время массовое применение получили сушильные аппараты с воздушным обогревом. Одним из наиболее распространенных является отечественный кондиционный аппарат АК-2 (сейчас наша промышленность выпускает прибор АСТ-73, незначительно отличающийся от аппарата АК-2).

Кондиционный аппарат АК-2 (рис. 5.1) используется для одновременного определения влажности 6 проб. Он состоит из цилиндрической камеры 5 с корпусом, имеющим теплоизоля­ционный слой. В камере подвешено шесть корзин 12 из метал­лической сетки. Каждая корзина является сменной чашкой тех­нических весов /, смонтированных на верхней плите камеры. В центре плиты расположены люк с крышкой для погружения корзин и радиальные пазы с гнездами для размещения подве­сок 2 каждой корзины. Подвеска имеет полый цилиндр для до­полнительных грузиков, которыми регулируют вес пустых корзин.

Материал, загруженный в корзину, высушивается в потоке горячего воздуха. Нагрев и циркуляция воздуха осуществляются электронагревателем 7 и электродвигателем 10 с вентилято­ром 8. Заслонкой 9 регулируют скорость циркуляции воздуха в центральной части ка­меры, а заслонкой 6 — подсос свежего воздуха из помещения (схема циркуляции показана стрелками). Рециркуля­ция воздуха осуществля­ется через кольцевой за­зор между корпусом и внутренней обечайкой И (цилиндрическая оболоч­ка без днища).

Для визуального конт­роля температуры возду­ха в камере установлен термометр 4. Прибор снабжен терморегулято­ром для автоматического поддержания постоянной температуры воздуха в камере. Датчиком темпе­ратуры служит контакт­ный термометр 3, соединенный проводами с электромагнитным реле, автоматически выключающим питание электронагревателя при нагреве воздуха в камере до заданного предела. При темпе­ратуре воздуха в камере ниже заданного предела на электрона­греватель подается напряжение от сети. Когда температура воздуха в камере поднимется до заданного уровня, столбик ртути в контактном термометре достигнет подвижного контак­тора в капилляре, что приведет к замыканию низковольтной цепи электромагнитного реле. При этом реле разомкнет цепь питания электронагревателя. Нагрев аппарата возобновится, когда вслед­ствие понижения температуры в камере ртуть в капилляре опу­стится и разомкнется цепь в контактном термометре, а реле замкнет цепь питания нагревателя.

Рис. 5.1. Схема кондиционного аппарата АК-2

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Определение влажности на сушильных аппаратах. От партии материала от­бирают пробы согласно ГОСТ 6611.0—73—ГОСТ 6671.4—75. Например, для определения влажности нитей с каждой отобранной единицы продукции не­медленно отматывают или срезают и отбрасывают 10 наружных слоев нитей (для шпуль и початков нити отматывают по конусу). Затем, срезая или ста­скивая слои нитей примерно в равном количестве с каждой единицы про­дукции, отбирают одну пробу массой 100—250 г. Для определения влажно­сти в сушильных шкафах отбирают две пробы массой 8—10 г каждая.

Отобранную пробу немедленно взвешивают с относительной погреш­ностью 0,1 % измеряемой величины. Если нет возможности взвесить пробу на месте отбора, ее немедленно помещают во влагонепроницаемую тару (па­кет, банку). На аппарате АК-2 в корзину закладывают всю пробу. Относи­тельная погрешность взвешивания составляет 0,1 % массы пробы.

Корзину с пробой помещают в аппарат, прогретый до температуры сушки 107±2°С для всех нитей, кроме хлориновых и поливинилхлоридных (для последних принята температура 68±2°С), и включают вентилятор. Через 30 мин после выключения вентилятора на аппарате проводят взвешивание пробы с записью ее массы. Последующие взвешивания осуществляют через каждые 20 мин до получения постоянной массы, т. е. до тех пор, пока ре­зультаты двух последовательных измерений будут отличаться не более чем па 0,1 %. Результат определения массы при последнем взвешивании т_с при­нимается за постоянную массу. Расчет фактической влажности ведут по фор­муле (5.1).

Высушивание пробы продолжается примерно 2 ч. При выполнении лабо­раторных занятий обычно приходится это время сокращать; в этом случае ра постоянную массу условно принимается результат последнего взвешива­ния.

Следует помнить, что высушивание на кондиционных аппаратах не мо­жет обеспечить полного удаления влаги из образца, так как часть влаги, об­разующая мономолекулярный слой, удерживается на материале с большой энергией. Кроме того, используемый для высушивания воздух, хоть и нагре­тый до высокой температуры, все же содержит пары воды. Получение абсо­лютно сухого материала возможно только па специальных установках в ус­ловиях глубокого вакуума, при полном отсутствии паров воды. Такие уста­новки применяют для получения изотерм сорбции и десорбции при научных исследованиях.

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: схему сушильного аппарата; описание методики из­мерения; таблицу наблюдений, расчет фактической влажности материала.