洞道式干燥实验20120904(化制).ppt

1、化工原理实验,福州大学化工原理实验室 二一二年九月修订,干燥实验（洞道式）,一 实验目的 二 实验任务 三 实验原理 四 实验流程,五 操作要点 六 数据处理 七 报告要求 八 方案设计,实验七洞道式干燥实验,福州大学化工原理实验室,一、实验目的,了解洞道式循环干燥器的结构、基本流程和操作方法。 掌握物料干燥速率曲线的测定方法。 了解干燥速率曲线在工业干燥设计中的意义。,二、实验任务,实验任务（1） 在相同介质流速、不同介质温度 下，测定恒定干燥速率曲线。,实验任务（2） 在相同介质温度、不同介质流速 下，测定恒定干燥速率曲线。,实验任务（3） 改变纸浆板厚度，在一定的介质 温度、介质流速下，

2、测定恒定干 燥速率曲线。,温度 变化的比较,介质流速 变化的比较,物料厚度 变化的比较,不同干燥条件,二、实验任务,每个小组选择其中一个实验条件进行实验 实验报告综合4个小组的实验结果，绘制恒定干燥速率曲线，将第2套、第3套、第4套的干燥速率曲线分别与第1套比较。,干燥是利用热量去湿的一种方法， 它不仅涉及到气、固两相间的传热与传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料形状的差异，水分传递速率的大小差别很大，概括起来，它受到物料及其含水性质，干燥介质的性质、流速，干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。 目前对干燥机理的研究尚不够充分，干燥速度

3、的数据还主要依靠实验。,三、实验原理,若将湿物料置于一定的干燥条件下，如一定的温度、湿度和气速的空气流中，测定被干燥物料的质量和温度随时间的变化关系，则得图1所示的曲线，即物料含水量时间曲线和物料温度时间曲线。 在图1中物料含水量曲线对时间的斜率就是干燥速率 ，若干燥速率 对物料含水量进行标绘可得图2所示的干燥速率曲线。,三、实验原理,图1 干燥曲线 图2 干燥速率曲线,干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、结构及所含水分性质的影响。,三、实验原理,1-风机，2-片式阀门（排出空气），3-入口温度计，4-孔板流量计， 5-电加热器，6-电器

4、面板，7-干球温度计， 8-湿球温度计，9-电子天平， 10-干燥室，11-出口温度计， 12-风速调节阀， 13-片式阀门（吸入空气）,四、实验流程图,空气由风机输送，经孔板流量计、再经电加热器后流过干燥室，然后回入风机循环使用，空气流动方向如上页图中箭头所示。,四、实验流程图,注意：空气流速由风速调节阀12(碟形阀)调节。任何时候这个阀都不允许全关！为什么？,本实验设备还可以使用计算机进行数据采集与数据处理，其操作过程如下页所述。,操作方法 开动干燥设备，启动计算机，双击桌面上的“干燥实验”图标，按计算机的提示操作并输入资料，即可开始实验。同时计算机会实时显示温度和干燥曲线。,数据采集与处

5、理,干燥室及试样的准备,实验前将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量（约吸水60g ）。待干燥系统温度稳定后，打开干燥室的门将湿试样放入。,电器面板及加热控制,依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。,电器面板及加热控制,加热1由智能数显调节仪控制，加热2通过组合开关由手动控制，用作起动或冬季辅助加热。 当干球温度计显示值接近设定值时，关闭加热2，使加热温度平稳，如果加热2关闭后长期达不到控制温度(欠温控制)则应重开加热2。相反如果超温失控，则应关去加热2乃至加热1。,湿球温

6、度计,本装置是利用干燥室内的正压，使空气按图中箭头方向向外排出，以获得较高流速，同时湿气往外排出也可避免系统内湿度增加。,湿球湿度计示意图,湿度计安装前应检查图中A处是否畅通；水从喇叭口加入，注意加至刚到U形管下端顶部为止，不要过多，以避免流入风道内。实验过程，视蒸发情况，中途加水一、二次。,（1）实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并记录绝干试样的质量。 （2）将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后取出称取湿试样质量。 （3）检查电子天平是否灵活，并复零位。 （4）往湿球温度计内入适量的加水。 （5）依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，调节蝶形阀12至预定风速

7、值。适当打开片阀2和13。,五、实验操作要点,五、实验操作要点,（6）在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。待温度接近预定温度时，关闭加热2开关。 （7）空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿试样放到支架上，关好干燥室的门。待天平显示一个整数值时，立刻开动第1只秒表（实验用2只秒表）。,（8）待水分失去3g后，停第一只秒表，与此同时开动第2只秒表。记下干燥时间。以后每失去3g水(在降速阶段可以失去2g或1g水) ，均记下其干燥时间。如此反复进行，直至试样接近平衡水分为止。 （9）实验结束，先关电加热器，使系统冷却后再关风机，卸下试样，并收拾整理现场。,五、实验

8、操作要点（续）,六、实验数据处理,(kg/m2s),式中： 干燥速率，kg/（m2s）；,A 干燥表面 (m2) ；, 相应的干燥时间 (s)；,汽化的水分量，kg。,式中： 湿物料中绝干物料的质量，kg； 湿物料含水量，kg水kg绝干料。 负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。,、 分别为时间间隔内开始和终了时湿物料的质量 kg,横坐标为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量。,以为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。,六、实验数据处理,其中空气入口温度，K。,式中：流经孔板的空气体积流量，m3/s； 压差计示值，Pa； 流经孔板的空气密度，kg/m3

9、， 状态和状态相同。,六、实验数据处理风速的计算,1、计算体积流量：,六、实验数据处理风速的计算,2、计算平均风速U： 如果孔板流量计的压差示值Pa，平均风速可按下式计算：,式中：U按流量计算的平均风速，m/s； S2干燥室流通截面积，S2=0.150.2=0.03 m2； T，T1空气入口温度和干燥室前温度，K。,七、实验报告要求,1、实验报告在实验结束一周后交。 2、应在坐标纸上绘制恒定干燥速率曲线。 3、要有3张恒定干燥速率曲线比较图（将第2套、第3套、第4套的干燥速率曲线分别与第1套比较）。 4、重点讨论不同干燥条件对恒速干燥速率、临界含水量、平衡含水量的影响，以及测定干燥速率曲线的意义。,实验名称： 干燥实验 实验小组成员： 方案设计时间： 一.实验方案设计思路 二.实验所需仪器、设