DD266172A1 - Verfahren zur bestimmung der waermeleitfaehigkeit des einzelpartikels einer schuettung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit einer Schüttung, wie sie beispielsweise bei Trocknungs- und Regenerationsvorgängen (für Auslegungsrechnungen, Optimierung des Energieeinsatzes Einhaltung von Grenztemperaturen für empfindliche Güter usw.) benötigt wird. Es werden die Wärmeleitfähigkeiten des mit einem ersten Füllstoff und des mit einem zweiten Füllstoff verfüllten Schüttgutes sowie der Füllstoffe selbst bestimmt. Aus diesen Werten wird auf der Basis der Analogiebeziehungen zur Reihen- und/oder Parallelschaltung elektrischer Widerstände ermittelt. Es hat sich gezeigt, dass besonders bei groîen Wärmeleitfähigkeitsdifferenzen zwischen Füllstoff und Feststoff eine Kombination beider Anordnungen angeraten ist, wobei die jeweiligen Anteile über den Füllstoffraumanteils r ind F der jeweiligen Schüttung festgelegt werden können. Hierzu Fig.{Wärmeleitfähigkeit, Einzelpartikel, Schüttung, zeitlicher Temperaturverlauf. Sonden, Behältern Füllstoff, Prüfstoff, Etalon, systematische Fehler, Wärmekapazität, Feuchte}

Description

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die durch die Qoomotrio dor Elnzolpnrllkol bedlngion Zwischenräume mit dom Haumontoil i_t\ durch olrion Füllstoff 1 (ζ. B. Luft)gefüllt sind. GeIm zweiten Behälter worden dioeo Zwlschonräumo O j " fn dor Schüttung mit olnom Füllstoff 2 (z. D. Paraffin)vergosso.i. Dor dritte bzw. vlorto Oohttltor oothHlt dlo |owoile zum Verfüllon dor Hohlräume Im crston und zwolton üohöltorgonutrton Füllstoffe 1 bzw. 2. Wird als oln Füllstoff Luft olngosotzt und wordon zur Kennzeichnung doron Wärmololtfählgkolttabolllorto Worto vorwondot, so reduziert sich dor Umfang dor Moßonordnung auf droi Bohältor.

In jodom Bohältor Ist olno Wttrmoloilfähigkoitsmof: jonde ontsprochond DD-Wf 237 548 mit gomolnsamer Stromversorgung für

dlo I loizdrähto angoordnot. Damit ermöglicht dio vorllogondo tochnlscho Lösung olno quasi zoitgloicho Moßwortorfeesung I (inτ) bol absolut gleichen Randbodlngungon. DIo Abtostzolt für nllo Moßeon'len ist sohr kurz Im Gogonsatz zur Zykluszeit zwischonzwol Moßwortnbtastungon, DIu Zykluszeit Ist am Stoffdatonmoß gorät olnstollbar.

λ,, !Wärmeleitfähigkeit do« Fülletoffel

λ_ΚΜ: Wärmeleitfähigkeit dor mit Füllstoff 1 vorfüllton Schüttung

λ,,: Wärmeleitfähigkeit des Füllstoffe 2

λ_κ,₂: Wärmeleitfähigkeit dor mit Füllstoff 2 vorfüllton Schüttung

Ist die Wärmeleitfähigkeit det Ülnzolpartikols λ_κ zu bostlmmon übor

h\ - λκπ - ht ♦· λκπ wenn d«s Prüfgut ols olne Anor dnung von nolhonwldorständon Füllstoff—Feststoff l>zw. über

wonn dos Prüfgut als olno Anordnung von Perallolwidorstäridon Füllstoff— Feststoff botiachtot wordon darf. Eb hat eich gozoigt,daß bosondore bol großen Wärmoloitfählgkoitsdifforonzon xwiechon Foststoff und Füllstoff eine Kombinntlon boldor

Anordnungen angeraten lit, wobei dlo jowolligon Antoilo z. f). übor olno uxporimontollo Ermittlung du« Füllstoffraumantoils r_r der

jewoiligen Schüttung fostgelegt werden könnon.

De· woitoren Ist es mit dom Vorfehron möglich, oln Prüfgut unmittelbar mit olnom Etolon zu vorrjloichon. Dazu werden zwoi Bohältor mit olner Meßsonde benötigt, wobei sich In einem Behälter das Prüfgut und in dom nndoron das Etalon boflndon. Die Mossung erfolgt wieder für beide Stoffe unter absolut glolchon Moßbeo'lngungen. Da· StoffdatenmefJgerät erlaubt, die Konnlinien für dlo Anfhelz- und Abkühlphase zu erfassen und die Berechnung sowohl dor Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Probon und des Elnzolpiirtikols als auch die WärmokapazltUt und Feuchte der Schüttungen

automatisch auszuführen.

Ausführungsbelsplol Die Erfindung soll an einem Ausführungsbelsplol nöhor erläutort wordon. In don Zeichnungen zoigen Flg. 1: Meßanordnung für die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit dos Einzolpartikuls olrior Schütlung als Boispiol oinor

3Sonden-Messung

Fig. 2: Meßanordnung für elno parallele Etnlonmossun j Fii). 3: Zeitdiagramm der Meßsondonabtastung

Zur Durchführung doe Verfahrons wird eino gorätotechnisoho Anordnung vorwondot, bostohond aus oineni Stoffdntonmoßgorät SDMQ mit olner Elnchip-Mlkrorochner-Steuerung, droi Behältern, in denon sich dio Probon bofindon und droi Moßsondon mit den glolchen Konnworton. Die drei Behälter habongloicho Abmessungen. Im orston Behälter befindet sich da* Originnlschüttgut. Dio durch dio Geometrie dos Elnzelpartikels bodingten Zwischenräume sind mit Luft gofüllt. Im zweiton Behälter ist obonfnlls das Originalschüttgut eingebracht, obor dlo Zwischonräumo β nd mit oinom Füllstoff vorgosson. Der dritte Bohältor enthält don Füllstoff, mit dem die Hohlräume im zweiton Behälter vergosson wurdon.

In das Zentrum der Bohältor wird jowoils olno Meßsonde eingebracht, die von Wand und Boden dos Bohältors einen ausreichend großen Abstand habon soll. Diese Anordnung Ist In Fig. 1 veranschaulicht. Flg. 2 zeigt dio Meßanordnung für den Vergleich elnos Prüfstoffes mit elnom Ettlon. Die Kennworte dor Meßsonden und die Bedingungen für don instationären Sondenrneßprozeß, wie z. B. Heizstrom, Zyklu szoit T₁, getrennt für dlo Aufheiz- und Abkühlphaso, u.a. wordon in c.'as Stoffdatenmeßgerät SDMG im Dialog eingegeben. Nach niner Tomperaturausglelchsphase wordon die Messung gestartot und die Konnlinien für die drei Proben aufgenommen. Die Abtastung der Meßsonden MS1... MS3 erfolgt quasi zoitglelch, d.h. mit oinor voinachlässigbaren Zoltdifforonz zwischen der Erfassung der drei Moßworto. Die Abtastzeit τ_Α, sie schließt den Zugriff auf drei Meßsonden ein, ist wesentlich kürzer als die Zykluszeit t„ so daß borolts in den Moßzyklen Berechnungen, die für den Moßprozeß notwendig sind, in Echtzoit ausgeführt worden könnon, vgl. Fig.3.

Anschließend an den Mtßvorgang erfolgt automatisch die Berechnung wahlwoise der Wärmoloitfahlgkoit des tfinzelpartikels der Schüttung bzw. dor Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und/oder Fouchto dos Prüfgutes, bozogon auf die Abweichungen zum parallel vermessonon Etalon.

Claims (5)

1 260 172 Patentansprüche:

1. Verfahren zur absoluten Rostlmmu ig der Wärmeleitfähigkeit einer Schüttung durch Mossung dor elektrischen Heizlolstung und des zeitlichen Tomperaturvorlaufoe einor von Innon elektrisch beheizten und in den Prüfstoff oingiibottotun Sondo währond oinor zoitlich begrenzten Holz- und Abkühlphase (ausgeschaltete Heizung), woraus die wlrksomo Difforonz dor längonbozogonon Speicherkapazität zwischen der Sonde und dom Prüfstoff (ApcA) ormittolt und danach die Wärmeleitfähigkeit, WärmekapaziU t und Fouchto bostlmmt wordon, gekennzeichnet dadurch, daß die Messung synchron mit droi odo * vior gleichat tigen Sondon bokonntor Bauurt in obonso violon Behältern unterschiedlicher Füllung untor gloichon Fodingungon durchgeführt und aus den ermittelten Wärmeloltfählgkeitsworton die Wärmoloit'ählgkeit des Elnzolpartikolsolnos Schüttgutes berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß sich im ersten Behälter das Schüttgut mit dem Füllstoff 1, im zweiten Behälter das Schüttgut durch einon Füllstoff 2 vorfüllt und im dritten bzw. vierten Bohälter die Füllstoffe I bzw. 2 aolbst bofinden.

3. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß die Bohältor gleiche gonügond große Abmessungen, vorzugsweise einen Durchmossor d - 2pcm, aufwoison.

4. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß zur Messung nur zwei Behälter mit je einer Meßsonde verwundet werden, wobei sich in oinom Bohälter das Prüfgut und in elnom zwoiton ein litalon befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß die Abtastzeit r_A für alle Moßsondon wesentlich kürzer als die Zykluszeit v₂ zwischen zwei Moßwertabtastungnn ist, die Mossungon quasi zeitglelch und unter gleichen Prüfbodingungen durchgeführt wordon.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwtndungtgeblet der Erfindung

Die Erfindung betrifft zum olnen ein Verfahren zur Bestimmung dor Wärmeleitfähigkeit dos Elnzolpartlkols oinor Schüttung, wio sie beispielsweise bei Trocknuno»· und Regenerationsvorgängon (für Auslogungsrochnungon, Optimierung dos Energieeinsatzes, Einhalten von Qrenztemperaturen fu> ompfindllcho Güter wio Qotroido usw.) bonötigt wird, t'ol dorartigon technischen Vorgangen Ist nicht nur die effoktlv» Wärmeleitfähigkeit dor Schüttung, sondorn dio Wärmololtfählgkolt dos Einzolpartikols der Schüttung gefragt. Zum anderon ermöglicht slo das Ausschaltern vorfahronsbodingtor systoinntlschor Fohtor boi der Ermittlung der Wärmoloitfählgkoit, Wärmekapazität und Fouchto unterschiodlichor Prüfstoffo.

Charakteristik der bekannten technischen Lötungen

Es sind verschiedene Lüftungen zur Bestimmung dor Wärmeleitfähigkeit von Schüttgütorn bokonnt (DD-WP 135767, DE· OS 3108311). Die Sondon enthalten eine Wärmequelle und eine odor mohroro Tompornturmoßstollon (moist Thormoolomoiito). Die Heizleistung und der Temporaturvorlauf wordon mit elektrischen Moßgoräton oufgonommon, woboi systomatischo Fohlor nicht ausgeschlossen werden können. Aus dom toitlichon Temporäturvorlauf ist dio Wärmoloitfählgkoit dos Prüfstoffs (dor Schüttung)zu ermittoln. Mit dlosoi Meßanordnung lMos jedoch nicht möglich, von dor Wärmeleitfähigkeit dor Schüttung auf die Wärmeleitfähigkeit dos Einzolpartikols der Snhültung zu achlleSon bzw. Mossungen dor WLF, WK und Fouchto untor Ausschluß verfahrensbedingter systomatischor Fohler durchzuführen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist die genaue Bestimmung dor Wärmeleitfähigkeit des Einzelpartikels oinor Schüttung zum einon sowie zum anderen die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Fouchte von Festkörpern und Schüttgütorn untor Ausschluß verfahrensbedingter systematischer Fehler durchzuführen.

Darlegung de· Wesen» der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, mit boreite bekannten Sonden zur Mossiing der Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Fouchte von Feststoffen und Schüttgütern (DU-WP 237540 und DD-WP 237550) dio Wärmeleitfähigkeit des Einzolpartikelszu ermitteln und darüber hinaus Messungen der Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Feuchte von Foststoffon und Schüttgütorn untor Ausschluß verfnhrensbedingter systematischer Fo^'er zu ermöglichen. Ertlndungsgemäß wird dio orsto Aufgabe dadurch gelöst, daß vier Behälter gleicher Abmessungen wi j f< ht gefüllt worden. Im orsto'n Bohältor bofindot «ich das Schüttgut, wobei