一种螺带真空干燥器能量效率测量方法
【专利摘要】一种螺带真空干燥器能量效率测量方法，包括以下步骤：在工作前取样并测量物料温度，工作中要间隔一定的时间停机取样并测量物料温度；在运行过程中，采集螺带及夹套进出口的导热油温度、导热油流量，实时记录干燥器真空度值和螺带电机的电流和电压值；测得采样物料干基含湿率；计算放出能量和吸收能量；根据放出和吸收的能量计算出各个采样时间段内能量效率，并根据全工作时间内总放出能量和总吸收能量计算出能量总效率。本发明可以方便地测量各阶段的放出能和吸收能，能量效率计算准确度高，在测量的同时还能实时检测设备的运行，操作简单，测试成本低，适用于多种真空干燥设备。
【专利说明】-种螺带真空干燥器能量效率测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及能量效率测量方法，特别设及一种螺带真空干燥器能量效率测量方 法。
【背景技术】
[0002] 螺带真空干燥器作为一种全密闭的真空低温干燥设备，主要应用于医药化工领 域，特别适用于热敏性高、易氧化、卫生级别高、物料细腻、黏度大、湿度大、极易挥发性溶剂 药品的最终干燥。通常干燥器W间歇方式工作，而且采用密闭结构，因此，在干燥器工作时， 内部物料状态随时间而变化，干燥过程存在较强的不稳定性。实践中，从物料中蒸发出的湿 空气或有机溶剂通过真空累直接排到空气中，比较难W测量质量的减少量，因而不便于测 量能量利用效率，若通过增加容器内物料干燥度的测量次数的方法来实现实时测量，而实 际工艺过程又不允许进行过多的测量次数，相关问题亟待解决。
【发明内容】
[0003] 为解决现有技术螺带真空干燥器能量效率测量不方便的缺点，本发明提供一种螺 带真空干燥器能量效率测量方法，该种测量方法简单可靠、方便高效。
[0004] 为了实现上述目的，本发明所采用W下技术方案： 一种螺带真空干燥器能量效率测量方法，所述方法包括W下步骤： 第一步，在工作前取样并测量物料温度，然后启动设备，干燥器抽真空，同时螺带和夹 套分别通入导热油，工作中要间隔一定的时间T停机取样并测量物料温度； 第二步，在各时间段的运行过程中，通过设置在螺带进出口及夹套进出口的温度传感 器采集各自进出口的导热油温度，通过设置在螺带和夹套管路上的流量传感器实时采集导 热油流量，通过设置在干燥器上的真空度表实时记录真空度值，通过螺带电机的变频器实 时记录电流和电压值； 第=步，将采样的物料放入烘箱烘干，测得干基含湿率，算出在各个采样时间段内的湿 重变化； 第四步，计算放出的能量和吸收的能量； 第五步，根据放出和吸收的能量，最后按照公式 化'=换觀 ，计算能量各个采样时间段内能量效率7//，并根据全工作时间内总放出 能量和总吸收能量计算出总效率。
[0005] 上述的一种螺带真空干燥器能量效率测量方法，第四步计算放出的能量和吸收的 能量采用W下步骤计算： 第一步，根据传感器采集数据，计算出各时间段T内螺带和夹套进出口导热油的 平均温差A/,和A/j、平均流量屯和q2，然后按照公式0二（C羣巧贯巧心1) r和 & =(("油戶巧躬Aiy'r算出各个时间段内螺带和夹套的能量放出量，式中C油和片油 分别为导热油的比热和密度； 第二步，根据实时记录数据，计算出各时间段内电压、电流的平均值U和I，然后按照公 式￡)3=ii//r巧计算出各时间段内螺带电机放出的能量，式中n为能量系数； 第S步，然后按照公式牛0^，计算放出的总能量0^^ ; 第四步，按照公式= Mi/(1 + ，计算物料的干重式中Ml为物 料的初始质量，W。为物料初始干基含湿率； 第五步，按照公式M胃肖=先拘?9 ^林1)，计算有机溶剂在时间段的 汽化量EprtaiMU，式中wi为物料在T时刻的干基含湿率； 第六步，按照公式"^,^ = xi?胃g.^..J^iP计算有机溶剂气化到饱和蒸汽压 带走的能量Q4,式中为在T时刻物料温度t下有机溶剂的气化潜热； ,.， P 第走步，按照公式& =馬X M龍,g词，计算有机溶剂在温度t的饱和 Pi 蒸汽压下Pi等温膨胀到某一较低气压下P 2吸收的能量Q式中Rg为有机溶剂的气体常数， P2为在时间段T内设备内部的平均压强，T为热力学温度； 第八步，按照公式06 = ('f#巧连巧j ><為才沖《=.1睐0^/，计算有机溶剂升温吸收的能量 Qe，式中为有机溶剂的比热，^巧经过时间段T后物料温升； 第九步，按照公式0^二C趴^ X Af，计算物料吸收的能量〇7,式中C物料为物 料的比热； 第十步，然后按照公式055 = +06 计算吸收的总能量〇%; 第十一步，根据放出和吸收的能量，最后按照公式n i=Q% +Qjfc，计算能量各个采样时间 段内能量效率ni，并根据全工作时间内总放出能量和总吸收能量计算出总效率n。
[0006] 本方法可W方便地测量各阶段的放出能和吸收能，能量效率计算准确度高，在测 量的同时还能实时检测设备的运行，操作简单，测试成本低，适用于多种真空干燥设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本发明的系统原理图。
[000引图2为干燥过程中螺带进出口的温度变化图。
[0009] 图3为干燥过程中夹套进出口的温度变化图。
[0010] 图4为螺带流体进口流量图。
[0011] 图5为夹套流体进口流量图。
[0012] 图6为容器内真空度的变化图。
[0013] 图中标记为；101导热油，102油累，103缓冲罐，104真空累组，T1螺带流体进口油 温度，T2螺带流体出口油温度，T3夹套流体进口温度，T4夹套流体出口温度，Q1螺带流体 进口流量，Q2夹套流体进口流量。
【具体实施方式】
[0014] W下结合具体实施例来进一步说明本发明： 1、 试验设备、物料及相关参数 干燥设备采用螺带真空干燥机(型号：LDG-500)，螺带和夹套内通导热油（型号： TJD-200热传导油)，见图1。总干燥时间；2小时50分钟。物料：氧氣沙星(溶质)+甲醇(溶 剂)，总重量为250姑?，其中，甲醇的汽化潜热； Rsi,醉.=8.772fcc 資 1/観〇1 = ll46W/fc 沒(4irC，35WW， 甲醇的比热： C巧嘴=-2.505A：/作巧。C 1 个乂气妃）， C邮赛=2?於SW//C巧。C (40'C, I个人-气化）。 导热油的比热： C 泪I = 2.675/c//%nC; 导热油的密度： P細=849捂巧/觀气 2、 实验步骤 1) 在工作前取样并测量物料温度，然后启动设备，干燥器抽真空，同时螺带和夹套分别 通入导热油，工作中要间隔一定的时间T停机取样并测量物料温度； 2) 在各时间段的运行过程中，通过设置在螺带进出口及夹套进出口的温度传感器采集 各自进出口的导热油温度(见图2和图3)，通过设置在螺带和夹套管路上的流量传感器实 时采集导热油流量(见图4和图5)，通过设置在干燥器上的真空度表实时记录真空度值(见 图6)，并通过螺带电机的变频器实时记录电流和电压值； 3) 分别在干燥试验开始前、干燥60分钟时和干燥结束即170分钟时分别取样，进行含 湿率的测定，下表为物料含湿率的测量及计算：
【权利要求】
1. 一种螺带真空干燥器能量效率测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 第一步，在工作前取样并测量物料温度，然后启动设备，干燥器抽真空，同时螺带和夹 套分别通入导热油，工作中要间隔一定的时间T停机取样并测量物料温度； 第二步，在各时间段的运行过程中，通过设置在螺带进出口及夹套进出口的温度传感 器采集各自进出口的导热油温度，通过设置在螺带和夹套管路上的流量传感器实时采集导 热油流量，通过设置在干燥器上的真空度表实时记录真空度值，通过螺带电机的变频器实 时记录电流和电压值； 第三步，将采样的物料放入烘箱烘干，测得干基含湿率，算出在各个采样时间段内的湿 重变化； 第四步，计算放出的能量和吸收的能量； 第五步，根据放出和吸收的能量，最后按照公式 =?/? ，计算能量各个采样时间段内能量效率//_，并根据全工作时间内总放出 能量和总吸收能量计算出总效率"。
2. 如权利要求1所述的一种螺带真空干燥器能量效率测量方法，其特征在于第四步计 算放出的能量和吸收的能量采用以下步骤计算： 第一步，根据传感器采集数据，计算出各时间段T内螺带和夹套进出口导热油 的平均温差All和Al,、平均流量qJPq2，然后按照公式^ ，1'和 H=丨算出各个时间段内螺带和夹套的能量放出量，式中和/?分别 为导热油的比热和密度； 第二步，根据实时记录数据，计算出各时间段内电压、电流的平均值U和I，然后按照公 式03=【///>?计算出各时间段内螺带电机放出的能量，式中n为能量系数； 第三步，然后按照公式=0 + 1?+?，计算放出的总能量^^ ; 第四步，按照公式= + %>，计算物料的干重Mm5，式中札为物料的 初始质量，W。为物料初始干基含湿率； 第五步，按照公式Mimi5lpj =Mm/W0 -，），计算有机溶剂在时间段T的汽 化量Mwashw，式中&为物料在T时刻的干基含湿率； 第六步，按照公式x ，计算有机溶剂气化到饱和蒸汽压带 走的能量Q4，式中Rwmhw为在T时刻物料温度t下有机溶剂的气化潜热；
计算有机溶剂在温度t的饱和蒸 汽压下P1等温膨胀到某一较低气压下P2吸收的能量Q5，式中Rg为有机溶剂的气体常数，P2 为在时间段T内设备内部的平均压强，T为热力学温度； 第八步，按照公式ft= XMmjM+^if，计算有机溶剂升温吸收的能量q6， 式中Cwa翻为有机溶剂的比热，A/+为经过时间段T后物料温升； 第九步，按照公式1)- = (￥.4XM齡;丨A/，计算物料吸收的能量Q7,式中C物料为物料 的比热； 第十步，然后按照公式(-- =P4+ft+C?-，计算吸收的总能量(?; 第十一步，根据放出和吸收的能量，最后按照公式n +Qk，计算能量各个采样时间 段内能量效率I，并根据全工作时间内总放出能量和总吸收能量计算出总效率n。
【文档编号】G01M99/00GK104502130SQ201410739741
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】金伟娅, 郑佳欢, 高增梁, 陈冰冰 申请人:浙江工业大学