真空干燥倉實(shí)際上是一個(gè)具有壓力容器性質(zhì)的換熱器, 物料吸收加熱介質(zhì)的熱量在真空狀態(tài)得到干燥。保證真空干燥能順利進(jìn)行的一個(gè)先決條件是真空干燥倉的漏氣速率必須符合工藝要求,所以有必要對(duì)真空倉的漏氣機(jī)理進(jìn)行探討,制定可操作的標(biāo)準(zhǔn)和檢漏方法。

漏率模型的建立

       圖1 為真空干燥倉漏氣的示意模型: 假設(shè)容積為A, 壓強(qiáng)為P(P<P0),溫度為T 的真空倉經(jīng)dt時(shí)間后,壓強(qiáng)變?yōu)镻+dP;再假設(shè)漏入的氣體剛好被dV的容器收集, 該部分氣體為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0。由于漏氣緩慢, 整個(gè)過程可認(rèn)為是個(gè)絕熱過程。

圖1 真空干燥倉漏氣模型

       由理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT 得

       其中d( P_OV)/dt為單位時(shí)間漏入進(jìn)真空倉內(nèi)氣體多少的量度, 可認(rèn)為它與倉內(nèi)外的壓強(qiáng)差成正比, 假設(shè)這一比例常數(shù)為δ,

       關(guān)于式子k=δ/A的含義

       δ可作為總漏率常數(shù), 單位:m3·s- 1, 該數(shù)值越大, 說明設(shè)備漏的越厲害, 設(shè)備總體精度越低, 這一數(shù)值體現(xiàn)總體的加工精度和裝配精度。

      κ可作為單位漏率常數(shù), 單位:s-1, 該數(shù)值越大,說明單位體積的設(shè)備漏的越厲害, 是加工過程和部件裝配過程密封水平的標(biāo)志。

      一般來說,一個(gè)設(shè)備是否合乎標(biāo)準(zhǔn),要看其總漏量是否符合要求。當(dāng)總漏率常數(shù)δ確定時(shí), 加工的設(shè)備越大(A 值越大) , 那么κ值就越小, 說明單位漏率常數(shù)越小, 對(duì)加工精度和部件裝配精度要求越高, 這和日常的感性認(rèn)識(shí)是一致的。

漏率標(biāo)準(zhǔn)的制定與可操作性

        糧食真空干燥行業(yè)要求容器總漏率η的數(shù)量級(jí)為10Pa·m3/s,假設(shè)真空倉工作于8000Pa 狀態(tài), 代入⑤式δ的數(shù)量級(jí)為10- 4Pa·m3/s; 對(duì)于100m3 的容積, 取κ=10- 6/100*103=10-6,若檢漏時(shí)充入3 個(gè)大氣壓力, 則壓力隨時(shí)間變化的公式如下:

       由matlab 做出20d 內(nèi)真空干燥倉的壓力變化曲線如圖2。從曲線上可以看到: 對(duì)于100m3的真空倉, 在8000pa 壓力漏率為10Pa·m3/s的要求下,充入3個(gè)大氣壓力進(jìn)行正壓檢漏, 真空倉的壓力必須在8 天內(nèi)壓力下降不能超過1.5個(gè)大氣壓,才算是符合要求。

圖2 真空干燥倉壓力隨時(shí)間變化曲線