真空干燥倉實際上是一個具有壓力容器性質的換熱器, 物料吸收加熱介質的熱量在真空狀態得到干燥。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,制定可操作的標準和檢漏方法。

漏率模型的建立

       圖1 為真空干燥倉漏氣的示意模型: 假設容積為A, 壓強為P(P<P0),溫度為T 的真空倉經dt時間后,壓強變為P+dP;再假設漏入的氣體剛好被dV的容器收集, 該部分氣體為標準大氣壓P0。由于漏氣緩慢, 整個過程可認為是個絕熱過程。

圖1 真空干燥倉漏氣模型

       由理想氣體狀態方程PV=nRT 得

       其中d( P_OV)/dt為單位時間漏入進真空倉內氣體多少的量度, 可認為它與倉內外的壓強差成正比, 假設這一比例常數為δ,

       關于式子k=δ/A的含義

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

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

      一般來說,一個設備是否合乎標準,要看其總漏量是否符合要求。當總漏率常數δ確定時, 加工的設備越大(A 值越大) , 那么κ值就越小, 說明單位漏率常數越小, 對加工精度和部件裝配精度要求越高, 這和日常的感性認識是一致的。

漏率標準的制定與可操作性

        糧食真空干燥行業要求容器總漏率η的數量級為10Pa·m3/s,假設真空倉工作于8000Pa 狀態, 代入⑤式δ的數量級為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