干燥實驗報告

1、干燥實驗一、實驗?zāi)康?、掌握干燥曲線和干燥速率曲線的測定方法。2、學(xué)習(xí)物料含水量的測定方法。3、加深對物料臨界含水量X曲概念及其影響因素的理解。4、計算恒速階段的干燥速率以及降速階段干燥速率線斜率。5、學(xué)習(xí)用誤差分析方法對實驗結(jié)果進(jìn)行誤差估算。二、實驗裝置實驗裝置為洞道式循環(huán)干燥器（見圖1）,其基本參數(shù)如下:洞道尺寸：長1.10米、寬0.125米、高0.180米；加熱功率：500w-1500w;空氣流量：1-5m3/min;干燥溫度：40-120C;天平：量程（0-200g）,最小秤量值0.1g;干、濕球溫度計。圖1干燥實驗裝置原理圖1-風(fēng)機，2-孔板流量計，3-傾斜式壓差計，4-風(fēng)速調(diào)節(jié)閥，

2、5-電加熱器，6-干燥室7-試樣架，8-熱重天平，9-電流表，10千球溫度計，11-濕球溫度計，12-觸點溫度計13-晶體管繼電器，14加熱開關(guān)，15,16一片式閥門三、實驗內(nèi)容1、每組在某固定的空氣流量和某固定的空氣溫度下測量一種物料干燥曲線、干燥速率曲dw汽化的水分量kg化工原理實驗線和臨界含水量。2、測定恒速干燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)。四、實驗原理物料在恒定干燥條件下的干燥過程分為三個階段：I物料預(yù)熱階段；n恒速干燥階段；出降速階段圖2。圖中A股處于預(yù)熱階段，空氣中部分熱量用來加熱物料。在隨后的第n階段BC,由于物料表面存在自由水分，物料表面溫度等于空氣的濕球溫度tw,傳入的熱量

3、只用來蒸發(fā)物料表面的水分，物料含水量隨時間成比例減少，干燥速率恒定且較大。到了第出階段，物料中含水量減少到某一臨界含水量時，由于物料內(nèi)部水分的擴散慢于物料表面的蒸發(fā)，不足以維持物料表面保持潤濕，則物料表面將形成干區(qū)，干燥速率開始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲線C9漸.-.*.一.一達(dá)到平衡含水量X而終止。干燥速率曲線只能通過實驗測得，因為干燥速率不僅取決于空氣的性質(zhì)和操作條件，而且還受物料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及所含水分的性質(zhì)的影響。干燥速率為單位時間內(nèi)在單位面積上汽化的水分質(zhì)量，用微分式表示，則為dw3u=(kg/ms)(1)Ad式中：u干燥速率kg/m2sA干燥表面m2dT相應(yīng)的干燥時間S因為d

4、w=-Gcdx所以式（i）可改寫為dwGcdxGcxu=-=AdAdA：式中：Gc濕物料中絕干物料的質(zhì)量kgx濕物料含水量kg水/kg絕干料負(fù)號表示物料含水量隨干燥時間的增加而減少。Gc-X=GcGG）GccGs（1+）-Gc-=GGi）-GcJs（1：）式中：Gs、Gs（i+）分別為At時間間隔內(nèi)開始和終了時濕物料的質(zhì)量kg圖2中的橫坐標(biāo)x為相應(yīng)于某干燥速率下的物料的平均含水量。（4）x為橫坐標(biāo)，即可繪出干燥速率曲一X+Xi+/Gs（i）+Gs（i+）.x=-122GCc以u為縱坐標(biāo)，某干燥速率下的濕物料的平均含水量線（見圖2）。五、實驗操作步驟1 、實驗前量取試樣尺寸（長、寬、高），并稱量

5、絕干物料的質(zhì)量。2 、將已知絕干質(zhì)量的物料試樣放入水中浸泡，稍候片刻取出，讓水分均勻擴散至整個樣，然后稱取濕試樣質(zhì)量。3 .開啟風(fēng)機，調(diào)節(jié)風(fēng)速調(diào)節(jié)閥至預(yù)定風(fēng)速值。適當(dāng)打開閥15、16,調(diào)好觸點溫度計至預(yù)定溫度（這些一旦調(diào)整好后可以固定下來），開加熱器。4 .將晶體管繼電器開關(guān)打開，并打開一組或二組輔助加熱器。待溫度接近預(yù)定溫度時應(yīng)注意觀察，視情況增減輔助加熱，避免“超溫失控”或“欠溫失控”，直至確信控制正常后，才讓其自動運行。5 .檢查稱重天平是否靈活，并調(diào)平衡。記下支架重量。待空氣狀態(tài)穩(wěn)定后，打開干燥室門，將濕試樣放到支架上。立刻加祛碼使天平接近平衡，但祛碼一邊稍輕，待水分干燥至天平指針平衡

6、時開動秒表。6 .間隔一定時間后（根據(jù)干燥速率快慢，選擇0.5min2min）,稱量物料質(zhì)量，記下干燥時間、干濕球溫度計10和11讀數(shù)、傾斜式壓差計讀數(shù)以及稱量天平讀數(shù)。如此往復(fù)進(jìn)行，直至試樣接近平衡水分為止（5min稱量天平讀數(shù)不變）。7 .實驗結(jié)束，先關(guān)電加熱器，使系統(tǒng)冷卻后再關(guān)風(fēng)機，卸下試樣，并收拾整理現(xiàn)場。六、實驗流程示意圖1-風(fēng)機，2-孔板流量計，3-傾斜式壓差計，4-風(fēng)速調(diào)節(jié)閥，5-電加熱器，6-干燥室7-試樣架，8-熱重天平，9-電流表，10千球溫度計，11-濕球溫度計，12-觸點溫度計13-晶體管繼電器，14加熱開關(guān)，15,16一片式閥門七、實驗數(shù)據(jù)處理表1干燥速率曲線實驗數(shù)據(jù)

7、記錄時間min濕球溫度計11讀數(shù)，C干球溫度計10A讀數(shù)，C空氣進(jìn)口讀數(shù)，C空氣出口讀數(shù)，C孔板流量計讀數(shù)干燥物稱量，gX（kg水/kg絕干料）052.968.559.263.855.811.22.343152.968.559.564.155.810.82.224253.069.059.864.455.510.52.134353.069.259.964.655.310.22.045453.069.560.064.855.39.81.925653.069.660.164.955.39.11.716853.169.860.36555.38.41.5071053.269.960.565.255.37

8、.81.3281253.570.160.865.455.37.11.1191453.770.261.265.655.16.50.9401653.870.361.465.755.16.10.821205470.861.866.155.15.30.5822454.371.261.966.655.04.70.4032854.571.562.166.955.04.20.2543354.871.962.567.155.03.90.1643755.072.162.867.455.03.70.1044155.172.463.167.655.03.50.0454555.273.963.367.855.03.4

9、0.0154955.273.963.567.955.03.350根據(jù)以上數(shù)據(jù)可作出恒定干燥條件下的干燥曲線如下:T-t圖t/min根據(jù)dwGcdxGcxu-：=-=AdAdA-：式中：Gc濕物料中絕干物料的質(zhì)量kgx濕物料含水量kg水/kg絕干料負(fù)號表示物料含水量隨干燥時間的增加而減少。Gc：x二GcGGi)GcGs(l+)-GcGc=GGi)s(1)式中：Gs、Gs(i書分別為Ae時間間隔內(nèi)開始和終了時濕物料的質(zhì)量kg橫坐標(biāo)x為相應(yīng)于某干燥速率下的物料的平均含水量。xixi12Gs(i)0，i)(4)物料長5.5cm,寬3.0cm,高1.6cm,計算數(shù)據(jù)如下:x（kg水水9絕丁料）u*10-

10、3(kg/m2s)2.3134.042.2544.042.1644.042.1044.041.8964.041.6874.041.5674.041.2763.541.0753.030.8812.020.5371.520.3731.01以u為縱坐標(biāo)，某干燥速率下的濕物料的平均含水量x為橫坐標(biāo)，繪出干燥速率曲線:干燥速率曲線4. 5|口|口|4Jk-35251一21cg/adE-ow由上圖可以得出臨界含水量Xc=kg水/kg絕干料，平衡含水量X=kg水/kg絕干料八、結(jié)果分析與討論由于物料的預(yù)熱段時間較短，所以這次試驗在天平平衡后開始計時時就已經(jīng)進(jìn)入恒速干燥階段。.一.*根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算作圖可以得

11、到臨界含水量Xc=kg水/kg絕干料，平衡含水量X=kg水/kg絕干料恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響因素主要有：固體物料的種類和性質(zhì)；固體物料層的厚度或顆粒大小；空氣的溫度、濕度和流速；空氣與固體物料間的相對運動方式?？諝饬魉倭髁孔兇蠡蛘邷囟壬?，臨界含水量變小，恒定干燥速率會變大?；ぴ韺嶒炘撛囼炐枰⒁獾氖牵?. 干燥器內(nèi)必須有空氣流過才能開啟加熱，防止干燒損壞加熱器，出現(xiàn)事故。2. 干燥物料要充分浸濕，但不能有水滴自由滴下，否則將影響實驗數(shù)據(jù)的正確性。3. .對濕球溫度計不要經(jīng)常補水，以防冷水加入使溫度計外紗布溫度降低，它需很長一段時間才能達(dá)到平衡；4. 干燥速率曲線是在恒定干燥條

12、件下進(jìn)行，故在測定過程中，需保證干燥溫度、濕度、氣體流量不發(fā)生變化。九、思考題(1)在7080c的空氣流中干燥，經(jīng)過相當(dāng)長的時間，能否得到絕干物料？為什么？通常要獲得絕干物料采用什么方法？答：不能，相當(dāng)一部分時間后會達(dá)到平衡，即達(dá)到平衡含水量，而平衡含水量所對應(yīng)的濕度不為0；為得到絕干物料可以用把物料磨成粉末增大干燥面積，也可以換用其他的干燥設(shè)備。(2)測定干燥速率曲線有何意義？它對設(shè)計干燥器及指導(dǎo)生產(chǎn)有些什么幫助？答：研究干燥速率曲線，可以據(jù)此使干燥速度控制在恒定干燥階段，防止被干燥物開裂等不希望出現(xiàn)的情況發(fā)生。(3)使用廢氣循環(huán)對干燥作業(yè)有什么好處？干燥熱敏性物料或易變形、開裂的物料為什么多使用廢氣循環(huán)？怎樣調(diào)節(jié)新鮮空氣和廢氣的比例？答：節(jié)約能源，提高熱效率，同時有利于維持干燥介質(zhì)的溫度和濕度不變。在干燥熱敏性物料或易變形、開裂的物料使用廢氣循環(huán)可以降低干燥介質(zhì)的溫度及提高干燥介質(zhì)的濕度，降低干燥速率防止物料經(jīng)歷過高的溫度變質(zhì)。(4)為什么在操作過程中要先開鼓風(fēng)機送風(fēng)后再開電熱器？答：干燥過程中，如果先開電熱器，產(chǎn)生的熱量如果沒有鼓風(fēng)機吹，將會使設(shè)備燒壞。先將風(fēng)機打開，電熱器散發(fā)的熱量便能及時地被風(fēng)帶走。鼓風(fēng)機起動需要很大的起動電流，如果電熱器開著，可能會造成線路過載。但如果先開鼓風(fēng)機，起動電流中便少了電熱器的電流量，這樣對于電路更安全。u/10-3(Kg/m2s)2.065