14.3 干燥速率与干 燥过程计算.
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14.3 干燥速率与干燥过程计算
14.3.1 物料在定态空气条件下的干燥速率
（1）干燥动力学实验
物料的干燥速率即水分汽化速率NA可用单位时间、单位面积（气固接触界面）被汽化的水量表示，即NA=
式中 Gc——试样中绝对干燥物料的质量，kg； GcdX -Adτ
A——试样暴露于气流中的表面积，m2；
X——物料的自由含水量，X=Xt-X*，kg水/kg干料。
干燥曲线或干燥速率曲线是恒定的空气条件（指一定的速率、温度、湿度）下获得的。对指定的物料，空气的温度、湿度不同，速率曲线的位置也不同，如图14-13所示
（2）恒速干燥阶段BC
（3）降速干燥阶段CD
在降速阶段干燥速率的变化规律与物料性质及其内部结构有关。降速的原因大致有如下四个。
- 1 - 1
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①实际汽化表面减少；
②汽化面的内移；
③平衡蒸汽压下降；
④固体内部水分的扩散极慢。
（4）临界含水量
固体物料在恒速干燥终了时的含水量为临界含水量，而从中扣除平衡含水量后则称
临界自由含水量XC
（5）干燥操作对物料性状的影响
14.3.2 间歇干燥过程的计算
14.3.2.1 恒速阶段的干燥时间τ1
如物料在干燥之前的自由含水量X1大于临界含水量Xc，则干燥必先有一恒速阶段。忽略物料的预热阶段，恒速阶段的干燥时间τ1由NA=GcdX积分求出。 -Adτ
τ1GcXCdX dτ=-?0A?X1NA
因干燥速率NA为一常数，
τ1=GcX1-Xc ?ANA
速率NA由实验决定，也可按传质或传热速率式估算，即
NA=kH(Hw-H)=α
rw(t-tw)
Hw为湿球温度tw下的气体的饱和湿度。
传质系数kH的测量技术不如给热系数测量那样成熟与准确，在干燥计算中常用经验的给热系数进行计算。气流与物料的接触方式对给热系数影响很大，以下是几种典型接触方式的给热系数经验式。
（1）空气平行于物料表面流动（图14-16a）
α=0.0143G0.8kW/m2·℃
式中G为气体的质量流速，kg/（m2·s）。
上式的试验条件为G=0.68~8.14kg/（m2·s），气温t=45~150℃。
（2）空气自上而下或自下而上穿过颗粒堆积层（图14-16b）
G0.59
α=0.0.41 dp
G0.49
α=0.0.41dp?dpG??>350 μ????dpG?? <350 μ???
式中 G——气体质量流速，kg/（m2·s）；
dp——具有与实际颗粒相同表面的球的直径，m；
μ——气体粘度，Pa·s。
（3）单一球形颗粒悬浮于气流中（图14-16c）
αdp1/2=2+0.65RepPr1/3 λ
dpuρ Rep=μ
- 2 - 2
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式中 u——气体与颗粒的相对运动速度；
ρ、μ、Pr——气体的密度、粘度和普朗特数。
14.3.2.2 降速阶段的干燥时间τ2
间τ2为当X
τ2τ2=?
*0Gdτ=-cA?X2XcdX NA若有NA~X的干燥数据可用数值积分法或图解积分法求τ2，或假定在降速段NA与物料的自由含水量X-X成正比，即采用临界点C与平衡水分点E所连结的直线CE（图中红色虚线）来代替降速段干燥速率曲线CDE，即NA=Kx(X-X*)，式中KX——比例系数，kg/（m2·s·?X），即CE直线斜率，
KX=NA,C=NA,cXc-X* α(t-tw)=kH(Hw-H) γw
GcXdXGcXdX则τ2=- =AKX?XX-X*AKX?XX-X*
GcXc-X*
τ2=ln*AKXX2-X2Cc2
当X=0时此式还原为教材式（14-30）。
将NA,C=Kc(Xc-X)代入τ1的表达式（14-20）得 **
τ1=GcX1-Xc *AKXXc-X
GcX1-XcXc-X*
τ=τ1+τ2=(+ln) **AKXXc-XX2-X
τ1X1-Xc=τ2Xc-X*
Xc-X* ln*X2-X
解题指南P367例17-9
例17-9 某干燥过程干燥介质温度为363K，湿球温度307K，物料初始干基含水率为0.45，当干燥了
2.5h后，物料干基含水率为0.15，已知物料临界含水率、平衡含水率分别为
0.2、0.04，试求：（1）将物料
- 3 - 3
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'=0.1需要多少干燥时间；'=0.1且干燥时间仍维持在2.5h，将空气温度干燥至X2（2）将物料干燥至X2
提高到373K（湿球温度为310K），其他条件包括空气流速保持不变，能否达到要求。
?T 附：恒速段的传热速率方程：Nu=CRe0.5 T?w???，C为常数，T、Tw单位为K。?2
解：（1）根据题意，这是一个恒定干燥条件下干燥时间的计算问题。
' 在恒定干燥条件下，干燥时间可用下式计算： Gθ=θ1+θ2=C AKx 式中X1、Xc、X*均已知， 得： ∵X2 '=0.1，当物料干燥至X2干燥仍由恒速和降速两阶段组成，由于干燥操作条件不变，即 所以干燥时间θ为： 'GC值不变，AKx ?X1-XcXc-X*?0.2-0.04??0.45-0.2+ln=1.29?+ln=3.28h ????**0.1-0.04?'- X?X2?0.2-0.04?Xc-X?? '=0.1时，所需干燥时间大于2.5h，为缩短干燥时间，可以（2）由（1）小题可知，物料干燥至X2Gθ'=CAKx 提高湿空气的温度；因为湿空气温度提高，X1、Xc、X*等其他条件不变，那么影响干燥时间的参数只有Kx ucuα(T-Tw) =u=其中crwX-X*Xc-X* 从上式可以看出，干燥介质温度提高，使得干燥速率提高从而缩短干燥时间； ∵Kx= ??T?；∴()()K∝u∝αT-T∝NuT-T∝xcww? T??w '假设湿空气温度提高后的降速段斜率用Kx表示，所以有： '??T'Kx =? Kx? T'??w?T又∵Nu=CRe0.5 T?w22???(T-Tw) ?2??T'- Tw'??()??????T?? T??w??T-Tw??2()???? ?T'? = ??T?2?Tw T'?w22?T'-Tw'373307373-310?????=1.5 = ???T- T353310353-307????w?2 ∴θ'=Kxθ=3.28÷1.5=2.19h<2.5h，即把空气温度提高到373K可以满足要求。 'Kx 14.3.3 连续干燥过程的一般特性 有并流、逆流、错流流程及其他复杂的流程 （1）连续干燥过程的特点 以并流连续干燥为例，P341图14-20 注意：连续干燥降速段NA≠Kx(X-X) - 4 - 4 * 福州大学化工原理电子教案固体干燥 （2）连续干燥过程的数学描述 为定态过程，设备中的湿空气与物料状态沿流动途径不断变化，但流经干燥器任一确定部位的空气和物料状态不随时间而变，故应采用欧拉考虑法，在垂直于气流运动方向上取一设备微元dV作为考察对象。 干燥过程是气、固两相的热、质同时传递过程，所以对过程设备进行数学描述时，必须列出物料衡算式、热量衡算式、气固相际传热及传质速率方程式，气固相界面参数还与物料内部的导热和扩散情况有关，其确定将变得十分复杂。固此还必须同时列出物料内部的传热、传质速率方程式。物料内部的传热、传质与物料的内部结构、水分与固体的结合方式、物料层得厚度等众多因素有关，要定量地写出这两个特征方程式是非常困难的。干燥问题之所以至今得不到较圆满的解决，原因之一就在于物料内部的传递过程难以弄清。 以下首先对干燥过程作物料和热量衡算，然后对干燥过程作出简化，列出传热、传质速率方程，计算设备容积。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 P342图14-21，物料、热量衡算是确定空气用量分析干燥过程的热效率以及计算干燥容积的基础。 （1）物料衡算 W=Gc(X1-X2)=V(H2-H1) H1=H0 （空气在预热器中加热，H不变） 有时物料的含水量习惯上以湿基含水量w表示，w与干基含水量的关系为 w1w2，X2=，Gc=G1(1-w1)=G2(1-w2) X1=1-w11-w2 w-w2，或W=Gc(X1-X2)，Gc、X1、X2用上式求。 W=G1-G2=G111-w2 WW V==H1-H2H2-H0 H0已知，W可求出，求V关键在于确定出干燥器空气湿度H2，必须用后面的干燥器热量衡算结合才能确定H2。 实际空气（新鲜空气）质量流量V'(kg湿空气/s)=V(1+H0) 空气必须用风机输送，风机的风量V''（m3湿空气/s） 273+t101.3V''=VvH=V(0.773+1.244H)? 273p 上式中t、H是风机所在位置空气t、H，风机在装在预热器前，预热器后，甚至干燥器后。 （2）预热器的热量衡算 Qp=V(I1-I0)=VcpH1(t1-t0) I1=(1.01+1.88H1)t1+2500H1 I0=(1.01+1.88H0)t0+2500H0 H1=H0，cpH1=cpH0 （3）干燥器的热量衡算 VI1+Gccpm1θ1+QD=VI2+GcCpM2θ2+Ql cpm=cps+cplX （4）物料衡算与热量衡算的联立求解 在设计型问题中，Gc、θ1、X1、X2是干燥任务规定的，而H1=H0由空气初始状态决定，Ql可按传热公式求或取Q=(0.05~0.10)Qp。θ2是干燥后期气固两相及物料内部热、质传递的必然结果，不 - 5 - 5 福州大学化工原理电子教案固体干燥 能任意选择，应在一定条件下由实验测出或按经验判断确定（如式（14-32）确定θ2）。气体进入干燥器的温度t1可以选定。这样，干燥过程的物料和热量衡算常遇到以下两种情况： ①选择气体出干燥器的状态（如t2及?2），求V及QD； ②选定QD（如许多干燥器QD=0，即不补充热量）及气体出干燥器状态的一个参数（H2、?2、t2中的一个），求出V及另一个气体出口参数（如H2）。 第①种情况出口空气状态已确定，热衡及物衡简便。在第②种情况下，由于出口气状态参数之一是未知数，联立物衡和热衡方程式的计算比较繁琐，因而常对过程作出简化，以便于初步估算。 （5）理想干燥器过程的物料和热量衡算 若物料中的水分都在恒速段（表面汽化段）除取物料的升温很小θ1≈θ2，Ql≈0，QD=0，此时干燥器内气体传给固体的热量全部用于汽化水分，这部分热量（潜热）又由汽化后的水汽带回气相，由热量衡算式（14-38）可知I1=I2，气体在干燥器中的状态变化为等焓过程，这种简化的干燥过程称为理想干燥过程（或等焓干燥、绝热干燥过程）。计算方法有以下几种： ①图解法（已知t2或?2均可用） 沿等H线 A（t0，H0沿等I线 B（t1，H1=H0至C（t2，或?2）确定c后H2可查出 V= ②解析法（已知t2时用） W，Qp=VcpH(t1-t0) 1H2-H0 I2=I1 (1.01+1.88H2)t2+2500H2=(1.01+1.88H1)t1+2500H1 上式中只有一个未知数H2可求出，然后再求V，Qp ③数值法（已知?2时用，可计算求出H2） （6）实际干燥过程的物料和热量衡算 等焓（理想、绝热）干燥过程，空气再干燥器状态变化沿着等焓线BC变化至C 点（C点的确定前面已讨论）。 若干燥器不补充热量QD=0或补充的QD 若QD>Gc(cpm2θ2-cpm1θ1)+Ql，则空气在干燥器中状态变化沿BE线变化E， I2>I1，若t2相同，则E点H2>C点H2，V↓。 实际干燥过程气体出干燥器的状态由物料衡算式（14-33）和热量衡算式（14-38）联立求解决定，即 W H2-H0 VI1+Gccpm1θ1+QD=VI2+Gccpm2θ2+Ql V= I2=(1.01+1.88H2)t2+2500H2 联立解出H2及V。 14.3.5 干燥过程的热效率 - 6 - 6 福州大学化工原理电子教案固体干燥 （1）空气在干燥器中放出热量的分析 V(I1-I2)=Gccpm2θ2-Gccpm1θ1+Ql-QD I1=(1.01+1.88H1)t1+2500H1=cpH1t1+r0H1 I2=(1.01+1.88H2)t2+2500H2 W +H1 因为 H2=V??W???W? 所以 I2=?1.01+1.88 +H1??t2+r0 +H1? ?V???V?? W (1.88t2+r0) =cpH1t2+r0H1+V V(I1-I2)=VcpH1(t1-t2)-W(cpVt2+r0) Gccpm1θ1=Gc(cps+cpLX1)θ1 =Gc(cps+cpLX2-cpLX2+cpLX1)θ1 =Gccpm2θ1+Gc(X1-X2)cpLθ1=Gccpm2θ1+WcpLθ1 Gccpm2θ2-Gccpm1θ1=Gccpm2(θ2-θ1)-WcpLθ1 所以 VcpH1(t1-t2)=Wr0+cpVt2-cpLθ1+Gccpm2(θ2-θ1)+Ql-QD 空气在预热器中所获得的热量Qp为 () Qp=VcpH1(t1-t0)=VcpH1(t1-t2)+VcpH1(t2-t0) Qp+QD=Q1+Q2+Q3+Ql （2）干燥器的热效率η 干燥过程中热量的有效利用程度是决定过程经济性的重要方面。由上式可知空气在预热器及干燥器中加入的热量Qp+QD消耗于四个方面，其中Q1直接用于干燥的目的，Q2是为了达到规定的含水量利用 () 经济性可用如下定义的热效率η来表示 η= Q1+Q2 Qp+QD η<1，η↑表示干燥过程热利用程度越高，经济性越好。若QD=0，Ql=0（等焓、理想、绝热干燥）， 则 η= （3）提高η的措施 Q1+Q2VcpH1(t1-t2)t1-t2 == Qp+QDVcpH1t2-t0t1-t0 ①降低废气的温度t2。t2↓，η↑，但干燥速率NA↓，τ↑，设备容器V↑。另一方面t2不能过低以至接近饱和状态，这样，气流易在设备及管道出口处散热而析出水滴，将使已干燥的产品返潮。且易造成管路的堵塞和设备材料的腐蚀。通常为安全起见， t2=tw,1+（20~50℃） 判别干燥产品能否返潮可用下述方法： pV ②提高空气的预热温度t1。t1↑，I1↑，V↓，Qp=V(I1-I0)，对一定Qp，I1↑，V↓，废气带走的热量Q3↓，η↑。但t1↑除受热源能位的限制外还应以物料不致在高温下受热破坏为限。对不能经受高温的物料，采用中间加热的方式，即在干燥器内设置一个或多个中间加热器，此法往往可以避免进入 - 7 - 福州大学化工原理电子教案固体干燥 干燥器的空气要预热到很高的温度（保证产品的质量），由于空气温度比不设中间加热器的干燥器内空气温度低，热损失Ql↓，η↑。 ③减少干燥过程的各项热损失 a. 做好干燥设备和管道的保温工作，Ql↓，Qp+QD↓，η↑。最佳保温层厚度。 () b. 防止干燥系统的渗透。干燥系统如有热风漏出或有冷风漏入，均使干燥器热效率η↓，为防止系统渗漏，一个比较适合的方法就是送风机在干燥系统之前，而吸风机在系统之末，经合理选用与调整两个风机的工作点，以使在操作时保持干燥器正好处于零压状态，这样就可以避免因冷风漏入或热风漏出所造成的η↓。 ④采用部分废气循环操作 Vm-V循环废气中绝干空气质量 =Vm混合气中绝干空气质量 V 循环量：VR=Vm-V，=1-φ Vm 混合前后总物料衡算：V+(Vm-V)=Vm 水分衡算：VH0+(Vm-V)H2=VmHm V-VV Hm=H0+mH2 VmVm =(1-φ)H0+φH2 焓衡算：Im=(1-φ)I0+φI2 I-2500Hm 混合气温度：tm=m 1.01+1.88Hm I-2500HmI-2500Hm预热后空气温度：t1=1 =2 1.01+1.88Hm1.01+1.88Hm定义：循环比：φ= 若空气始态（A点）与终态（C点）相同，无废气循环需加热到t1'（B’点），有废气循环只需将混合气加热到t1（B点），因此有废气循环时空气在干燥器内平均温度低，Ql↓，η↑；平均t低对易受热分解的物料干燥有利（这种物料的干燥要求空气在整个干燥器中温度变化不大的情况下进行）；有废气循环时空气在干燥器内的平均湿度大，对易发生翘曲或干裂的物料干燥有利（这种物料宜采用湿度较高的空气干燥）t↓、H↑使干燥推动力减小，但由于循环，空气流量↑ （V→Vm），u↑，α↑，kH↓会补偿推动力减小；缺点：风机送风量↑，风机能耗↑。 始、终态相同时，有废气循环与无废气循环时绝干空气消耗量V及预热器加热量Qp有无改变。 W，Qp=V(I1-I0)（若为等焓干燥I1=I2） H2-H0 W方法二：V=(1-φ)Vm=(1-φ) H2-Hm Qp=Vm(I1-Im)（若为等焓干燥I1=I2）方法一：V= 两种解的结果一定相等，但方法简便，空气始、终态不变有无循环V、Qp不变（此时混合气只需预热到t1（B点）；若混合器也预热到无废气循环时的t1'，则出口状态变为C’，V、Qp均变；若始、终态不变，改为先预热后混合，Qp与先 混合后预热时相同，但新鲜空气要预热到t1'（B’点）与废气混合后为B点进入干燥器，需要能位较高的热源，故一般说来，先混合后预热更为经济合理。 14.3.6连续干燥过程设备容积的计算方法 - 8 - 8 福州大学化工原理电子教案固体干燥 （1）理想干燥过程 理想：水分全部在恒速段除去，物料升温很小θ1≈θ2，Ql≈0，QD=0。 VcpH(t1-t2)Q V==αa?tmαa?tm 式中α——对流给热系数，w/m2?℃ a ——单位体积设备的气固传热面积，m2/m3 αa——体积给热系数，w/m3?℃（2）实际干燥过程 各段Qi，?tm,i，不同 ?t(t-θ1)-(t2-θ2)m=1ln 11t2-θ2V=V1+V11+V111 - 9 - 9 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 e北京化工大学 实验报告 课程名称：化工原理实验实验日期：2012.5.9 班级：化工0903班姓名：徐晗 同组人：高秋，高雯璐，梁海涛装置型号：FFRS-Ⅱ型 流化干燥实验 一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过Excel作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床干燥含水量床层压降速率曲线 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随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1所示。 图1 流化曲线 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阶段），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点处得流速被称为带出速度（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，而使沿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（如图2所示）。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（如图3所示）。干燥过程可分为以下三个阶段。 图2 物料含水量、物料温度与时间的关系 图3 干燥速率曲线 （1）物料预热阶段（AB段） 在开始干燥前，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随时 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 化工原理干燥实验报告 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kH及降速阶段的比例系数KX。 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(umf)。 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，测定被那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 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。 第四章 1、误差的来源: 主要有四个方面：1.设备仪表误差：包括所使用的仪器、器件、引线、传感器及提供检定用的标准器等，均可引入误差。2.环境误差：周围环境的温度、湿度、压力、振动及各种可能干扰测量的因素，均能使测量值发生变化，使测量失准，产生误差；3.人员误差：测量人员分辨能力、测量经验和习惯，影响测量误差的大小。4.方法误差：研究与实验方法引起的误差。 2、误差的分类： 粗大误差、系统误差、随机误差；粗大误差的特点是测量值显著异常。处理方法是在对实验结果进行数据处理之前，须先行剔除坏值。系统误差的特点是在测量条件一定时，误差的大小和方向恒定，当测量条件变化时，误差按某一确定规律变化。处理方法：由于误差是按某一确定规律变化的，即误差变化可用函数式或用曲线图形描述偶然出现，误差很大，数据异常。可以理论分析、实验验证，找到规律并修正。随机误差的特点是测量时，每一次测量的误差均不相同，时大时小，时正时负，不可预定，无确定规律。处理方法是采用数理统计的方法，来研究随机误差的特征，以判断它对测量结果的影响。 粗大误差或者坏值的判断方法:剔除方法有两种：1)格拉布斯准则。设对某物理 量进行N 次重复测量，得测量列x1，x2，···xn ，算术平均值11n i i x x n - ==∑测量值与平均值之差称为残余误差或残差，用Vi 表示，即V i i x x - =- 测量列的标准差 σ= 若某测量值xi 的残差绝对值(,)V n αλασ>时，则判为坏值。 （n 为测量次数，α为置信度）。2)3σ准则。确定其最大可能误差，并验证各测量值的误差是否超过最大可能误差。一般为简化计算，提出以+-3σ 为最大可能误差，也称为3σ准则。 3.误差传递公式及其应用（任意选取两个方面） 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 实验一、数据预处理 学院计算机科学与软件学院 ?实验目的： （1）熟悉 VC++编程工具和完全数据立方体构建、联机分析处理算法。 （2）浏览拟被处理的的数据，发现各维属性可能的噪声、缺失值、不一致 性等，针对存在的问题拟出采用的数据清理、数据变换、数据集成的具体算法。（3）用 VC++编程工具编写程序，实现数据清理、数据变换、数据集成等功 能。 （4）调试整个程序获得清洁的、一致的、集成的数据，选择适于全局优化 的参数。 ?实验原理： 1 、数据预处理 现实世界中的数据库极易受噪音数据、遗漏数据和不一致性数据的侵扰，为 提高数据质量进而提高挖掘结果的质量，产生了大量数据预处理技术。数据预处理有多种方法：数据清理，数据集成，数据变换，数据归约等。这些数据处理技术在数据挖掘之前使用，大大提高了数据挖掘模式的质量，降低实际挖掘所需要的时间。 2 、数据清理 数据清理例程通过填写遗漏的值，平滑噪音数据，识别、删除离群点，并解 决不一致来“清理”数据。 3 、数据集成数据集成 数据集成将数据由多个源合并成一致的数据存储，如数据仓库或数据立方 体。 4 、数据变换 通过平滑聚集，数据概化，规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。 5 、数据归约 使用数据归约可以得到数据集的压缩表示，它小得多，但能产生同样（或几 乎同样的）分析结果。常用的数据归约策略有数据聚集、维归约、数据压缩和数字归约等。 三、实验内容： 1 、主要代码及注释 头文件 #include 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： 实习二、数据预处理 一、预处理简介 数据预处理模块是由一组实用的图像数据处理工具构成，包括生成单值图像（）、三维地形表面（）、图像分幅裁剪（）、图像几何校正（）、图像拼接处理（）、非监督分类（）、以及图像投影变换（）等，主要是根据工作区域的地理特征和专题信息提取的客观需要，对数据输入模块中获取的图像文件进行范围调整、误差校正、坐标转换等处理，以便进一步开展图像解译、专题分类等分析研究。 数据预处理模块简称或，可以通过两种途径启动： 图标面板菜单条：→→菜单（图） 图标面板工具条：点击图标→菜单（图） 图菜单 从图可以看出，数据预处理模块包括了项主要功能，其中第一项功能（生成单值图像）比较简单，第六项功能（非监督分类）将在图像分类中进行说明。下面将主要介绍其余五项功能，重点是图像几何校正和图像拼接处理，因为这两项操作是从事遥感应用研究必须开展的基本工作过程。 二、三维地形表面（） 三维地形表面工具允许用户在不规则空间点的基础上产生三维地形表面，所支持的输入数据类型包括：码点文件、的点文件和线文件，的注记数据层，以及栅格图像文件。 所有输入数据必须具有、、值，三维地形表面工具所应用的插值方法，所输出的是一个连续的栅格图像文件。每一个已知的空间点在输出的地形表面上保持值不变，而没有值的空间点，其输出表面的值是基于其周围的已知点插值计算获得的。 在三维地形表面工具中提供了两种插值方法：线性插值（）与非线性插值（）。线性插值方法是应用一次多项式方程进行计算，输出的三角面是一些有棱角的平面；非线性插值方法应用五次多项式方程进行计算，输出的是平滑表面，这种情况下，三角面不是一个平面，而是具有弹性的曲面。线性插值方法速度快但结果简单，而非线性插值方法产生基于不规则 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) 学生学号实验课成绩 学生实验报告书 实验课程名称数据分析与建模 开课学院 指导教师姓名 学生姓名 学生专业班级 2015 —2016 学年第 1 学期 实验报告填写规范 1、实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水 平与质量的重要依据。为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定本实验报告书写规范。 2、本规范适用于管理学院实验课程。 3、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实 验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。在课程全部实验项目完成后，应按学生姓名将各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，并给出实验课程成绩。 4、学生必须依据实验指导书或老师的指导，提前预习实验目的、实验基本原理及方法，了 解实验内容及方法，在完成以上实验预习的前提下进行实验。教师将在实验过程中抽查学生预习情况。 5、学生应在做完实验后三天内完成实验报告，交指导教师评阅。 6、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，同时要认真完整保存实验报 告。在完成所有实验项目后，教师应将批改好的各项目实验报告汇总、装订，交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。 画出图形 由图x=4时，y最大等于1760000 (2)求关于所做的15%假设的灵敏性 粗分析： 假设C=1000 即给定r y=f(x)=(1500-100x)1000(1+rx)=-100000rx^2+1500000rx-100000x+1500000 求导，f’(x)=-200000rx+1500000r-100000,令f’(x)=0,可得相应x值，x=(15r-1)/2r Excel画出相应图形 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。 Office Excel 2003 一、摘要：Excel2003由微软公司开发的，是微软Office系列核心组件之一，是个功能较强的电子表格软件，具有强大的数据处理、分析和统计等功能。它最显著的特点是函数功能丰富，图标种类繁多。用户能在表格中定义运算公式，利用软件提供的函数功能进行复杂的数学分析和统计，利用图表来显示工作表中的数捉及数扼变化趋势。在大学物理实验帮助我们处理数据、分析数据、绘制图表。Excel软件操作便捷、掌握容易。使Excel成为最流行的微机数据处理软件。用于实验数伽的处理非常方便。 二、关键词：数据处理功能运用分析 三、下面简单介绍其在实验数据处理中的一些基本方法。 1.工作表、工作簿、单元格、区域等概念 1)工作表 启动Excel后，系统将打开一个定111的工作表。工作裝有256列，用字母A, B, C,…命名；有65536行，用数字1, 2, 3…命名。 2)工作簿 一个Excel文件称为一个工作簿,一个新工作簿初存3个工作表,标识Slieetl,Sheet2, sheets,若标签为白色即为:当前工作表，单击其他标签即可成为 当前工作表。 3)单元格 工作表中行与列交叉的小方格称为单元格，Excel中的单元格地址来自于它所在的行和列的地址，如第C列和第3行的交叉处是单元格C3,单元格地址称为单元格引用。单击一个单元格就使它变为活动单元格，它是输入信息以及编辑数据和公式的地方。 4)表格区域 表格区域是指工作表中的若干个单元格组成的矩形块。 指定区域：用表格区域矩形块+的左上角和右下角的单元格來标来表示，中间用：隔开。如A3: E6为相对区域，$A$3: $E$6为绝对区域。$A3: $E6成A$3: E$6为混合区域。 5)工作表中内容的输入 ①输入文木 文本可以是数字、空格和非数字字符的组合，如：1234, 1+2, A&ab、中国等，单击需输入的单元格，输入后，按方向键或回车键来结束。 ②输入数字 在Excel中数字可以为下列字符： 实验数据与数据处理论文Mathcad软件介绍及简单动画操作说明 一、mathcad软件介绍 Mathcad又叫MCAD，即数学CAD，是美国Mathsoft公司推出的一个著名的交互式应用数学软件，它集数理计算、图形和文字处理等功能于一体。Mathcad的使用和操作十分简单，它充分体现了交互式的特点。用户无需记住很多的命令和语句，也无需写出繁琐的中间过程。用户只需在工作页中象通常进行数学推导那样，输入计算公式、数值、等式或不等式，Mathcad就会计算出解析解或数值结果。 Mathcad能使人们离开复杂、重复、容易出错的数学椎导演算和耗费精力的计算机编程，真正集中智慧于问题的本质部分。其用途容主要有以下的十种： 1、表达式计算、函数计算。相当于高级计算器，除一般的加、减、乘、除、对数、三角函数等简单计算，丰富的部函数，使得可以进行微分、积分、复数、矩阵等高级复杂计算。 2、符号运算、公式推导。公式化简、代数运算、方程及不等式的解析解、微分的解析解、积分的解析解、求极限、展开成幂级数、求多项式的系数、有理分式的展开。 3、函数作图、动画。由函数表达式自动生成图形，包括二维平面的直角坐标及极坐标图，三维立体的表面图形、等值图、三维直方图、三维散布图、矢量图。另有动画的制作和播放。 4、解方程和方程组。一元方程求解、多项式方程求解、不等式方程求解、常微分方程求解、偏微分方程求解。 5、数理统计与数据处理。统计函数、统计分布函数、随机数、插值与预测、曲线平滑、曲线拟合函数。 6、常用积分变换。傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、小波变换等。 7、量纲、单位与数制。量纲与单位的选择命名、数制转换等。 8、Mathcad编程。语言特点、赋值语句、控制语句、应用等。 9、Mathconnex。Mathconnex相当与各种软件的数据交换平台，通过她各种软件的数据可以进行双向的流动，如：Excell、Mathlab、Mathcad软件间的连接与采用。选定组件、连接组件、系统调试与运行。组件包括：输入输出组件、观察结果组件、计算组件、控制数据流组件、Text文本组件、模块组件。 10、资源中心和在线帮助。电子书、网络连接等。如：Reference T ables 参考手册，可查物性参数，化学元素等。电子书还包含了大量的数学在各领域中应用的书。 二、mathcad主界面 1、mathcad主界面如下图所示： 2、mathcad自身携带的操作说明 北方民族大学学生实验报告 院（部）：化学与化学工程 姓名：汪远鹏学号：******** 专业：过程装备与控制工程班级：153 同组人员：田友安世康虎贵全 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：2017.10.30批阅日期： 成绩：教师签名： 北方民族大学教务处制 实验名称：流化床干燥实验 一、目的及任务 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随时间变化的关系曲线。 ④掌握物料干燥速率曲线测定方法，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Kx。 二、基本原理 1、流化曲线 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点处流速被称为起始流化速度（u mf）。 在生产操作中，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。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。 实验十干燥曲线及干燥速率曲线测定实验 一、实验装置 干燥器类型：洞道； 洞道截面积：1# A=× = 0.0221m2、2# A=× = 0.030m2 加热功率：500w—1500w；空气流量：1-5m3/min；干燥温度：40--120℃ 孔板流量计：孔流系数C0=，孔板孔径d0=( m) 重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度级； 干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度级； 孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度级； 孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度级； 图10-1 洞道干燥实验流程示意图 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。 二、物料 物料：毛毡；干燥面积：S=**2=(m2)（以实验室现场提供为准）。 绝干物料量(g)：1# G C=，2# G C=（以实验室现场提供为准）。 三、操作方法 ⒈ 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温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。 ⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。 ⒊ 用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，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。 干球温度设定方法： 第一套：长按 ——增大，设定好数值后，按键确定。 第二套：/减小，设定好后，自动确认。 ⒋ 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。 ⒌ 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。 ⒍ 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上并与气流平行放置。注意：不能用力过大，避免使传感器受损。 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（3分钟）记录一次数据（记录总重量和时间），直至干燥物料的重量不再明显减轻为止（重量变化小于0.1克）。 ⒏ 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。 ⒐ 实验完毕，一切复原。 四、注意事项 ⒈ 重量传感器的量程为（0--200克），精度较高。在放置干燥物料时务必要轻拿轻放，以免损坏仪表。 ⒉ 干燥器内必须有空气流过才能开启加热，防止干烧损坏加热器，出现事故。 ⒊ 干燥物料要充分浸湿，但不能有水滴自由滴下，否则将影响实验数据的正确性。 ⒋ 实验中不要改变智能仪表的设置。 化工原理实验 实验题目： ——流化床干燥实验姓名：沈延顺 同组人：覃成鹏 臧婉婷 王俊烨 实验时间：2012.05.23 一、实验题目：流化床干燥实验 二、实验时间：2012.05.23 三、姓名：沈延顺 四、同组人：覃成鹏、臧婉婷、王俊烨 五、实验报告摘要： 本实验利用流化床干燥器间歇干燥泡水小麦进行干燥曲线，干燥速率曲线测定。使用电子托盘天平测量干湿状态下物料重量，使用电烤箱干燥物料1小时，视为自由水含量为零的绝干物料。 六、实验目的及任务 1.了解流化床干燥器的基本流程及操作方式。 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随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KH及降速阶段的比例系数KX。 七、实验基本原理 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（下图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本不动，压降与流速成正比，斜率约为1。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，压降与气速关系不再成比例。当气速逐渐增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随气速增加床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变。当气速增大到某一值（D点），床层压降减小，颗粒逐渐被气体带走，此时便进入气流输送阶段。D点处流速即为带出速度 u。在流化状态下降低气速， 压降与气速关系将沿图中DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线沿CA’变化。C点处流速被称为起始流化速度 u。 mf 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可见物料含水量（X）与时间（t）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（t）的关系曲线（如下图左）。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，及干燥速率曲线（如下图右）。实验八干燥实验
北京化工大学-干燥实验报告
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