干燥速率.doc

一、实验目的 1．熟悉常压洞道式（厢式）干燥器的构造和操作； 2．测定在恒定干燥条件下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线； 3．测定该物料的临界湿含量X0； 4．掌握有关测量和控制仪器的使用方法。 二、基本原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面，在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定，物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 干燥速率的测定 （7-1） 式中：—干燥速率，kg /m2·h)； —干燥面积，m2； —时间间隔，h； —时间间隔内干燥气化的水分量，kg。 物料干基含水量 （7-2） 式中：—物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料； —固体湿物料的量，kg； —绝干物料量，kg。 恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定 （7-3） （7-4） 式中：—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/m2·℃)； —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/m2·s)； —干燥器内空气的湿球温度，℃； —干燥器内空气的干球温度，℃； —℃下水的气化热，J/ kg。 干燥器内空气实际体积流量的计算 由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出： （7-5） 式中：—干燥器内空气实际流量，m3/ s； —流量计处空气的温度，℃； —常压下t0℃时空气的流量，m3/ s； —干燥器内空气的温度，℃。 （7-6） （7-7） 式中：C0—流量计流量系数，C0=0.67 A0—节流孔开孔面积，m2； d0—节流孔开孔直径， d0=0.050 m； ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pa； ρ—孔板流量计处时空气的密度，kg/m3。 三、实验装置 1．装置流程 空气用风机送入电加热器，经加热的空气流入干燥室，加热干燥室中的湿毛毡后，经排出管道排入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由称重传感器和智能数显仪表记录下来。实验装置如图1所示。 图1 干燥装置图 1-风机 2-可移动实验框架 3-旁路阀 4-气路管道 5-差压传感器 6-不锈钢孔板流量计 7-电加热管 8-风量均布器 9-支杆 10、11-湿球、干球温度传感器 12-可视门 13-精密称重传感器 14-蝶阀3 15-蝶阀2 16-蝶阀1 17-总电源空气开关 18-仪表电源开关 19-变频器电源开关 20-风机电源切换开关 21-电加热管停止按钮 22-干球温度手自动切换开关及手动调节旋钮 23-干球温度自动调节仪 24-指示灯 25-电加热管启动按钮 26-加热管电压指示 27-智能风量控制仪 28-智能多路液晶显示仪 29-变频器 风机电源切换开关：有三个位：直接、停止、变频分别为风机电源由电网 直接提供、风机停止和风机电源由变频器提供。 2) 智能多路液晶显示仪的1~3通道分别为：空气流量、湿球温度、称重重量。 3) 风机电源切换开关：为3位开关，当开关打到左边位置时为直接电源给风 机供电；当开关打到中间位置时为停止位置；当开关打到右边位置时为变 频器输出电源给风机供电。相应上面的指示