[发明专利]一种螺带真空干燥设备能量效率的测量和计算系统

摘要

一种螺带真空干燥设备能量效率的测量和计算系统，该系统包括螺带真空干燥器，在螺带真空干燥器的螺带导热油进口和出口处、螺带导热油出口处、夹套导热油进口处和出口处、真空干燥设备的上盖、螺带电机电路上安装传感器，将信号线经过信号放大器，再连接模拟量采集模块，最后经模数转换器连接到电脑端的数据采集系统，由计算模块计算真空干燥设备的能量效率。通过本发明，将数据的测量结果自动记录保存，高采样频率提高了试验计算结果的精确度，可以快速又精确的计算出真空干燥设备的能量效率。本发明简单可靠、方便高效、经济实用。 1

主权项

1.一种螺带真空干燥设备能量效率的测量和计算系统，该系统包括螺带真空干燥器，其特征在于：

在螺带真空干燥器的螺带导热油进口和出口处分别安装温度传感器，用于测量进出螺带的导热油的温度；

在螺带导热油出口处安装金属管浮子流量传感器，用于测量通过螺带的导热油流量；

在夹套导热油进口处和出口处分别安装温度传感器，用于测量进出夹套的导热油温度；

在夹套导热油出口处安装金属管浮子流量传感器，用于测量通过夹套的导热油流量；

在真空干燥设备的上盖安装真空度传感器，用于测量容器内部的真空度；

在螺带电机电路上安装变频器，用于测量该电路的电流和电压；

把上述这些传感器的信号线经过信号放大器，再连接模拟量采集模块，最后经模数转换器连接到电脑端的数据采集系统，由计算模块计算真空干燥设备的能量效率；

其中计算模块通过以下步骤进行真空干燥设备的能量效率的计算：

第一步，在工作前取样并测量物料温度，然后启动螺带真空干燥器，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，通过设置在螺带导热油进口、出口处及夹套导热油进口、出口处的温度传感器采集各自进出口的导热油温度，通过设置在螺带导热油出口及夹套导热油出口处的金属浮子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传感器实时记录真空度值，通过螺带电机的变频器实时记录电流和电压值；

第三步，将取样的物料放入烘箱烘干，测得干基含湿率，算出在各个取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η_i＝Q_吸/Q_放，计算能量各个取样时间段内能量效率η_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η；

其中第四步计算放出的能量和吸收的能量采用以下步骤计算：

第四一步，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)算出各个时间段内螺带和夹套的能量放出量，式中C_油和ρ_油分别为导热油的比热和密度；

第四二步，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Q₃＝UItn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；

第四三步，然后按照公式Q_放＝Q₁+Q₂+Q₃，计算放出的总能量Q_放；

第四四步，按照公式M_物料＝M₁/(1+w₀)，计算物料的干重M_物料，式中M₁为物料的初始质量，w_o为物料初始干基含湿率；

第四五步，按照公式M_有机溶剂＝M_物料(w₀‑w₁)，计算有机溶剂在时间段t的汽化量M_有机溶剂，式中w₁为物料在t时刻的干基含湿率；

第四六步，按照公式Q₄＝M_有机溶剂×R_有机溶剂，计算有机溶剂汽化到饱和蒸汽压带走的能量Q₄，式中R_有机溶剂为在t时刻物料温度T下有机溶剂的汽化潜热；

第四七步，按照公式计算有机溶剂在温度T的饱和蒸汽压P₁下等温膨胀到某一较低气压P₂下吸收的能量Q₅，式中R_g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；

第四八步，按照公式Q₆＝C_有机溶剂×M_物料w_oΔT，计算有机溶剂升温吸收的能量Q₆，式中C_有机溶剂为有机溶剂的比热，ΔT为经过时间段t后物料温升；

第四九步，按照公式Q₇＝C_物料×M_物料ΔT，计算物料吸收的能量Q₇，式中C_物料为物料的比热；

第四十步，然后按照公式Q_吸＝Q₄+Q₅+Q₆+Q₇，计算吸收的总能量Q_吸。