[發明專利]一種螺帶真空干燥設備能量效率的測量和計算系統

有效

• 申請號: 201410739577.4
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104502129B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 金偉婭;鄭佳歡;高增梁;陳冰冰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 林蜀

1.一種螺帶真空干燥設備能量效率的測量和計算系統，該系統包括螺帶真空干燥器，其特征在于：

在螺帶真空干燥器的螺帶導熱油進口和出口處分別安裝溫度傳感器，用于測量進出螺帶的導熱油的溫度；

在螺帶導熱油出口處安裝金屬管浮子流量傳感器，用于測量通過螺帶的導熱油流量；

在夾套導熱油進口處和出口處分別安裝溫度傳感器，用于測量進出夾套的導熱油溫度；

在夾套導熱油出口處安裝金屬管浮子流量傳感器，用于測量通過夾套的導熱油流量；

在真空干燥設備的上蓋安裝真空度傳感器，用于測量容器內部的真空度；

在螺帶電機電路上安裝變頻器，用于測量該電路的電流和電壓；

把上述這些傳感器的信號線經過信號放大器，再連接模擬量采集模塊，最后經模數轉換器連接到電腦端的數據采集系統，由計算模塊計算真空干燥設備的能量效率；

其中計算模塊通過以下步驟進行真空干燥設備的能量效率的計算：

第一步，在工作前取樣并測量物料溫度，然后啟動螺帶真空干燥器，干燥器抽真空，同時螺帶和夾套分別通入導熱油，工作中要間隔一定的時間t停機取樣并測量物料溫度；

第二步，在各時間段的運行過程中，通過設置在螺帶導熱油進口、出口處及夾套導熱油進口、出口處的溫度傳感器采集各自進出口的導熱油溫度，通過設置在螺帶導熱油出口及夾套導熱油出口處的金屬浮子流量傳感器實時采集導熱油流量，通過設置在干燥器上的真空度傳感器實時記錄真空度值，通過螺帶電機的變頻器實時記錄電流和電壓值；

第三步，將取樣的物料放入烘箱烘干，測得干基含濕率，算出在各個取樣時間段內的濕重變化；

第四步，計算放出的能量和吸收的能量；

第五步，根據放出和吸收的能量，最后按照公式η_i＝Q_吸/Q_放，計算能量各個取樣時間段內能量效率η_i，并根據全工作時間內總放出能量和總吸收能量計算出總效率η；

其中第四步計算放出的能量和吸收的能量采用以下步驟計算：

第四一步，根據傳感器采集數據，計算出各時間段t內螺帶和夾套進出口導熱油的平均溫差ΔT₁和ΔT₂、平均流量q₁和q₂，然后按照公式Q₁＝(C_油ρ_油q₁ΔT₁)和Q₂＝(C_油ρ_油q₂ΔT₂)算出各個時間段內螺帶和夾套的能量放出量，式中C_油和ρ_油分別為導熱油的比熱和密度；

第四二步，根據實時記錄數據，計算出各時間段內電壓、電流的平均值U和I，然后按照公式Q₃＝UItn計算出各時間段內螺帶電機放出的能量，式中n為能量系數；

第四三步，然后按照公式Q_放＝Q₁+Q₂+Q₃，計算放出的總能量Q_放；

第四四步，按照公式M_物料＝M₁/(1+w₀)，計算物料的干重M_物料，式中M₁為物料的初始質量，w_o為物料初始干基含濕率；

第四五步，按照公式M_有機溶劑＝M_物料(w₀-w₁)，計算有機溶劑在時間段t的汽化量M_有機溶劑，式中w₁為物料在t時刻的干基含濕率；

第四六步，按照公式Q₄＝M_有機溶劑×R_有機溶劑，計算有機溶劑汽化到飽和蒸汽壓帶走的能量Q₄，式中R_有機溶劑為在t時刻物料溫度T下有機溶劑的汽化潛熱；

第四七步，按照公式計算有機溶劑在溫度T的飽和蒸汽壓P₁下等溫膨脹到某一較低氣壓P₂下吸收的能量Q₅，式中R_g為有機溶劑的氣體常數，P₂為在時間段t內設備內部的平均壓強，T為熱力學溫度；

第四八步，按照公式Q₆＝C_有機溶劑×M_物料w_oΔT，計算有機溶劑升溫吸收的能量Q₆，式中C_有機溶劑為有機溶劑的比熱，ΔT為經過時間段t后物料溫升；

第四九步，按照公式Q₇＝C_物料×M_物料ΔT，計算物料吸收的能量Q₇，式中C_物料為物料的比熱；

第四十步，然后按照公式Q_吸＝Q₄+Q₅+Q₆+Q₇，計算吸收的總能量Q_吸。