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文档简介

实验十

干燥操作和干燥速率曲线的测定一、实验目的

1.

掌握测定物料干燥速率曲线的方法，并了解其实际意义。2.

熟悉实验室干燥设备的流程、工作原理及操作方法。3.

了解影响干燥曲线的主要因素。4．了解和观察流化床的基本结构和流化状态二、实验原理干燥是化工生产中一种重要的单元操作，它是利用热量将产品中的湿分（通常情况下指水分，以下如无特别说明，均指水分）去掉的一种方法。在实际生产中要确定湿物料的干燥条件，例如已知干燥要求，当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间；或干燥时间一定时，确定干燥所需的面积，就必须掌握物料的干燥特性，即干燥速率曲线。物料的湿含量即含水量，一般用相对物料总量的水分含量来表示。常用的有以湿物料为基准的水分含量和以干物料为基准的水分含量，即湿基含水量和干基含水量，分别用符号w和X来表示。湿基含水量w=

（湿物料中水分的质量÷湿物料的总质量）×100％干基含水量X

＝（湿物料中水分的质量÷湿物料中绝干料的质量）×100％但因干燥时物料总量在变化，所以采用干物料为基准的水分含量X表示较为方便。w和X之间有如下关系：

若将很湿的物料置于恒定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间的变化关系，可得到如图所示的干燥曲线。从曲线上可看出干燥过程分为如下三个阶段：（Ⅰ）物料预热阶段AB；（Ⅱ）恒速干燥阶段BC；（Ⅲ）降速干燥阶段。含水量很大的物料因其表面有液态水存在，当它在恒定的干燥条件下，在干燥过程的起始阶段，物料被热气流加热，其表面温度不断上升，直到接近热风的湿球温度tw，这一阶段即是第Ⅰ阶段（物料的预热阶段）。在随后的第Ⅱ阶段中，由于表面存有液态水，物料温度约等于空气的湿球温度tw，传入的热量只用来蒸发物料表面的水分。在第Ⅱ阶段中，含水率Xt随时间成比例减少，其干燥速率不变，即为恒速干燥阶段。在第Ⅲ阶段中，物料表面已无液态水存在，而物料内部的水分由内部扩散到表面的速率慢于水分在物料表面的蒸发速率，则物料表面将蒸干，其温度又开始上升，传入的热量也因此而减少，且传入的热量部分用于加热物料，所以干燥速率会很快降低，最后达到平衡含水率为止。Ⅱ和Ⅲ的交点处的含水率称为临界含水率，用XC表示。对于Ⅱ、Ⅲ阶段很长的物料，第Ⅰ阶段可以忽略。温度低时，或根据物料特性，也可能没有第Ⅱ阶段。干燥速率（即水分汽化率NA）可用单位时间单位干燥面积所汽化的水量表示：

式中:A——被干燥物料的汽化面积(m2)；τ——干燥时间(s);W——从被干燥物料中汽化的水分量（kg）。干燥速率也可用单位干物料在单位时间内所汽化的水分量表示。

式中，GC为干物料的质量(kg)。因为

dW=

－GCdX故

因此在干燥曲线图中，含水率曲线对时间的斜率即为NA′。若将NA′（或NA）对Xt作图即可得到干燥速率曲线1—旋涡泵；2—转子流量计；3—电加热管；4—流化床；5—取样器；6—热空气温度计；7—床层温度计；8—储水槽五

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