Исследование термоимпульсного метода измерения влагосодержания сыпучих материалов и приборов на его основе

• Автор: Дайлид, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ГЛАВА 1.ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 .Прямые методы
1.1.1 Метод высушивания
1.12.Дистилляционный метод
1.13 .Экстракционный метод
1.1.4 Химические мет оды
1.2.Косвенные методы измерения влагосодержания
1.2.1 Кондуктометрический метод
1.2.2 .Диэлъкометрический метод
123.Сверхвысокочастотная влагометрия
1.2 А.Нейтронный метод
1.2.5ЯМР - влагометрия
1.2.6.Инфракрасный метод
1.2.7.Теплофизические методы
1.3.Выводы и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ТЕРМОИМПУЛЬСНОГО МЕТОДА ( ДТИ ) ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ
2.1.Постановка и решение задачи теплообмена в системе « первичный измерительный преобразователь (ПИП) - сыпучий материал »
2.1.1. Решение задачи для модели « полупространство »
2.1.2. Решение задачи для модели « тонкий слой »
2.2. Метод расчета теплопроводности влажных материалов
2.3. Расчет теплопроводности в динамическом режиме измерения влагосодержания сыпучих материалов
2.3.1 Классический метод мгновенного источника тепла
2.3.2 Метод « полупространство »
2.3.3 Метод « тонкий слой »
2.4 Анализ погрешностей ДТИ метода влагометрии
2.4.1. Составляющая погрешности от различной температуры нагрева металлической пластины ПИП
2.4.2. Составляющие теоретической погрешности
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3.СИНТЕЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ТЕРМОИМПУЛЬСНЫХ ВЛАГОМЕРОВ НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ
3.1.Структурная схема влагомера
3.2.Обоснование конструкции теплового первичного измерительного преобразователя
3.3.Пробоотборное устройство
3.4.Алгоритм измерения влагосодержания ДТИ методом
3.5.Определение времени опроса датчика влагомера, метод «полупространство» и «тонкий слой»
3.6.Анализ инструментальной и методической погрешности влагомера
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДТИ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ
4.1. Цель эксперимента и описание лабораторной установки
4.2. Обработка данных эксперимента и подтверждение адекватности теоретической модели
4.3. Получение информации о теплопроводности анализируемого вещества
4.4. Поверочная схема и тестирование влагомера
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

средством, позволяющим обойти эти трудности и успешно решать многие практические задачи, может служить модель эффективной теплопроводности. Согласно этой модели пористый материал рассматривается как некоторое квазиоднородное вещество, к которому применимо уравнение теплопроводности. Причем для анализа и нахождения температурного в пористых материалах можно не применять систему уравнений кондуктивной, радиационной и массообменной проводимости, а ограничится одним уравнением теплопроводности с осложненной за счет всех указанных факторов зависимостью коэффициентов переноса [110]
где (О - относительное влагосодержание материала.
При изучении теплопроводности влагосодержащих пористых материалов широко применяются методы моделирования, которые учитывают как структуру материала, так и происходящие в нем процессы тепло- и массопереноса. Одна из первых попыток моделирования этих процессов была выполнена О. Кришером [60]. В предложенной им модели рис.2.5 учтена существенная особенность влагосодержащего пористого материала - наличие сухих и увлаженных участков в порах, твердом скелете, а также перенос теплоты за счет диффузии пара.
Тепловой поток в любом случае проходит через твердые частицы
(5у), через поры (р), заполненные жидкостью (Ж) и сухим воздухом (£), и переносится паровоздушной смесью {ЬИ) в порах. Причем все эти процессы переноса могут осуществляться параллельно, так и последовательно, что и нашло отражение в структуре модели, состоящей из комбинаций участков, ориентированных параллельно (1-а) и перпендикулярно (а) общему направлению теплового потока рис.2.5.