干燥速率曲线测定实验.doc

化工原理实验报告 实 验 名 称： 干燥速率曲线的测定实验 学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 姓 名： 学 号 同 组 姓 名： 指 导 教 师： 日 期： 2011年10月24日 实验目的 熟悉厢式干燥器的构造和操作； 测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变，物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线； 定该物料的临界湿含量X0； 掌握有关测量和控制仪器的使用方法。 实验原理 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。 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。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 相关公式： 1. 干燥速率的测定 式中：—干燥速率，kg/(m2·h)； —干燥面积，m2，(实验室现场提供)； —时间间隔，h； —时间间隔内干燥气化的水分量，kg。 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。 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。 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，℃。 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=0.0500 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。 图 三1所示。 图 三1 1.中压风机；2.孔板流量计；3. 空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；6.加热器； 7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀； 12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。 主要仪器及设备 鼓风机：MY250W250W 电加热器：4.5KW 干燥室：180mm×180mm×1250mm 干燥物料：湿毛毡 称重传感器：YZ108A0~300g 实验步骤 打开仪表控制柜上的电源开关，开启仪表。打开仪表控制柜上的风机电源开关，开启风机，这是加热管停止按钮灯亮。将毛毡加入一定量的水并使其润湿均匀，注意水量不能过多或过少。待毛毡恒重时，实验终了，按下停止按钮，停止加热，注意保护称重传感器 注意事项 必须先开风机，后开电加热器，否则，加热管可能会被烧坏。 干燥面积(cm2)S=279.3922 托盘重量GDg) 29.3 绝干物料量GC：(g) 13.50 累计时间 T(分) 总重量 GT g) 干基含水X (kg/kg) (g) 干球温度/℃ 湿球温度/℃ 干燥速率 U×104 [kg/s·m2)] 1 84.6 3.0963 2 84.1 3.0519 0.5 63.9 43.2 2.9827 3 82.8 2.9556 1.3 7.7550 4 81.5 2.8667 1.3 75.6 44.8 7.7550 5 81.6 2.8741 0.1 0.5963 6 80.4 2.7852 1.2 63.8 42.7 7.1584 7 79.2 2.6141 1.2 7.1584 8 78.8 2.6667