真空干燥倉實際上是一個具有壓力容器性質(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行的一個先決條件是真空干燥倉的漏氣速率必須符合工藝要求,所以有必要對真空倉的漏氣機理進行探討,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, 壓強為P(P<P0),溫度為T 的真空倉經(jīng)dt時間后,壓強變?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, 整個過程可認(rèn)為是個絕熱過程。

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為單位時間漏入進真空倉內(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, 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)量級為10- 4Pa·m3/s; 對于100m3 的容積, 取κ=10- 6/100*103=10-6,若檢漏時充入3 個大氣壓力, 則壓力隨時間變化的公式如下:

       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: 對于100m3的真空倉, 在8000pa 壓力漏率為10Pa·m3/s的要求下,充入3個大氣壓力進行正壓檢漏, 真空倉的壓力必須在8 天內(nèi)壓力下降不能超過1.5個大氣壓,才算是符合要求。

圖2 真空干燥倉壓力隨時間變化曲線