干燥速率曲线的测定

1、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： 化工081班 姓 名： 徐水锋 学 号： 08402010139 序号： 12 同组者姓名： 王杭成 蔡童姜 指 导教 师： 董明 日 期： 2010年11月1日 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（即热空气温度、湿度、流速不变、物料和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；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、 实验原理当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水

2、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。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。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（等于热空气湿球温度），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

3、内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。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少，故干燥速率不断下降。 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。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帆布物料进行干燥，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。1、干燥速率的测定 （7-1）式中：干燥速率，kg /（m2·h）； 干燥面积，m2，（实验室现场提供）；

4、时间间隔，h； 时间间隔内干燥气化的水分量，kg。2、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。 3、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。 4、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

5、，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， 第套d0=0.0500 m，第套d0=0.0450 m； P节流孔上下游两侧压力差，Pa； 孔板流量计处时空气的密度，kg/m3。三、 实验装置流程示意图2， 主要仪器及设备鼓风机，电加热器，干燥室，湿毛毡，称重传感器四、 实验步骤1、将干燥物料放入水中浸湿，用干布吸干边缘滴水。打开仪表开关。2、调节送风机吸入口的蝶阀到全开的位置后启动风机。3、开启加热电源。控制温度在70。4、在空气

6、温度、流量达到要求的时候，记录下支架的重量。5、把充分浸湿的干燥物料放在重量传感器的托盘上，要小心不要用手压坏托盘。6、记录时间，毛毡和剩余水的重量，每分钟记录一次数据；每两分钟记录一次干球温度和湿球温度。直至干燥物料的重量不再明显减轻为止或有些许回升。7、 关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。8、 实验完毕。五、 实验注意事项1、必须先开风机，后开加热器，否则加热管可能会被烧坏。2、特别注意传感器是非常精密的仪器，且其负荷量仅为300克，放取毛毡时必须十分小心，绝对不能下拉或者用力上提，否则会完全损坏称重传感器导致不能再使用。3、风量不得低于50m3/h，否则会因为风量过

7、小而烧坏加热管。4、湿球后的水槽水需加满，否则会导致水压不够湿润湿球，导致温度测量不准。六、 原始实验数据（附页）七、 数据处理推盘的质量为：25.2g 绝干物料量：13.5g 干燥面积：s=289.5cm2t/min毛毡湿重/gWStuX153.31.10.0289538.00 2.95 252.21.90.0289565.63 2.87 350.31.80.0289562.18 2.73 448.5-0.20.02895-6.91 2.59 548.71.60.0289555.27 2.61 647.13.50.02895120.90 2.49 743.6-10.02895-34.54 2

8、.23 844.60.80.0289527.63 2.30 943.810.0289534.54 2.24 1042.81.40.0289548.36 2.17 1141.41.50.0289551.81 2.07 1239.90.40.0289513.82 1.96 1339.51.10.0289538.00 1.93 1438.42.30.0289579.45 1.84 1536.12.70.0289593.26 1.67 1633.40.30.0289510.36 1.47 1733.10.30.0289510.36 1.45 1832.83.10.02895107.08 1.43 19

9、29.70.10.028953.45 1.20 2029.610.0289534.54 1.19 2128.61.10.0289538.00 1.12 2227.500.028950.00 1.04 2327.51.50.0289551.81 1.04 24261.50.0289551.81 0.93 2524.50.50.0289517.27 0.81 26240.90.0289531.09 0.78 2723.11.80.0289562.18 0.71 2821.31.10.0289538.00 0.58 2920.20.90.0289531.09 0.50 3019.30.70.0289

10、524.18 0.43 3118.60.40.0289513.82 0.38 3218.21.90.0289565.63 0.35 3316.30.20.028956.91 0.21 3416.10.20.028956.91 0.19 3515.90.40.0289513.82 0.18 3615.51.30.0289544.91 0.15 3714.2-0.30.02895-10.36 0.05 3814.5-0.10.02895-3.45 0.07 3914.600.0289500.08 1. 干燥曲线的绘制2. 干燥速率曲线的绘制从图中可以得出X0=1.75八、 实验结果分析与讨论 实验测得的U/X曲线较理论曲线，有较大差异。实验过程中，物料质量出现增加，然后又下降，数据存在误差。实验数据在一定区间内上下浮动，不够稳定。造成上述现象的原因是：1.仪器不够精密，存在仪器误差。2.容器绝热效果不好，与外界存在热交换。