洞道干燥计算机实验剖析
洞道干燥实验装置说明书 天津大学化工基础实验中心2013．06
一、实验目的
1.练习并掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
2.练习并掌握物料含水量的测定方法。
3.通过实验加深对物料临界含水量Xc 概念及其影响因素的理解。
4.练习并掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。
5.学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算。
二、实验内容
1．在固定空气流量和空气温度条件下，测绘某种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和该物料的临界含水量。
2．测定恒速干燥阶段该物料与空气之间的对流传热系数。 三、实验原理
当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据介质传递特点，干燥过程可分为两个阶段。
第一阶段为恒速干燥阶段。干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。此时干燥速率由物料表面水分的气化速率所控制，故此阶段称为表面气化控制阶段。这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸汽分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。
第二阶段为降速干燥阶段。当物料干燥其水分达到临界湿含量后，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，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制。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逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。
恒速段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、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。 恒速段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，测绘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.干燥速率测定 τ
τ??≈
=
S W Sd dW U
'
' （1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2
·h ）；
S —干燥面积，m 2
，（实验室现场提供）； τ?—时间间隔，h ；
'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。
2.物料干基含水量
'
'
'Gc Gc G X -=
（2）
式中：X —物料干基含水量，kg 水/ kg 绝干物料； 'G —固体湿物料的量，kg ；
'Gc —绝干物料量，kg 。
3. 恒速干燥阶段对流传热系数的测定
tw w tw r t t Sd r dQ Sd dW Uc )(''
-===
αττ w
tw
t t r Uc -?=α （3）
式中：α—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m 2
·℃）；
Uc —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m 2
·s ）； w t —干燥器内空气的湿球温度，℃；
t —干燥器内空气的干球温度，℃； tw r —w t ℃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：
2732730t t
V V t t ++?
= （4）式中：t V —干
燥器内空气实际流量，m 3
/ s ；
0t —流量计处空气的温度，℃；
0t V —常压下t 0℃时空气的流量，m 3/ s ； t —干燥器内空气的温度，℃。
ρ
P
A C V t ???
?=2000 （5）
2004
d A π
=
（6）
式中：C 0--流量计流量系数，C 0=0.65
d 0—节流孔开孔直径，d 0=0.035 m
A 0--节流孔开孔面积，m 2
；
ΔP —节流孔上下游两侧压力差，Pa ；
ρ—孔板流量计处0t 时空气的密度，kg/m 3
。
四、实验装置基本情况
1．实验装置基本情况
洞道尺寸：长1.16 m 宽0.190 m 高0.24m
加热功率：500w-1500w 空气流量：1-5m 3
/min 干燥温度：40-120℃ 重量传感器显示仪：量程（0-200g ）； 。
干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃） 孔板流量计处温度计显示仪：量程（0-100℃） 孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10Kpa ） 电子秒表绝对误差0.5秒
2. 洞道式干燥器实验装置仪表面板图（见图二）
图二 洞道式干燥器实验装置面板图
3．洞道式干燥器实验装置流程示意图（见图一）
图一洞道式干燥器实验装置流程示意图
1-废气排出阀；2-废气循环阀；3-空气进气阀；4-洞道干燥器；5-风机；6-干燥物料；7-重量传感器；8-干球温度计；9-孔板流量计；10-湿球温度计；11-空气进口温度计；12-加热器；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；
五、实验操作方法
△手动操作
1.将干燥物料（帆布）放入水中浸湿，将放湿球温度计纱布的烧杯装满水。
2.调节送风机吸入口的蝶阀3到全开的位置后启动风机。
3.通过废气排出阀1和废气循环阀2调节空气到指定流量后，开启加热电源。在智能仪表中设定干球温度，仪表自动调节到指定的温度。
4.在空气温度、流量稳定条件下，读取重量传感器测定支架的重量并记录下来。
5.把充分浸湿的干燥物料（帆布）6固定在重量传感器7上并与气流平行放置。
6.在系统稳定状况下，记录干燥时间每隔3分钟时干燥物料减轻的重量，直至干燥物料的重量不再明显减轻为止。
7.可以改变空气流量和空气温度，重复上述实验步骤并记录相关数据。
8. 实验结束时，先关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。一切复原。
△计算机操作
1.将实验设备上数据采集线连接到计算机指定接口处。启动计算机，进入windows后，双击桌面文件“干燥实验”图标，进入“干燥实验计算机采集控制程序”，点击界面，进入主程序。
2. 进入主程序后，进行相关操作。在程序主界面上设定干球温度（红色线框内为实际值，绿色框内为调整数值输入框），启动风机（红按钮是关，绿按钮为开），调节阀门1、2、3到合适位置，然后启动加热开关。
3.待干球温度达到设定值后，从程序主界面进入采集界面，分别称取支架重量和物料绝干重量，将物料浸湿，固定在支架上，关闭洞道干燥器上的取物窗。同时点击程序上采集键，程序自动采集数据直至试验完成。
4.保存采集数据，保存图像。关闭加热，待干球温度到常温状态时关闭风机，退出程序。
六、注意事项
1.重量传感器的量程为0--200克，精度比较高，所以在放置干燥物料时务必轻拿轻放，以免损坏或降低重量传感器的灵敏度。
2.当干燥器内有空气流过时才能开启加热装置，以避免干烧损坏加热器。
3.干燥物料要保证充分浸湿但不能有水滴滴下，否则将影响实验数据的准确性。
4．实验进行中不要改变智能仪表的设置。
七、实验数据处理举例（仅供参考）
1.调试实验的结果
调试实验数据见表一，表中符号意义如下:
S─干燥面积m2； G C─绝干物料量g； R─空气流量计的读数kPa；
T o─干燥器进口空气温度℃； t─试样放置处的干球温度℃；
t w─试样放置处的湿球温度℃； G D─试样支撑架的重量g；
G T ─被干燥物料和支撑架的总重量g ； G ─被干燥物料的重量g ； T ─累计的干燥时间S ； X ─物料的干基含水量kg 水／kg 绝干物料； X AV ─两次记录之间的被干燥物料的平均含水量kg 水／kg 绝干物料；
U ─干燥速率kg 水／(s ·m 2
)
2．数据计算举例：以表一中第i 和i ＋1组数据为例 被干燥物料的重量 G: D i T i
G G G -=， ，[g]
D 1i T 1i G G G -=++， ，[g]
被干燥物料的干基含水量 X: c
c
i i
G G G X -=
， [kg 水／kg 绝干物料]
c
c 1i 1
i G G G X -=++ ，[kg 水／kg 绝干物料]
物料平均含水量 X AV
2X X X 1
i i AV ++=
，[kg 水／kg 绝干物料]
平均干燥速率I
1i i 1i 3C 3
C T T X X S 10G dT dX
S 10G U --?
?-=??-=++-- ，[kg 水／(s ·m 2
)] 干燥曲线X ─T 曲线，用X 、T 数据进行标绘，见图三。
干燥速率曲线U ─X 曲线，用U 、X AV 数据进行标绘，见图四 。 恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数
tw
t 10U t S Q
3tw C -?γ=
??=α ，[Ｗ／(m 2
℃)]
流量计处体积流量∨t [m 3
／h]用其回归式算出。 由流量公式[5]计算 0
002t t
P
A c V ρ???
?=
其中：c 0-孔板流量计孔流系数，c 0=0.65 A 0-孔的面积 m 2
d 0-孔板孔径 ， d 0 =0.040 m P ?-孔板两端压差，Kpa t V - 空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m 3
/h ；
0t ρ-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m 3
。
干燥试样放置处的空气流量 0273273t t
V V
t ++?
=[m 3
／h]
干燥试样放置处的空气流速 A
3600V
u ?= ，[m ／s]
以表一实验数据为例进行计算
i ＝1 i ＋1＝2 G T ，i ＝201.1[g] G T ，i ＋1＝199.5[g] G D ＝101.3[g] 由式(1)(2)得: G i ＝99.8[g] G i ＋1＝98.2[g] G C ＝30.6[g] 由式(3)(4)得: X i ＝2.2614[kg 水／kg 绝干物料]
X i ＋1＝2.2092[kg 水／kg 绝干物料]
由式(5)得: X AV ＝2.2353[kg 水／kg 绝干物料]
S ＝2×0.145×0.082=0.02378[m 2
] T i ＝0 [s]， T i ＋1＝180 [s]
由式(6)得: U ＝3.738×10-4 [kg 水／(s ·m 2
)]
3.实验数据记录表及相关图象
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
20
40
60
80
100
120
140
时间(分)
X (k g /k g )
图三 实验装置干燥曲线
干燥速率曲线0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
X AV (kg/kg)
U ×10-4(k g /s ·M 3
图四 实验装置干燥速率曲线
实验八干燥实验
实验八 干燥实验 一、实验目的 1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。 2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。 4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数α的测定方法。 二、实验内容 1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其 影响因素。 2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数α和传质系数K H 。 三、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥 操作同时伴有传热和传质，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。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。概括起来 说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚 度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目 前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大 多采用实验的方法。 干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥 实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料， 且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不 变。 本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。测定单位时间内湿物料的质量 变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量， 即以湿物料为基准的水分含量，用ω来表示。但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干 基料为基准的含水量X 表示更为方便。ω与X 的关系为： X =-ωω 1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料； ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。 物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。 干燥曲线即物料的干基含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干 基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而 变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较 小的直线段AB 段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC ；段以后的一段为曲线
洞道干燥实验说明书
洞道干燥实验装置使用说明书 洞道干燥实验装置使用说明书 一、实验装置主要用途及功能 化工原理实验教学：干燥动力学曲线的测定、水－空气系统传热系数测定； 科学研究：本装置还可用于各类非热敏性物料的结合水、非结合水与平衡水含量的实验测定，以及气流干燥过程的热力学特性与热、质同时传递过程的实验研究；由下图可知，本实验装置主要由风机、电加热器、温度控制器、干燥室、风管等设备所组成。空气由风机鼓入电加热器，加热升温后经列管换热器再进入干燥室对物料进行干燥，循环风量由干燥室中的热球风速仪测量。离开干燥室的尾气，经碟阀再返回风机进口循环使用。循环空气温度可通过温度控制器自动调节，以保持在恒定干燥条件下进行实验。空气湿度可由相对湿度计间接获取（读取室温和相对湿度，计算后获得湿度），也可由干燥室前后的干、湿球温度计间接测定（查表读取）。加热空气流量可由碟阀开度来调节。 本实验的湿物料采用特制的无胶纤维纸板，所以有较强的吸水性。操作时将纸板直接放在干燥室内的电子天平托架上进行干燥，电子天平可连续显示湿纸板的重量。因而通过电子天平可直接读取湿纸板任一时刻干燥后的结果，计算出纸板在一定的时间间隔内的失重，即为纸板在这一段时间内所蒸发的水分量。 二、实验装置的主要技术性能指标 1、该装置主要由干燥器、列管换热器、离心风机、热球风速仪、电子天平、电加热器、液体流量计、温控仪表、开关、指示灯等组成。 2、装置整体外形尺寸：长×宽×高1700 mm×500 mm×1200mm。 3、装置总配电要求：AC220V，3.5kw，16A。 4、水分干燥速率：0.005-0.020gcm-2 min-1。 5、气流干燥室断面尺寸：宽×高140×200mm。 6、列管换热器（列管总外表面积0.20m2，19－φ18×1.5mm，长度400/500mm）。 7、转子流量计：水量LZB-10（16－160）L/h。 8、循环风及风量测量： ●离心风机：2800rpm，风量550 m3/h，风压120mmH2O，效率66％，轴功率0.37kw。 ●风量可调范围0－300 m3/h；风速：主管0－10m/s，箱内0－6m/s
流化床干燥实验——流化床和洞道干燥----实验报告
流化床和洞道干燥综合实验 一、实验目的 1. 了解流化床、洞道干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平 衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数，通常地，其干燥特性数据需要通过实验测定而取得。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 2.1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： -c G dX dw U A d A d τ τ = =kg/(m 2/s) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）； A －干燥表面积，m 2 ； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2.2. 干燥速率的测定方法
（1）将电子天平开启，待用。 （2）将快速水分测定仪开启，待用。 （3）将0.5~1kg 的红豆（如取0.5~1kg 的绿豆/花生放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （4）开启风机，调节风量至40~60m 3 /h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出四颗红豆的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量G i 和终了质量G ic ，则物料中瞬间含水率为: i ic i ic G -G X = G 计算出每一时刻的瞬间含水量X i ，然后将X i 对干燥时间i τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线 上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同i dX 下的斜率 i i dX d τ，再由式11－1计算得到干燥速率U ，将U 对X 作图，就是干燥速率曲线，如图2 所示。
化工原理干燥实验报告
北京化工大学 学生实验报告 院（部）：化学工程学院 姓名：王敬尧学号： 2010016068 专业：化学工程与工艺班级：化工1012班 同组人员：雷雄飞、雍维 课程名称：化工原理实验 实验名称：流化床干燥实验 实验日期： 2013.6.4 北京化工大学
干燥实验 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶 段的传质系数k H及降速阶段的比例系数K X。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流
干燥实验报告
北京化工大学 实验报告 课程名称：干燥实验实验日期：2012-5 班级：化工0906 姓名：郭智博 同组人：常成维尉博然黄金祖学号：200911175 干燥实验 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶 段的传质系数k H及降速阶段的比例系数K X。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从
床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度(u mf)。 在生产操作过程中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（见下图）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线（见下下图）。干燥过程可分以下三个阶段。
常压洞道干燥实验
实验八常压洞道干燥实验 一. 实验目的 1.学习干燥曲线和干燥速率曲线，加深对干燥操作过程及其机理的理解。 2.学习干、湿球温度湿度计的使用方法。 3.通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念。 4.实验研究恒速干燥速率，临界湿含量，平衡湿含量随其影响因素的变化规律。 二、实验流程 三. 实验方法及步骤 (一)实验前的准备工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。图1 实验装置流程图 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。
2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水，使池内水面上升至适当位置。 3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。 4. 调节新空气入口阀到全开的位置。 (二) 装置的实验操作方法 1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。 2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至指定读数。 3. 在温度显示控制仪表上，改变到参数的设定，按下加热开关，让电热器通电。 4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后并且数字显示仪显示的数字不在增长，即 可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(G D)。 5. 将被干燥物料试样取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子物料时，最好用力挤 去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥器内取出，再将支架插入试样 内直至尽头)。 6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意不能用力过大。 7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间记录数据一次 ( 记录总重量和时间)，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。
洞道干燥计算机实验
洞道干燥实验装置说明书 天津大学化工基础实验中心2013．06 一、实验目的 1.练习并掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 2.练习并掌握物料含水量的测定方法。 3.通过实验加深对物料临界含水量Xc 概念及其影响因素的理解。 4.练习并掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 5.学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算。 二、实验内容 1．在固定空气流量和空气温度条件下，测绘某种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和该物料的临界含水量。 2．测定恒速干燥阶段该物料与空气之间的对流传热系数。 三、实验原理 当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据介质传递特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一阶段为恒速干燥阶段。干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。此时干燥速率由物料表面水分的气化速率所控制，故此阶段称为表面气化控制阶段。这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸汽分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。 第二阶段为降速干燥阶段。当物料干燥其水分达到临界湿含量后，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，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制。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逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。 恒速段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、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。 恒速段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，测绘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.干燥速率测定 τ τ??≈ = S W Sd dW U ' ' （1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2 ·h ）； S —干燥面积，m 2 ，（实验室现场提供）； τ?—时间间隔，h ； 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 2.物料干基含水量 ' ' 'Gc Gc G X -= （2） 式中：X —物料干基含水量，kg 水/ kg 绝干物料； 'G —固体湿物料的量，kg ； 'Gc —绝干物料量，kg 。 3. 恒速干燥阶段对流传热系数的测定 tw w tw r t t Sd r dQ Sd dW Uc )('' -= ==αττ w tw t t r Uc -?=α （3） 式中：α—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m 2 ·℃）； Uc —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m 2 ·s ）； w t —干燥器内空气的湿球温度，℃； t —干燥器内空气的干球温度，℃； tw r —w t ℃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：
干燥速率曲线的测定
一、实验目的 1、熟悉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； 3、定该物料的临界湿含量X 0； 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 τ τ??≈= S W Sd dW U ' ' (7-1) 式中：U —干燥速率，kg/(m 2·h)； S —干燥面积，m 2，(实验室现场提供)； τ?—时间间隔，h ； 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 2、物料干基含水量
化工原理实验思考题整理
1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定 （1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。 本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。 （2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？ 答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。 ②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 （3）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器； ②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。 ③湿毛毡恒重时，即为实验结束。 （4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？
答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。因为加快了热空气排湿能力。 （5）毛毡含水是什么性质的水分？ 毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。 （6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。 理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。干球温度不变，湿球温度不变。 绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。 （7）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变。所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行。
干燥特性曲线实验报告
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ= =- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。 计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。
实验5、干燥实验讲解
实验洞道干燥实验 一、实验目的 1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理； 2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法； 3、了解操作条件改变对不同的干燥阶段所产生的影响。 二、实验原理 干燥是最常见的有效除湿的方法之一，干燥速率受众多因素的影响，主要与物料及其含水性质、干燥介质的性质、流速和干燥介质与湿物料接触方式等因素有关，一般由实验测定。 三、实验装置 图1 实验装置流程图 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。
四、实验步骤 (一)实验前的准备工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。 2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水，使池内水面上升至 适当位置。 3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。 4. 调节新空气入口阀到全开的位置。 (二) 装置的实验操作方法 1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。 2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至所需读数。 3. 在温度显示控制仪表上，利用(＜,＞,︿)键调节实验所需温度值，sv窗 口显示，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。 4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，即可开始实验。此时，读 )。 取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(G D 5. 将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子 物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥 器内取出，再将支架插入试样内直至尽头)。 6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意:不能用力过大， 使传感器受损。 7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间 记录数据一次( 记录总重量和时间 )，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。 注意: 最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。 注意：放入物料后不要在点击〈读取操作条件〉，那样会使实验程序进入错误状态，无法正常数据的采集和处理。
洞道干燥实验
洞道干燥实验 一、实验目的 1、学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解； 2、学习干、湿球温度计的使用方法，学习被干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方法； 3、通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念； 二、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。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段也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），物料表面处的水蒸气分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二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，故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。水着湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减小，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。 恒速阶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浸透水的帆布进行干燥，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 ττ??-=-=X S G d dX S G U C C 式中：U — 干燥速率（kg/m 2.s ） S — 干燥面积（m 2） Δτ— 时间间隔（s ） G C — 绝干物料量（kg ） ΔX — 时间间隔内干燥气化的干基含水量 2、被干燥物料的重量G D T G G G -= 式中：G T — 被干燥物料和支撑架的总质量（kg ） G D — 式样支撑架的质量（kg ） 3、物料的干基含水量X C C G G G X -= 4、恒速阶段的对流传热系数α
洞道干燥计算机实验
洞道干燥实验装置说明书 天津大学化工基础实验中心 2013．06
一、实验目的 1.练习并掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 2.练习并掌握物料含水量的测定方法。 3.通过实验加深对物料临界含水量Xc概念及其影响因素的理解。 4.练习并掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 5.学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算。 二、实验内容 1．在固定空气流量和空气温度条件下，测绘某种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和该物料的临界含水量。 2．测定恒速干燥阶段该物料与空气之间的对流传热系数。 三、实验原理 当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据介质传递特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一阶段为恒速干燥阶段。干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。此时干燥速率由物料表面水分的气化速率所控制，故此阶段称为表面气化控制阶段。这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸汽分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。 第二阶段为降速干燥阶段。当物料干燥其水分达到临界湿含量后，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，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制。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逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。 恒速段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、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。 恒速段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，测绘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。
干燥实验
一、实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验 三、实验目的和要求： 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 四、实验内容和原理 实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。 实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 1. 干燥速率的定义 干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即 C G dX dW U A d A d τ τ = =- (10－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）；A －干燥表面积，m 2； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； G c －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2. 干燥速率的测定方法 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G ，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X * 。再将物料烘干后称重得到绝干物料重G c ，则物料中瞬间含水率X 为 G G c X G c -= （10－2） 计算出每一时刻的瞬间含水率X ，然后将X 对干燥时间τ作图，如图10－1，即为干燥曲线。
干燥速率曲线测定实验
实验７ 干燥速率曲线测定实验 一、实验目的 ⒈ 了解洞道干燥器的结构，练习操作。 ⒉ 在恒定空气温度和流量条件下,测定物料的干燥曲线和干燥速率曲线。 ⒊ 加深对物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素的理解。 ⒋ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 二、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。 ⒈ 干燥速率的测定 τ τ??≈ =S W Sd dW U ' ' （7-１) 式中：U —干燥速率,kg /(m 2 ·h ）； S —干燥面积,m 2 ，（实验室现场提供)； τ?—时间间隔,h; 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 ⒉ 物料干基含水量 ' ' 'Gc Gc G X -= (7-２） 式中:X —物料干基含水量,kg 水/ kg 绝干物料;
洞道干燥实验数据及处理 禁止盗版
实验数据记录及数据处理结果示例 (干燥面积A=0.117?0.084?2=0.02m 2 ,绝干物料Gc=0.0257kg) 干基含水量X= Gc Gc 绝干物料质量 绝干物料质量 总物料质量 - 干燥速率u= 累计时间 干燥面积总失水量?A w 1 数据记录处理及结果： 序号 累计时间/min 失水量w 1/kg ?10-3 总失水 量w 2/kg ? 10-3 总物料质量/kg ?10-3 干基含水量X/kg 水/kg 干料 干燥速率u/kg/(m 2.s )?10-3 1 0 0.0 0.0 70.2 0.52278 0.00000 2 1 0.7 0.7 69.5 0.50759 0.75922 3 2 0.7 1.4 68.8 0.49241 0.75922 4 3 0.6 2.0 68.2 0.47939 0.65076 5 4 0.5 2.5 67.7 0.46855 0.54230 6 5 0.8 3.3 66.9 0.45119 0.86768 7 6 0.6 3.9 66.3 0.43818 0.65076 8 7 0.9 4.8 65.4 0.41866 0.97614 9 8 0.7 5.5 64.7 0.40347 0.75922 10 9 0.7 6.2 64.0 0.38829 0.75922 11 10 0.7 6.9 63.3 0.37310 0.75922 12 11 0.7 7.6 62.6 0.35792 0.75922 13 12 0.6 8.2 62.0 0.34490 0.65076 14 13 0.7 8.9 61.3 0.32972 0.75922 15 14 0.6 9.5 60.7 0.31670 0.65076 16 15 0.5 10.0 60.2 0.30586 0.54230 17 16 0.6 10.6 59.6 0.29284 0.65076 18 17 0.5 11.1 59.1 0.28200 0.54230 19 18 0.6 11.7 58.5 0.26898 0.65076 20 19 0.4 12.1 58.1 0.26030 0.43384 21 20 0.4 12.5 57.7 0.25163 0.43384 22 21 0.4 12.9 57.3 0.24295 0.43384 23 22 0.5 13.4 56.8 0.23210 0.54230 24 23 0.3 13.7 56.5 0.22560 0.32538 25 24 0.4 14.1 56.1 0.21692 0.43384 26 25 0.4 14.5 55.7 0.20824 0.43384 27 26 0.3 14.8 55.4 0.20174 0.32538 28 27 0.4 15.2 55.0 0.19306 0.43384 29 28 0.3 15.5 54.7 0.18655 0.32538 30 29 0.3 15.8 54.4 0.18004 0.32538
实验七干燥实验
7.7 实验七干燥实验 在化学工业中，常常需要从湿的固体物料中除去湿分，即去湿。干燥是利用热能去湿的单元操作，热能可以以对流、传导、辐射等形式传递给固体物料，干燥设备有流化床干燥器、盘架式干燥器等。本干燥实验装置为洞道式干燥器，洞道式干燥器的结构多样，操作较简单，适合用于物料连续长时间的干燥，尤其在砖瓦、木材、皮革等干燥中广泛应用。 7.7.1 实验目的 （1）了解洞道式循环干燥器的结构、基本流程和操作方法。 （2）掌握物料干燥速率曲线的测定方法及其在工业干燥器的设计与操作中的应用。 （3）掌握影响干燥速率的主要因素以及强化干燥速率的途径。 7.7. 2 实验基本原理 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结构的差异，水分传递速率的大小差别很大；概括起来，它受到物料性质、结构及其含水性质，干燥介质的状态（如温度、湿度）、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，干燥速率的数据还主要通过实验测定。 在恒定干燥条件下，即干燥介质湿空气的温度、湿度、流速及湿空气与湿物料的接触方式恒定不变，将湿物料置于干燥介质中测定被干燥湿物料的质量和温度随时间的变化关系，则得图7-7-1所示的干燥曲线，即物料含水量～时间曲线和物料温度～时间曲线。干燥过程分为三个阶段：Ⅰ物料预热阶段，Ⅱ恒速干燥阶段，Ⅲ降速阶段（加热阶段）；恒速干燥阶段与降速阶段交点处的含水量称为物料的临界含水量 X。图中AB段处于预热阶段， d X较小）。空气中部分热量用来预热物料，故物料含水量和温度均随时间变化不大（即τd/ 在随后的第Ⅱ阶段BC，由于物料表面存在足够的自由水分使物料表面保持湿润状态，所以 t，湿空气传给物料的热量只用于蒸发物料表面的水物料表面温度恒定于空气的湿球温度 w d X较大）。随着水分不分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且较大（即τd/ 断的干燥汽化进入空气，物料中含水量减少到某一临界含水量 X时，由于物料内部水分的 扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持润湿，则物料表面将形成“干区”，干燥过程将进入第Ⅲ阶段，干燥速率开始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲线CD逐渐趋X而终止。在降速阶段，随着水分汽化量的减少，湿空气传给物料的显热较于平衡含水量* 水分汽化所需的潜热多，热空气传给物料多余的热量则使物料加热升温。图1中物料含水量曲线对时间的斜率就是干燥速率u，若干燥速率u对物料含水量进行标绘可得图2所示的干燥速率曲线。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
洞道干燥实验数据处理
洞道干燥实验 1. 调试实验的数据见表2， 表中符号的意义如下: S ─干燥面积， [m 2] G C ─绝干物料量， [g] R ─空气流量计的读数， [kPa] T o ─干燥器进口空气温度， [℃] t ─试样放置处的干球温度， [℃] t w ─试样放置处的湿球温度， [℃] G D ─试样支撑架的重量， [g] G T ─被干燥物料和支撑架的"总重量"， [g] G ─被干燥物料的重量， [g] T ─累计的干燥时间， [S] X ─物料的干基含水量， [kg 水／kg 绝干物料] X AV ─两次记录之间的被干燥物料的平均含水量， [kg 水／kg 绝干物料] U ─干燥速率， [kg 水／(s ·m 2)] 2. 数据的计算举例 以表2所示的实验的第i 和i ＋1组数据为例 (1) 公式: 被干燥物料的重量 G: D i T i G G G -=， ，[g] (1) D 1i T 1i G G G -=++， ，[g] (2) 被干燥物料的干基含水量 X: c c i i G G G X -= ， [kg 水／kg 绝干物料] (3) c c 1i 1i G G G X -= ++ ，[kg 水／kg 绝干物料] (4) 两次记录之间的平均含水量 X AV 2 X X X 1 i i AV ++= ，[kg 水／kg 绝干物料] (5) 两次记录之间的平均干燥速率 I 1i i 1i 3C 3C T T X X S 10G dT dX S 10G U --? ?-=??-=++-- ，[kg 水／(s ·m 2)] (6) 干燥曲线X ─T 曲线，用X 、T 数据进行标绘，见图 2。
干燥实验数据计算实例
计算实例： 空气物理性质的确定： 流量计处空气温度t o =35.1(℃)，查表得空气密度ρ=1.11(Kg/m 3 ) 湿球温度t w =38.6(℃)，t w ℃下水的气化热 (kJ/ kg) γtw =2590。 以第二组数据为例 1、计算干基含水量X=（总重量G T -框架重量G D -绝干物料量G C ）/绝干物料量G C =(149.4-88.5-24.48)/24.48=1.4877（kg/kg ） 2、计算平均含水量 X A V =两次记录之间的平均含水量=(1.4306+1.4877)/2 =1.4592（kg 水/kg 绝干物料） 3、计算干燥速率U=-（绝干物料量GC/干燥面积S ）*（△X/△T ） =-（24.48*0.001/0.0232))*(1.4306-1.4877)/(3*60) =0.0003352 [kg/（s ·m 2）] 4、绘制干燥曲线（X —T 曲线）和干燥速率曲线（U —X AV 曲线） 5、计算恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数α[W/m 2℃] w tw t t r Uc -=1000**α Uc —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m 2?s ）=0.0003352 γtw —t w ℃下水的气化热，kJ/ kg 。查表P351,t c -t=374-38.6=335.4℃.查表得,γ tw =2590 α=3.352*0.0001*2590*1000/(70-38.6)=27.65 6、计算干燥器内空气实际体积流量V t (m 3/ s) 。1.3527370273*0258.027327300++=++?=t t V V t t 其中： =0.0287 V t0—t 0℃时空气的流量，m 3/ s ；12 .1560*2*001256.0*65.02000=????=ρP A C V t =0.0258 t 0—流量计处空气的温度，t 0=35.1℃；t —干燥器内空气的温度，t =70℃； C 0—流量计流量系数，C 0=0.65； A 0—流量计孔节孔面积，m 2。001256.004.0*4 14.342200===d A π d 0—孔板孔径，d 0=0.04 m 。ΔP —流量计压差，ΔP =560 Pa 。 ρ— t 0时空气密度kg/m 3，ρ=1.12。 7、计算干燥器内空气流速U （m/s ）。 U=V t /A=0.0287/0.030=0.9567（m/s ）。 其中：A —洞道截面积(m 2) A =0.15*0.20=0.030 (m 2)