Tele2 hakkında yardım, tarifeler, sorular

Yoğun akustik titreşimlerin etkisi altındaki bir malzemeden nemin uzaklaştırılması

Animasyon

Tanım

Ultrasonik kurutma, yoğun akustik titreşimlerin etkisi altında bir malzemeden nemin uzaklaştırılmasıdır. Ultrasonik kurutmanın etkinliği büyük ölçüde ultrasonik alandaki ısı transfer işlemlerinin hızlanmasıyla ilişkilidir. Bu durumda kurutulan malzeme gaz ortamından, genellikle gaz jeti emitörlerinin oluşturduğu 145 dB yoğunluk seviyesindeki ultrasonik alana maruz bırakılır.

Elastik dalgaların nem üzerindeki etki mekanizması şunlara bağlıdır: toplama durumu malzeme, nemi, kurutulan malzemenin parçacık boyutu, nemin onunla bağlantı türü ve akustik alanın özellikleri.

Kılcal gözenekli malzemelerin (%200-500) çok yüksek neminde (nem içeriği), saf mekanik kaldırma nem, kılcal damarlardan sıvının bir tür "sallanması" anlamına gelir. Bu, güçlü akustik akışlar sırasında damlacıkların parçalanması ve malzemenin yüzeyinde kılcal dalgaların ortaya çıkması nedeniyle oluşur. Bir dereceye kadar bu işlemler, ultrasonik püskürtme sırasında meydana gelen işlemlere benzer, tek fark, ikinci durumda ultrasonik enerjinin ses titreşimleri sıvı taraftan sağlanır. Mekanik etki, akustik dalganın yoğunluğuna bağlıdır; seviyesi 165 dB'nin üzerine çıktıkça büyük ölçüde artar ve frekansın ortaya çıkmasıyla zayıflar; Akustik akıların maksimum olduğu duran dalga hızının antinodlarında kendisini en güçlü şekilde gösterir.

Kılcal gözenekli malzemenin orta neminde (%10-70), akustik titreşimlerin kurutma işlemi üzerindeki etkisi, sırasıyla birinci ve ikinci aşamalarda yüksek ve düşük derecede yoğunlaşma ile kendini gösterir.

Sabit bir kuruma hızı ile karakterize edilen ilk aşama, kurutulan malzemenin yüzeyinden alınan nemin, ondan gelen nem ile sürekli olarak yenilenmesiyle ayırt edilir. iç katmanlar. Kuruma hızı bu aşamada difüzyon sınır tabakasındaki sıvı konsantrasyon gradyanı tarafından belirlenir. Ultrasonun etkisi altında, sıvının yüzeyden buharlaşma süreci keskin bir şekilde hızlanır, çünkü ıslak yüzeyde akustik akışlar ortaya çıkar, bu da difüzyon sınır tabakasının deformasyonuna neden olur, katman incelir, konsantrasyon gradyanı artar, bu da hızlanmaya yol açar; yüzeydeki nemin uzaklaştırılmasıdır. Akustik akışların ilk kuruma periyodundaki önemli etkisi, sınır tabakalarının nispeten küçük kalınlığı ile ilişkilidir. Ultrasonik kurutmanın, malzemenin yüzeyinin sürekli üflenmesiyle konvektif kurutmayla karşılaştırılması, akustik akışların hızı, üfleme sırasındaki sabit hava akışının hızıyla karşılaştırılabilir olduğunda bile, ultrasonik kurutmanın, malzemenin yüzeyinin sürekli olarak üflenmesi nedeniyle çok daha hızlı ilerlediğini göstermektedir. akustik akışlar için sınır tabakasının kalınlığı hidrodinamik sınır tabakasının kalınlığından daha azdır ( ikincisi yaklaşık olarak difüzyon sınır tabakasının kalınlığına eşittir).

Kurutmanın ilk aşamasında akustik maruz kalma süreci, gövdenin konfigürasyonuna, ortaya çıkan akustik akışların tipine ve sıvı konsantrasyonlarındaki farklılığa (yani nemdeki farklılıklara) bağlı olarak ses basıncı p cr'nin belirli bir eşik değeri ile başlar. ) C m ve v malzemesinin yüzeyinde çevre. Örneğin, d çapı ses dalga boyundan daha küçük olan koşullu küresel parçacıklara sahip toz halindeki malzemeler için:

,

burada r c gazlı ortamın dalga direncidir;

g - serbest düşme ivmesi;

r gaz yoğunluğudur.

Tipik olarak kritik ses basıncı seviyesi (130-140 dB) aralığındadır. Kullanılan frekans aralığı birçok faktöre bağlıdır, ancak esas olarak ortamdaki sesin zayıflaması ve kabul edilebilir standartlarçalışan ekipmanın gürültüsü 8-18 kHz.

Genellikle hızın azaldığı bir dönem olarak adlandırılan ikinci kurutma aşaması, malzemenin düşük nem içeriği ve içeriden zayıf sıvı beslemesi ile karakterize edilir ve bu nedenle yüzeydeki kaybı telafi edilmez ve akustik titreşimlerin etkisi azaltılır. makrokılcal damarlarda ve gözeneklerde ultrasonu emerken ısınmasının bir sonucu olarak sıvının difüzyon katsayısında bir artışa indirgenir. Ancak malzemenin ses alanında ısınması küçüktür ve difüzyon katsayısındaki artış %100-200'ü geçmez ve bu aşamada belirgin bir kuruma ivmesi görülmez.

Ultrasonun kullanımı en çok sabit kuruma hızı döneminde etkilidir; İlk aşamada.

Ultrasonik kurutmanın avantajı, malzemenin sıcaklığını önemli ölçüde artırmadan işlemi 2-6 kat hızlandırma yeteneğidir; bu, özellikle kolayca oksitlenen ısıya duyarlı ürünleri kuruturken önemlidir.

Ultrasonik kurutma, süspansiyon halinde veya sürekli karıştırma durumunda sonikasyon sürecinde olan ince dağılmış malzemeler için en uygun olanıdır, çünkü aynı zamanda P cr değeri küçük olur ve ürünün düzgün işlenmesi sağlanır. İşlenen tabakanın kalınlığı arttıkça kuruma hızı azalır.

Zamanlama özellikleri

Başlatma süresi (0'dan 1'e oturum açın);

Ömür boyu (1'den 6'ya kadar log tc);

Bozunma süresi (log td'nin 0'dan 1'e);

Optimum gelişme zamanı (1'den 5'e kadar log tk).

Diyagram:

Efektin teknik uygulamaları

Toz halindeki malzemenin ultrasonik kurutulması

Pirinç. 1

Tanımlar:

1 - ince dağılmış ortam;

2 - yayıcı;

3 - ultrasonik banyo.

Ultrasonik kurutmayı uygulamak için, standart bir laboratuvar ultrasonik banyosunu ince (yaklaşık bir santimetre) ıslak toz tabakasıyla doldurun (kuvars kumu iyi çalışır). Yaklaşık 1 cm'lik bir mesafede, katman yüzeyinin bir kısmının üzerine düz bir ultrasonik yayıcı (manyetostriktif veya piezoseramik) yerleştirin. Vericiyi açın. Işınlama alanındaki tahılın dışına göre daha hızlı kuruduğundan emin olun.

Efekt uygulama

Ultrasonik kurutma, birçok alanda kullanılan özel bir kurutma işlemi türüdür. teknolojik süreçler sanayide, tarımda ve inşaatta.

Ultrasonik kurutmanın özelliği, kullanılan enerjinin oldukça yüksek maliyeti ve çalışan yayıcıların düşük verimliliği (% 20-25) nedeniyledir. gaz ortamları. Bu nedenle esas olarak pahalı biyolojik ve farmasötik preparatların, özellikle ısıya duyarlı antibiyotik tozlarının üretiminde kullanılır. hormonal ilaçlar vesaire.

İÇİNDE son yıllar Ultrasonik kurutmanın kömür tozunun dehidrasyonunda, tahıl kurutmada, süt tozu üretiminde vb. kullanılmasına yönelik çalışmalar yürütülmektedir. Ultrasonik kurutucular, kural olarak geleneksel konvektif kurutuculardan yalnızca bir tür veya başka bir gaz jeti yayıcı kullanılarak ürünün bulunduğu yerde güçlü bir akustik alan yaratılması açısından farklılık gösteren kurutma için kullanılır. Kurutmada en etkili kurutucular akışkan yataklı, tünel, sprey ve tamburlu kurutuculardır.

Edebiyat

1.Ultrason / Ed. I.P. Golyamina.-M.: Sovyet Ansiklopedisi, 1979.

Günümüzde ahşabın ve bitmiş kerestenin oldukça etkili bir şekilde kurutulması için birçok yöntem bilinmektedir, ancak bunların her birinin kendine özgü özellikleri, avantajları ve dezavantajları vardır. Örneğin ahşabın ultrasonik kurutulması, kerestenin belirli pratik ve geometrik özellikler kazandığı konveyör kurutmaya benzer bir işlemdir.

Ultrasonik kurutmaya akustik de denir; bu tür ekipmanlar işletmelerde oldukça nadirdir. Daha az enerji tüketimi ile mükemmel kaliteye ulaşabileceğiniz yüksek teknolojili bir süreçtir. Teknoloji Promin şirketine aittir.

Ultrasonik kurutmanın özellikleri

Ultrasonik kurutmanın ayırt edici bir özelliği, düşük enerji tüketimidir; bu da, bir toplanma durumundan diğerine aktarılması nedeniyle nemin eşit şekilde uzaklaştırılmasını sağlar.

Sonuç olarak kereste geometrik özelliklerini kaybetmez, sağlamlığını korur ve uzun ömürlü olmasını sağlar. Konveksiyonla kurutma sırasında kerestenin eşit olmayan bir şekilde kurutulması durumunda, ultrasonik yöntem bu faktörü neredeyse tamamen ortadan kaldırır, çünkü ultrasonik dalgaların etkisi altında nem molekülleri tüm uzunluk boyunca ısıtılır.

Ahşabın ultrasonik kurutulması, toplam nem durumunu değiştirmeden gerçekleştirilir, bu da birçok kez enerji maliyetlerinin azaltılmasına olanak tanır. Su, sıvı haldeyken malzemeden çıkarılır ve bir tür presleme meydana gelir.

Bu teknoloji, yalnızca inşaat için değil, aynı zamanda yeterince yüksek kalitede kereste elde ederken ekipmanın verimliliğini neredeyse% 70 oranında artırmayı mümkün kılar. yük taşıyan yapılar, aynı zamanda dekoratif kaplama da gerçekleştiriyor.

Verimliliği artırmak için, tüm yapı boyunca eşit nem elde etmek amacıyla ahşabın ön atmosferik kurutmasını gerçekleştirebilirsiniz. Bu, minimum maliyetle malzemeden nemin en verimli şekilde salınmasını sağlayacaktır.

Ahşabın ultrasonik kurutulması için kurulum ayrı cihaz Ağaç işleme makineleriyle kombine edilebilir. Ahşabın nemini nihai olarak gidermek için, işlenmek üzere doğrudan kurulumdan bir konveyör tarafından çekilir.

Bu işleme yöntemi %18-%22'ye kadar nem içeriğini kurutabilir. Ancak çeşitli işletmelerin deneyimlerinin gösterdiği gibi %8-12'ye kadar kurutmak çoğu zaman mümkün olmuyor.

Belirli bir nem için diğer teknolojilerin odaları seçilir. Örneğin vakumlu kurutma odaları Yüksek kuruma hızı ve yüksek kaliteli bitmiş kereste ile. Kameraları 750.000 RUB fiyata satın alabilirsiniz. Modeller web sitesinde yayınlanmaktadır.

Ayrıca bakınız:

İçerik Teknik özellikler buharlı kurutma odasıBuharlı kurutma odalarına alternatif Günümüzde keresteyi kurutmanın bilinen birçok yolu vardır. yüksek kalite ve küçük bir kusur yüzdesi. Böyle bir kurutma ünitesi buhar odasıdır. Ahşabın buharla kurutulması yeterlidir verimli teknoloji Orijinal haliyle farklı türdeki ve farklı nem içeriğine sahip ahşapların ısıl işlemi. Ve teknik şunlardan oluşur: [...]

Modern kurutucuların dezavantajları da vardır: birçok ev hanımı, yıkama sonrasında çamaşırların önemli ölçüde küçülmesiyle karşı karşıya kalmıştır. Tipik olarak kumaş lifleri sonuç olarak büzülür termal etkiler. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda General Motors'un katılımıyla geliştirilen ultrasonik kurutma, tamamen farklı bir çalışma prensibine sahip.

Adından da anlaşılacağı gibi kurutma cihazı aşağıdakileri kullanarak çalışır: ultrasonik dalgalar kullanan geleneksel cihazların aksine sıcak hava. Islak çamaşırlar yüklendikten sonra piezoelektrik dönüştürücü, kumaşı yarım saatten daha kısa bir sürede tamamen kurutan yüksek frekanslı ultrasonik dalgalar yaymaya başlar. Malzemenin yoğunluğuna ve cinsine, yükleme hacmine bağlı olarak ürünler 1 ila 20 dakika arasında kurur.Çamaşırlardan çıkan su buhara dönüşür ve özel bir kaba akar ve burada tekrar yoğunlaşır. Ev hanımının yalnızca ortaya çıkan sıvıyı boşaltması ve tamamen kuru ürünleri çıkarması gerekecektir. Bu teknoloji sayesinde kumaş liflerinin çekmesi ve yüzeyinde boncuk oluşumu ortadan kaldırılmaktadır.

yüzünden yüksek hız Kurutucu mükemmel enerji verimliliği göstergelerine sahiptir: geleneksel cihazlarla karşılaştırıldığında %70 daha az elektrik tüketir.

Ne zaman satışa çıkması bekleniyor?

Şu anda bu sadece bir buluş, ancak yaratıcıları cihazın 2017 için planlanan ticari versiyonunu piyasaya sürmek için çalışıyor. Bu ürünlerin ana alıcılarının mini çamaşırhaneler olması bekleniyor; düşük enerji tüketimi ve Uygun Fiyat cihazlar. Bu arada, maliyete gelince: tahmini perakende satış fiyatı yaklaşık 500 $ olarak belirlenecek.

Tüketimin ekolojisi Ev: Çamaşır yıkamak ve kurutmak öyle değil. ilginç konu, Nasıl bilimsel başarılar enerji depolama veya yenilenebilir enerji kaynakları alanında, ancak bu süreçler oldukça uzun sürüyor çok sayıda zaman ve bununla birlikte aile bütçesinin önemli bir payı.

Çamaşır yıkamak ve kurutmak, enerji depolama veya yenilenebilir enerji kaynaklarındaki bilimsel gelişmeler kadar heyecan verici bir konu olmasa da, bu süreçler oldukça fazla zaman alıyor ve bununla birlikte aile bütçesinde önemli bir paya sahip oluyor.

Giysilerdeki suyu buharlaştırmak için elektrikle üretilen ısıyı kullanan modern giysi kurutma teknolojisinin modifikasyonu gecikmiş durumda. Yüksek hızlı santrifüjler gibi, kurumadan önce giysilerdeki su miktarını azaltmanın yolları vardır.

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndan bilim adamları tarafından, ABD Enerji Bakanlığı ve GE Cihazları'nın desteğiyle yeni bir çözüm önerildi ve bu çözüm bir prototip geliştirdi. yenilikçi teknolojiçamaşırları kurutmak. Kuruma süresini yalnızca 20 dakikaya düşürebilir ve yük başına kullanılan enerji miktarını %70 oranında azaltabilir.

Bu prototip, giysilerdeki suyu uzaklaştırmak için ısı kullanmak yerine, ayarlanabilir bir amplifikatör tarafından desteklenen piezoelektrik dönüştürücüler tarafından üretilen yüksek frekanslı titreşimleri (ultrasonik dalgalar) kullanıyor.

Prototipi geliştiren laboratuvar bilimcisi Ayyoub Momen, "Bu kurutma yöntemi harika sonuçlar veriyor" dedi.

“Bir kumaş parçasını yalnızca 14 saniyede kurutmayı başardık. Bunu farklı sıcaklıklardaki bir ısı kurutucusunda yapmak isterseniz birkaç dakika sürecektir.”

Ultrasonik çamaşır kurutma makinesi etkilidir hızlı kaldırmaçamaşırlardan su akıtır ve enerji tüketimi düşüktür, ancak geleneksel kurutucularda olduğu gibi sıcak, nemli hava yerine "soğuk bir sis" yayar (ancak bu aynı zamanda nem ve küf sorunlarına da neden olur). Bu nedenle, bilim insanları kurutucu "emisyonlarının" binanın dışına atılmasını tavsiye ediyor, ancak kim bilir, belki de bilim adamlarının bir sonraki adımı, yoğunlaşan buğuyu bir sonraki çamaşır yıkamak için yeniden kullanmanın bir yolunu geliştirmek olacaktır.

ABD Enerji Bakanlığı'na göre laboratuvar ve GE, ürünün ticari bir versiyonunu geliştirmek için birlikte çalışıyor ve bu sonbaharda bir prototipin piyasaya sunulmasını planlıyor. Ultrasonik kurutucunun ekonomik olacağını varsayarsak etkili yöntem Ticari modernizasyon için çamaşır makineleri, kıyafetleri kurutmak için gereken enerji maliyetlerini önemli ölçüde azaltacaktır. yayınlanan

İnsan sağlığı ve gençleşme ile ilgili YouTube'dan ücretsiz videolar izlemenizi, indirmenizi sağlayan YouTube kanalımız Ekonet.ru'ya ABONE OLUN..

Lütfen BEĞENİN ve ARKADAŞLARINIZLA PAYLAŞIN!

RU 2367862 patentinin sahipleri:

Buluş, teknolojik kurutma işlemlerinin uygulanmasına ilişkin teknoloji alanıyla ilgilidir. çeşitli malzemeler ultrasonik frekansın akustik titreşimlerini kullanarak. Buluş farmasötik, kimya ve biyolojik endüstrilerin yanı sıra ürün işlemede de kullanılabilir. Tarım. Ultrasonik kurutma için önerilen cihaz, kurutulacak malzeme için kurutucu gövdesine monte edilen toroidal bir kap ve boyutları ve şekli seçilen bir bükülme-salınım diski şeklinde yapılmış bir ultrasonik titreşim yayıcı içerir. Ultrasonik titreşim radyasyonunun belirtilen frekansını ve yönünü sağlayın. Verici, elektronik bir ultrasonik frekans jeneratörü tarafından çalıştırılan bir piezoelektrik dönüştürücüye bağlanır. Kurutucu gövdesinin iç yüzeyi, ortak bir odağa sahip, kesişen iki eksenel simetrik parabolün esnek-salınımlı diskinin akustik ekseni etrafında dönmesiyle oluşturulur. Toroidal kap, içinde bulunan iki bölüm şeklinde yapılmıştır. yatay düzlem ve konteyner bölümlerinden biri parabollerin genel odak alanında, ikincisi ise kurutma odasının yan duvarından ve birinci bölümden eşit uzaklıkta bulunmaktadır. Cihaz, artırılmış akustik verimlilik ve artırılmış kuruma hızı sağlamalıdır. 3 hasta, 2 masa.

Buluş, kılcal gözenekli malzemelerin kurutulmasına yönelik bir teknikle ilgilidir ve sıcaklığı artırmadan ve ürün ve maddelerin yapısını bozmadan biyolojik nesnelerin, kimya, hafif ve diğer sanayi ürünlerinin kurutulması için kullanılabilir.

Şu anda, çoğu gıda ve farmasötik ürünün kurutulması için, kuru havanın yerleşik bir ısıtma elemanı kullanılarak ısıtılması, ısıtılmış havanın bir fan kullanılarak tambura (teknolojik hacim) yönlendirilmesinden oluşan konvektif bir yöntem kullanılmaktadır. kurutucu, kurutulacak malzemenin içinden geçer, nemlendirilir, ardından tamburun dışında kullanılarak soğutulur. soğuk su veya hava. İşlem malzemenin kuruması kadar sürer.

Kullanılan kurutucuların teknolojik tasarımındaki modern kurutma, aşağıdaki dezavantajlarla karakterize edilir:

1) süreç son derece enerji yoğun ve zaman alıcıdır;

2) kurutucular küçük boyutlu olamaz, çünkü bu, bir yandan işlemin hızını sınırlayan, diğer yandan maliyetini artıran tamburdaki hava hacmini azaltır;

3) sıcaklık biyolojik nesnelerin kurumasına ve bozulmasına yol açar. Bu noktayı ortadan kaldırmak için kurutucuyu "akıllı" ve pahalı bir donanımla donatmak gerekir. elektronik sistem kurutulmakta olan malzemenin sıcaklığını kontrol eder, bu da kurutucunun maliyetini önemli ölçüde artırır.

Bu eksiklikler, detaylandırma düzeyinin düşük olmasıyla açıklanamaz. yapıcı çözümler ve altta yatan yöntemin dezavantajları - konvektif kurutma. Konvektif kurutma yöntemini değiştirmek veya tamamlamak için umut verici bir seçenek, yüksek yoğunluklu akustik alanlarda kurutmadır ve bu, yöntemin aşağıdaki avantajlarıyla ilişkilidir:

1) sürecin yüksek yoğunluğu;

2) yüksek kalitede ve verimli kurutma sağlama yeteneği Düşük sıcaklık veya esas olarak sıcaklığı artırmadan (yapı tahribatının önlenmesi, tahıl çimlenmesinin sürdürülmesi vb.);

3) sistemin çalışması üzerinde kullanıcı kontrolünü gerektirmeyen, kendi kendini ayarlayan ultrasonik jeneratörler geliştirme olasılığı.

Yukarıdaki avantajlar ultrasonik kurutma teknolojisine olan büyük ilgiyi açıklamaktadır. Bununla birlikte, ultrasonik kurutma işlemini pratik olarak uygulama girişimleri bir takım teknolojik zorluklarla karşılaşmaktadır:

1) akustik titreşimler yaratma ihtiyacı hava ortamı 140 dB'den fazla yoğunlukta;

2) kurutulan malzeme boyunca akustik titreşimlere eşit şekilde maruz kalmayı sağlayan bir kurutma odası oluşturma ihtiyacı.

Şu anda, akustik kurutma için cihazlar oluştururken, bu problemler aerodinamik yayıcılar kullanılarak ve genellikle uzatılmış bir kanal şeklinde kurutma odaları oluşturularak çözülmektedir. dikdörtgen şekil. Böyle bir kurutma kurulumunun bir örneği, kılcal gözenekli malzemelerin kurutulması için iyi bilinen bir cihazdır. toplu malzemeler. Bu cihaz, bir ucunda ses yayıcı, diğer ucunda ses emici malzeme bulunan, akustik kanal şeklinde yapılmış bir kurutma odasıdır.

Bu cihaz, malzemelerin akustik olarak kurutulması işlemine izin verir, ancak bazı dezavantajları vardır:

1) aşağıdaki dezavantajlara sahip olan bir gaz jeti yayıcının ses kaynağı olarak kullanılması:

a) %20'yi geçmeyen düşük verimlilik;

b) mekanik bileşenlerin hızlı aşınması;

c) yüksek frekanslarda (20 kHz'den fazla) çalışmanın imkansızlığı ve bunun sonucunda koruma ihtiyacı servis personeli akustik radyasyondan (açıklanan cihaz 150 Hz'lik bir frekans kullanır);

d) basınçlı hava beslemesi ihtiyacı yüksek basınç kompresör kullanımının neden gerekli olduğu;

e) küçük boyutlu bir kurutucu oluşturma olasılığı hariç, büyük ağırlık ve boyut özellikleri;

2) akustik enerji kullanımında düşük verimliliğe ve akustik titreşimlerin kurutulmakta olan malzemeye odaklanmamasına yol açan, uzatılmış dikdörtgen bir kanal şeklinde yapılmış kurutma odasının optimal olmayan şekli;

3) kurutma odasının arka ucunda bir ses emici tıkacının kullanılması, ilerleyen dalga modunun uygulanmasına ve akustik enerjinin %80'e kadarının ses emicide emilmesine ve ses emiciye katılmamasına yol açar. kurutma işlemi (cihaz açıklamasına göre, emicinin yoğunluğu yayıcınınkinden yalnızca 5-6 dB daha düşüktür, bu nedenle, açıklamada belirtildiği gibi cihaz hareketli bir dalga modunu uyguluyorsa, o zaman en fazla 5 dB kurutma için harcanır, geri kalanı emici tarafından emilir).

Tüm bu dezavantajlar akustik etkinin etkinliğini azaltmakta ve kabul edilebilir bir kuruma hızı sağlamamaktadır.

Bilinen cihazın dezavantajları, kılcal gözenekli malzemeleri kurutmak için bir prototip olarak benimsenen, kurutulacak malzeme için kurutucu gövdesine yerleştirilen toroidal ağlı bir kap içeren ve ultrasonik titreşimlerin akustik titreşimlerini yayan bir cihazla kısmen ortadan kaldırılmıştır. sıklık.

Kurutma işlemini bir cihaz kullanarak gerçekleştirirken, kurutma odasının özel şekli, ultrasonik titreşimlerin kurutulan malzemeye odaklanmasını sağlar, böylece kurutmanın hızı ve homojenliği artar. Ancak cihaz önemli eksiklikleri yalnızca kısmen ortadan kaldırıyor bilinen cihazlar akustik kurutma (örneğin, ultrasonik titreşim kaynağı olarak bir gaz jeti yayıcının kullanılması). Prototipin başka dezavantajları da var:

1) kurutulmuş malzemenin odaklama alanına yerleştirilmesi ihtiyacından dolayı küçük miktarlarda kurutulmuş malzeme;

2) gaz jeti yayıcının çalışması için kurutma odasına büyük miktarlarda hava sağlama ihtiyacından kaynaklanan "hassas" kurutmanın imkansızlığı;

3) gaz jeti yayıcının kullanılması nedeniyle kurutucunun düşük verimliliği (verimlilik% 20'yi geçmez).

Dolayısıyla prototip olarak benimsenen cihaz, kurutma işleminin maksimum verimle gerçekleştirilmesine olanak vermiyor.

Ultrasonik kurutma cihazı için önerilen teknik çözüm, kurutulacak malzeme için kurutucu gövdesine monte edilen toroidal ağlı bir kaptan ve ultrasonik frekansın akustik titreşimlerini yayan bir yayıcıdan oluşur. Bu durumda, ultrasonik titreşim yayıcı, boyutları ve şekli, ultrasonik titreşim radyasyonunun belirtilen frekansı ve yönünün sağlanması koşuluyla seçilen bir bükülme-salınım diski formunda yapılır. Verici, elektronik bir ultrasonik frekans jeneratörü tarafından çalıştırılan bir piezoelektrik dönüştürücüye bağlanır. Kurutucu gövdesinin iç yüzeyi, ortak bir odağa sahip, kesişen iki eksenel simetrik parabolün esnek-salınımlı diskinin akustik ekseni etrafında dönmesiyle oluşturulur. Toroidal kap, yatay bir düzlemde yer alan iki bölüm şeklinde yapılır; kabın toroidal bölümlerinden biri parabollerin ortak odak alanında bulunur ve ikincisi de eşit mesafede bulunur. kurutma odasının yan duvarı ve birinci bölüm.

Önerilen ultrasonik kurutma cihazında akustik etkinin verimliliğinin arttırılması ve kurutma hızının arttırılması sorunu şu şekilde çözülmektedir:

1) optimum akustik alanın oluşumunu sağlayan, kurutulmuş ham maddelerdeki ultrasonik titreşimlere odaklanan ve en fazla verimi sağlayan bir duran dalga modunun oluşumunu sağlayan özel olarak şekillendirilmiş bir kurutma odasının oluşturulması tam kullanım ultrasonik titreşimlerin enerjisi;

2) ultrasonik titreşim kaynağı olarak bükme-salınım diski şeklinde bir radyatöre sahip bir piezoelektrik ultrasonik salınım sisteminin kullanılması, bu da geniş bir alan üzerinde ultrasonik radyasyonun eşit şekilde üretilmesini mümkün kılar.

Önerilen teknik çözümün özü, önerilen ultrasonik kurutma cihazını şematik olarak gösteren Şekil 1'de gösterilmektedir. Önerilen cihaz, kurutucuya monte edilmiş bir piezoelektrik dönüştürücüye (2) bağlı, boyutları ve şekli ultrasonik titreşim radyasyonunun belirtilen frekansını ve yönünü sağlayacak şekilde seçilen, bükülme-salınım diski (1) formunda bir ultrasonik titreşim yayıcıdan oluşur. vücut. Piezoelektrik dönüştürücü, ultrasonik frekansın elektriksel salınımlarından oluşan bir jeneratör tarafından çalıştırılır (şekil 1'de gösterilmemiştir). Kurutucu gövdesi üst 3 ve alt 4 bölümden oluşmaktadır. Üst kısım çıkarılabilir olup, kurutulacak malzemenin yüklenmesine yöneliktir. Kurutucu gövdesi ayrıca iki toroidal bölümden oluşan, kurutulacak malzeme için bir kap içerir. Kabın toroidal bölümlerinden (5) biri, parabollerin genel odak alanında yer almaktadır. Kabın ikinci bölümü (6), kurutma odasının yan duvarından ve birinci bölümden eşit uzaklıkta (a) konumlandırılmıştır. Aynı zamanda arzu edilen bir şey de boyutlar kurutucular minimum mesafeyi sağlayacak şekilde seçilmiştir a.

Kurutma odasının önerilen versiyonunda kurutma işlemi şu şekilde gerçekleştirilmektedir. Kabın her iki toroidal bölümü de kurutulacak malzeme ile doldurulur. Daha sonra kurutulacak malzemenin bulunduğu kap kurutucu gövdesine yerleştirilir ve çıkarılıncaya kadar ultrasonik titreşimlere maruz bırakılır. gerekli miktar nem. Eğilme-salınım yapan bir disk tarafından bir düzlem dalga üretildiğinde, kurutma odası içindeki ultrasonik titreşimlerin dağılımı, Şekil 2'de oklarla gösterilen formu alacaktır. Eğilme-salınımlı disk, kurutucu gövdesinin yüzeyini oluşturan parabolün iç dalından yansıyan ve kurutulan malzemeye odaklanan, düzlemine göre her iki yönde ultrasonik titreşimler yayar. Kabın ilk toroidal bölümünde bulunan, kurutulacak malzemeden yansıyan ultrasonik titreşimlerin bir kısmı, parabolün dış dalına düşer ve buradan yansıyarak, parabolün içinde bulunan, kurutulacak malzeme üzerinde eşit olarak dağıtılır. kabın ikinci toroidal bölümü. Havadaki ultrasonik titreşimlerin dalga boyunun katı olan b1+b2+b3+b4 mesafesini seçerken, enerji açısından en uygun ultrasonik eylem modu olan duran dalga modu sağlanacaktır. Kurutucu gövdesinin iç yüzeyinin parabol şeklinde tasarımı nedeniyle, bükme-salınım diskinin ve malzemenin bulunduğu kabın yüzeyindeki her nokta için b1+b2+b3+b4 mesafesi eşit olacaktır. kurutulmuş. Sonuç olarak malzemenin tüm hacim boyunca eşit şekilde kuruması sağlanacaktır.

Şekil 3'te gösterilenler tasarım diyagramı ultrasonik kurutucu pratikte uygulandı. Elektroakustik dönüşümün verimliliğini arttırmak için piezoelektrik dönüştürücü, bir yoğunlaştırıcıya (7) sahip üç yarım dalgalı ultrasonik salınım sistemi şeklinde yapılır. Kurutma verimliliğini arttırmak için sistem, havayı kurutmak için besleme cihazları (8) ve egzoz cihazları (9) ile donatılmıştır. Geliştirilen kurutma odası, aşağıdaki kurutma modlarının uygulanmasına olanak tanır: konveksiyon-ultrasonik, vakum-ultrasonik ve kurutma odasındaki alternatif basınç değişiklikleriyle kurutma. Geliştirilen kurutma odası aşağıdaki özelliklere sahiptir: özellikler: üretilen akustik titreşimlerin yoğunluğu, 140 dB'den az değil; eğilme salınımlı bir disk radyatörü tarafından üretilen salınımların frekansı 22 kHz; disk yayıcının salınımlarının maksimum genliği (genlik salınımı) 100 µm; salınım sisteminin yayılan diskinin çapı 250 mm'den fazla değildir; disk yayıcı ve yoğunlaştırıcının malzemesi - titanyum alaşımı; kurutma odası çapı 750 mm; kurutma odası malzemesi - metal; kurutma odasındaki akustik titreşimlerin yoğunluğu (140 dB radyasyon yoğunluğunda) 150 dB'den az değildir; kurutma odasının maksimum yükleme kapasitesi 15 kg'dır.

Oluşturulan kurutma odası tasarımının etkinliğini belirlemek için güç tüketimine sahip bir disk yayıcı kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Elektrik gücü 200 W. Kurutma odasındaki sıcaklık 23-26°C'de, nem ise %50-65'te tutuldu. İlave kurutma havası beslemesi ve egzozu kullanılmadı; Etkinliğini doğrulamak için en irrasyonel kurutma yöntemi kullanıldı.

İki seri deney gerçekleştirildi. Kuruma süresi 160 dakika olarak kabul edilmiştir. İlk deney serisinde kurutulmuş malzeme olarak suya batırılmış jelatin kullanıldı. Kurutma sonuçları Tablo 1'de gösterilmektedir.

Böylece 160 dakikalık jelatin kurutmanın ardından nihai nem içeriği %28,31 olurken, enerji tüketimi 0,6 kW oldu. Gaz jeti dönüştürücülü bir ultrasonik kurutucu kullanıldığında, aynı miktarda jelatinin kurutulması 2,3 kW enerji tüketimiyle 230 dakika gerektirdi.

İkinci seri deneyde havuçların kurutulması işlemi gerçekleştirildi. Deney sonuçları Tablo 2'de gösterilmektedir.

Havuçlar kurutulduktan sonra nem içeriği yaklaşık yarı yarıya azalırken enerji tüketimi 0,6 kW olarak gerçekleşti. Gaz jeti dönüştürücülü bir ultrasonik kurutucu kullanıldığında, 3 kW enerji tüketimiyle aynı miktarda jelatinin kurutulması 300 dakika sürdü.

Verilen değerler, önerilen teknik çözümün etkinliğini ve endüstriyel ve küçük ölçekli ticari kurutma tesisleri olarak kullanım umutlarını göstermektedir.

Ultrasonik kurutma için geliştirilen cihazın küçük ölçekli üretimine 2009 yılında başlanması planlanıyor.

Kaynakça

1. Ultrasonik teknolojinin fiziksel temelleri [Metin] / ed. L.D. - M .: Nauka, 1969. - 689 s.

2. Khmelev V.N. Endüstrideki teknolojik süreçleri yoğunlaştırmak için ultrasonik çok işlevli ve özel cihazlar [Metin] / V.N. Khmelev, A.V Shalunov [vb.]. - Barnaul: AltSTU, 2007. - 416 s.

3. RF Patent No. 2095707.

4. RF Patent No. 2239137 - prototip.

5. Khmelev V.N. Yüksek Güçlü Ultrasonik Salınım Sistemleri / V.N.Khmelev, S.V.Levin, S.N.Tsyganok, A.N.Lebedev //Uluslararası Çalıştay ve Elektron Cihazları ve Malzemeleri EDM"2007: Atölye Bildirileri. - Novosibirsk: NSTU, 2007. - P.293-298.

Kurutulacak malzeme için, kurutucu gövdesine monte edilmiş, toroidal örgülü bir kap içeren ve ultrasonik frekansın akustik titreşimlerinin bir yayıcısını içeren, ultrasonik kurutma için bir cihaz olup, özelliği, ultrasonik titreşim yayıcının bir bükme-şeklinde yapılmasıdır. salınımlı disktir ve elektronik bir ultrasonik frekans üreteci tarafından çalıştırılan bir piezoelektrik dönüştürücüye bağlıdır, iç yüzey kurutucu gövdesi, ortak bir odağa sahip, kesişen iki eksenel simetrik parabolden oluşan esnek-salınımlı bir diskin akustik ekseni etrafında dönmesiyle oluşturulur ve toroidal kap, toroidalden biri ile yatay düzlemde yer alan iki bölüm şeklinde yapılır. kabın bölümleri parabollerin ortak odak noktasında bulunur ve ikincisi, kurutma odasının yan duvarına ve birinci bölüme eşit mesafede bulunur.

Buluş, yüksek yoğunluklu ses titreşimleri kullanılarak her türlü kılcal gözenekli malzemenin kurutulmasına yönelik bir akustik yöntemle ilgilidir ve hacmi onlarca metreküp cinsinden ölçülen malzemelerin kurutulmasının gerekli olduğu tüm sanayi ve tarım dallarında kullanılabilir. Kurutma odası, ses titreşimlerinin minimum düzeyde nüfuz etmesini sağlamak için yeterli kalınlıkta duvarlara sahip, yüksek akustik dirence sahip ağır malzemelerden (örneğin beton) yapılmıştır; bu, duvarlardan, yapılardan ve oda içindeki kurutulmuş malzemeden yansıyarak payını artırır. Kurutulmuş malzemeyi etkileyen akustik enerjinin miktarı. Odanın duvarlarından birine, 70-15000 Hz aralığında 160-170 dB şiddetinde bir ses alanı oluşturan güçlü bir ses kaynağı yerleştirilmiştir. Ses kaynağının karşısındaki odanın duvarına bir reflektör yerleştirilmiştir. Havalandırmanın kullanılması, odadaki gerekli hava değişim parametrelerini sağlar, bu da minimum kuruma süresine ulaşmayı ve kurutulan malzemede nemin yayılmasını ve buharlaşmasını önleyen bölgelerin oluşumunu önlemeyi sağlar; Kurutma odasındaki malzeme, sıcaklığı ve nemi, malzeme neminin buharlaşma ve yayılma hızlarını eşitlemek amacıyla düzenlemeye tabidir. 1 maaş f-ly, 2 hasta, 1 masa.

Buluş, ultrasonik frekansın akustik titreşimleri kullanılarak çeşitli malzemelerin kurutulmasına yönelik teknolojik işlemlerin uygulanmasına ilişkin teknoloji alanıyla ilgilidir.