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
操作条件，而且还受物料性质、结构及所含水分性质的影响。
干燥速率为单位时间、单位干燥面积上汽化的水分质量，用微分式表示为
τ
d d A w u =
（7-7-1） 式中
u ——— 干燥速率，kg/（m 2·s ）；
A ——— 干燥表面，m 2 ；
τd ——— 相应的干燥时间，s ；
w d ——— 汽化的水分量，kg 。
因为X G w d d C -=，并且当各数据点的时间间隔不大时，τ
d d X 可以用增量之比τ??X 来代替， 故式（7-7-1）可改写为
τ
ττ??-=-==
A X G A X G A w u C C d d d d （7-7-2） 式中 C G ——— 湿物料中绝干物料的质量，kg ；
X ——— 湿物料干基含水量，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。
)1()()1()(++-=???
? ?
?---=?-i s i s C C i s C C i s C C G G G G G G G G G X G （7-7-3） 式中 )(i s G 、)1(+i s G ——— 分别为τ?时间间隔内开始和终了时湿物料的质量，kg 。 图2中的横坐标X 应为τ?时间间隔内物料的平均含水量。
122)1()(1-???
? ??+=+=++C i s i s i i G G G X X X （7-7-4） 以u 为纵坐标，平均含水量X 为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。
7.7. 3 实验装置与流程
实验采用洞道式循环干燥器，在恒定干燥条件下干燥块状物料（如纸板），其流程如图7-7-3所示。空气由风机1输送，经孔板流量计4、电加热器5送入干燥室9，然后返回风机循环使用。由片式阀门13补充一部分新鲜空气，由片式阀门2放空一部分循环空气，以保持系统湿度恒定。电加热器5由电器面板6上的智能数显调节仪设定操作温度，使进入干燥室空气的温度恒定。干燥室前方装有干球温度计7和湿球温度计8，干燥室后装有出口温度计12，用以确定干燥室的空气状态。空气流速由风速调节阀14调节。
注意：任何时候阀14都不允许全关，否则电加热器就会因空气不流动而过热，引起损坏。除非两个片阀2和13全开。
电器面板6上装有电源开关、电流表以及可以显示实验过程中的孔板两端的压差、空气湿球温度、干燥室前、后及孔板流量计入口的空气温度。
图7-7-3 干燥实验流程示意图
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—电器面板，7—干球温度计（干燥室入口温度），8—湿球湿度计，9—干燥室，10—电子天平 11—试样架，12—出口温度计（干燥室出口温度），13—片式阀门（吸入空气），14—风速调节阀
7.7. 4 主要设备、仪器
（1）风机
湿空气输送风机为YSF7122型。
（2）孔板流量计
洞道式干燥器中空气流量采用孔板流量计计量，其体积流量可按下式计算
ρ/003544.0R Vs = （7-7-5）
式中
Vs ——— 流经孔板的空气体积流量，m 3/s ；
R ——— 压差计示值，Pa ；
ρ ——— 流经孔板的空气密度，kg/m 3 ，状态和Vs 状态相同。
流径孔板的空气体积流量与孔板处压力（表压约544Pa ）和空气入口温度有关，故其密度可由下式计算
T T /1.351)/273)](544103360/(103360[293.1=+=ρ （7-7-6）
其中
T ——— 空气入口温度，K 。
干燥室中空气的流速是影响干燥速率的重要参数，本装置设计最大风速为 2.8m/s 。干燥室中空气的风速可以采用热球式风速仪对干燥室中区（悬挂试样的区域）进行测定。如果孔板流量计的压差示值300≥R Pa ，平均风速也可按下式计算
T
T S Vs U 12=
（7-7-7） 式中 U ——— 按流量计算的平均风速，m/s ；
S 2 ——— 干燥室流通截面积，S 2=0.15×0.2=0.03 m 2；
T 、T 1 ——— 空气入口温度和干燥室前温度，K 。
（3）电加热器
电加热器为湿空气提供热源，在开启电加热器前应先启动风机，以保证有空气通过加热室，而后才能开启电加热器。电加热器不锈钢加热板在瓷片上制成，每片电功率约1000瓦，共4件，组成4组。其中有二组投入运行，二组备用，如果发现某一组有故障（这时该组的电流表不动），可以停机打开电加热室上盖，将有故障一组的接头换接到备用组的接头上即可继续运行。投入运行的两组电热丝中，一组由智能数显调节仪控制，另外一组通过组合开关由手动控制，用于起动或冬季辅助加热。起动时这两组都供电，到达预定温度时根据当时情况关去一组，调节电位器，使温度平缓，如果其中一组关去后长期达不到预置的控制温度（欠温失控）应重开这一组。相反如果超温失控，则应关去其中一组。
（4）温度控制
为实现恒定干燥条件下测定干燥速率曲线，干燥系统温度需维持恒定，因此，干燥器采用一套双三位智能数显调节仪来直观操作控制干燥室进口温度。温控系统的操作方法如下
① 熟悉数显调节仪操作步骤后，依次开启电源总开关（空气开关）、仪表电源开关和
风机开关。
② 在调节仪显示面板上设定实验所需的温度值。
③ 开启两组加热器（主加热器和辅助加热器）。实验设备起动初期，在温度到达设定温度时应注意监视，看情况开、关加热按钮或调节电位器使系统温度稳定。当温度稳定后让系统自行运行。
（5）湿球温度计
干燥系统中湿空气的湿度可通过干球
温度和湿球温度确定，而湿球温度则可由
图7-7-4所示的湿球温度计测定。为了减
小辐射和传导传热对湿球温度计的影响，
要求被测的介质以较高的流速流过湿度计
的感温泡，使介质对湿度计有较强的对流
换热。本装置是利用干燥室内的正压，使
空气按图4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。
湿球温度计安装前应检查图4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、二次确保湿球温度计正常工
作。 7.7. 5实验操作步骤及要点
（1）实验前量取试样尺寸（长、宽、高）确定干燥面积，并称量绝干试样的质量。
（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）往湿球温度计内加入适量的水。
（5）依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，适当打开片阀2和13，调节风速调节阀14至预定风速值。
（6）在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值，按下主加热器和辅助加热器开关，开始加热；待温度接近预定温度时，视情况增减辅助加热器，直至温度控制稳定后，让系统温控自动运行。
图7-7-4 湿球湿度计
（7）待空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿试样放到支架上，关好干燥室的门；记录湿试样重量初始值，同时启动第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，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。
7.7. 6 思考题
（1）测定干燥速率曲线有何意义？它对设计干燥器及指导生产有些什么帮助？
（2）何谓对流干燥？干燥介质在对流干燥过程中的作用是什么？
（3）为什么说干燥过程是一个传热和传质过程？
（4）什么是临界含水量？简述干燥中的临界含水量受哪些因素的影响？
（5）为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后再开电加热器？
（6）测定湿球温度时，若水的初始温度不同，对测定的结果是否有影响？为什么？
（7）在70～80℃的空气流中干燥，并经过相当长的时间，能否得到绝干物料？为什么？
（8）试分析恒速干燥阶段与降速干燥阶段的干燥机理。
（9）有一些物料在热气流中干燥，希望热气流相对湿度要小，而有一些物料则要在相对湿度较大些的热气流中干燥，这是为什么？
（10）使用废气循环对干燥有什么好处？干燥热敏性物料或易变形、开裂的物料为什么多使用废气循环？
（11）恒定干燥条件是什么？请结合干燥速率()w w t t r U -=
α说明为什么在恒定干燥
条件下恒速干燥阶段的干燥速率为常数。
（12）本实验若需测定干燥效率时，需增添什么仪器、仪表即可实现？
（13）影响干燥速率的因素有哪些？若要提高干燥强度，应采取哪些措施（结合本实验装置进行考虑）？ 7.7. 7 实验报告的撰写
实验报告可按实验报告格式或小论文格式撰写。
（1）实验报告格式
根据绪论中实验报告格式要求进行撰写，并按要求回答以上思考题。
（2）小论文格式
根据绪论中小论文格式要求进行撰写，小论文题目可从以下几类中选择或自拟题目。
实验任务书（1）
干燥条件对干燥特性曲线的影响研究
利用实验室洞道式干燥器，完成湿含量、干燥面积、绝干质量一定的纸浆板在不同干
燥条件下的恒定干燥速率的比较实验，进行不同干燥条件对干燥特性曲线的影响研究。主要研究任务包括
①在相同介质流速、不同介质温度（两种温度）下，测定恒定干燥速率曲线。
②在相同介质温度、不同介质流速（两种流速）下，测定恒定干燥速率曲线。
③改变纸浆板厚度，在一定的介质温度、介质流速下，测定恒定干燥速率曲线。
④每个实验小组选择其中一个实验条件，并综合4组的实验结果，将4条恒定干燥速率曲线标绘在同一直角坐标纸上。
⑤根据实验结果（图、表）探讨不同干燥条件下，对恒速干燥速率、降速干燥速率以及临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性参数的影响，以及测定干燥速率曲线的工程意义。
实验任务书（2）
恒定干燥条件下干燥时间的确定
某造纸厂欲在洞道干燥器中干燥每批质量为200kg的纸浆板，湿含量由1.76[kg水/kg 绝干]干燥至0.22[kg水/kg绝干]，干燥表面积为0.025[m2/kg绝干]。经生产现场测定，洞道中的气速为2.6m/s，温度为75℃。实验室现有该纸浆板的试样，试利用小型洞道干燥器及其它相关测试仪器仪表，测定该物料的恒定干燥特性参数以确定生产中每批纸浆板停留在洞道中所需要的时间。主要研究任务及要求如下
①制定出实验方案，包括实验设计思路、所需的仪器仪表、操作步骤等。
②利用实验所测数据，用公式、图表等说明你如何确定干燥时间。
③对实验结果进行讨论。
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
热风干燥实验
热风干燥实验 一、实验目的 1、了解物料干燥过程，观察干燥后物料的变化。 2、在恒定干燥工况下的食品干燥曲线的测定。 二、实验装置 1、鼓风干燥机 2、分析天平 3、时钟 4、培养皿 三、实验材料：滤纸 四、实验原理 1．干燥曲线即物料的平均干基湿度与干燥时间的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，平均 干基湿度随干燥时间变化的关系，物料干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变。 物料的绝干质量是将物料放在恒温干燥箱中在指定温度下，干燥到恒重后称出的质量。 从干燥曲线可以明显地看出，物料干燥基本可以分为两个阶段，即等速干燥阶段和降速干燥阶 段。 干燥速度U 等于每秒钟从单位被干物料的面积上除去的水分质量，即： Sd dW U '式中： S ——被干物料的汽化面积， m 2，但并不一定是物料的全部表面积；τ——干燥进行的时间， s ； W ˊ——从干燥的物料中汽化的水分量， kg ；为方便起见，干燥速率也可按下式作近似计算。 S W U ' kg/(m 2·s) 2．影响干燥速率的因素很多，它与物料及干燥介质（空气）的物性都有关系。在干燥情况下（即 空气的温度、湿度和速度恒定），对于同类的物料，当厚度和形状一定时， U 是物料湿含量X 的函数， U=f(X) 表示此函数的曲线，称为干燥速率曲线。 五、操作步骤： 1、将滤纸浸湿置于培养皿中，分别称量培养皿、培养皿及湿滤纸的重量并作好记录。 2、恒定干燥介质状态：干球温度为 80℃，湿球温度为75℃。3、空气流动方向为水平穿过食品。 4、将物料放入干燥箱内进行干燥，定时每隔 3分钟测定物料的质量，反映物料水分排除的情况，并记录。 5、直到物料质量不变为止，此时为食品物料的平衡含水量。 6、将物料放到烘箱中烘到恒重为止（控制烘箱内的温度低于物料分解温度） ，得绝干物料量。六、测试结果： 1.绘出X —τ曲线。 2.绘出干燥速率曲线，并列出计算示例。
干燥实验
干燥实验 一、实验目的 1、掌握干燥曲线和干燥速率曲线的实验测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解； 2、了解干、湿球温度计的使用方法； 3、了解和分析影响干燥速率的因素。 二、实验原理 当温度较高的未饱和空气与湿物料接触时，存在气固间热量和质量的传递。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石棉块进行干燥，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。 物料的干燥速率U 为单位时间物料表面上汽化的水分质量： τ τ??-=-=X S G d dX S G U C C （9－1） 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 —Δτ内气化的干基含水量 将干燥曲线（图9－1）中的数据换算成U 与X 间的关系，并进行绘制即可得干燥速率曲线（见图9－2）。 三、实验装置 实验装置为洞道干燥器，主要组成部分包括实验台、干燥室、物料吊架、快速天平、干/湿球温度计、加热调压器、热风装置和电源开关等。 图9－1 干燥曲线 图9－2 干燥速率曲线 X X
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。
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
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。
干燥实验
北京化工大学 实验报告 课程名称：化工原理实验实验日期： 班级：姓名： 同组人：学号： 流化床干燥实验 一、摘要 本实验以水和小麦为介质，利用流化床实验装置，在保证床层进入流化阶段情况下，相对温度气速下测定不同时间下物料的温度，湿物料重量，干物料重量，得出物料含水率、温度随时间变化情况，并绘制出小麦含水率、温度随时间的变化曲线及干燥速率曲线；在不同气速下测定床层压降的变化情况，绘制流化曲线。 关键词：小麦压降流化曲线含水率干燥速率 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。 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，得到的流化床床层压降与气速的关系曲线（见图1）。 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 段），床层开始膨胀,空隙率增大,压降和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,随气速的增加,床层高度逐渐增大,但床层压降基本保持不变,等于单位面积的床层净重。当气速增大到某一值后（D 点），床层压降将降低，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（u 0）。 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（见图2）。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（见图3）。 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 干燥过程可分为以下三个阶段。 （1）物料预热阶段（AB 段） 在开始干燥时，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随时间变化不大。 （2）恒速干燥阶段（BC 段） 由于物料表面存在自由水分，物料表面温度等于空气的湿球温度，传入的热量只用来蒸发物料表面表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且最大。 （3）降速干燥阶段（CDE 段） 物料含水量减少到某一临界含水量（X 0），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湿润，而形成干区，干燥速率开始降低，物料温度逐渐上升。 物料含水量越小，干燥速率越慢，直至达到平衡含水量（X * ）而终止。 干燥速率为单位时间在单位面积上汽化的水分量，用微分式表示为： τ Ad dW u = 式中u ——干燥速率，kg 水/（m 2 .s ）； A ——干燥表面积，m 2； d τ——相应的干燥时间，s ； dW ——汽化的水分量，kg 。
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。
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
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
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。
化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验
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。
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。
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
实验九 干燥实验
4.9干燥实验 一、 实验目的 1、 学习物料含水量的测定方法。 2、 了解和掌握湿物料连续流化干燥的方法。 3、 学习干燥操作中物料、热量衡算和体积对流传热系数(αv )的估算方法。 二、 实验内容 1、 每组在固定的空气流量和温度下对物料进行流态化干燥。 2、 测量物料的脱水速率、空气与物料间的对流传热系数、热损失及热效率。 三、 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汽化，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：恒速干燥阶段和降速干燥阶段。 流化床干燥器是流态化技术在干燥操作中的应用，热空气通过装有颗粒物料的干燥器，使颗粒在流化床中上下翻动，彼此碰撞混合，气固间进行传热、传质。 本实验在恒定的干燥条件下对硅胶颗粒进行干燥，测量物料的脱水速率、空气与物料间的对流传热系数、热损失及热效率。 1、空气流量测定 采用孔板流量计，材质─铜板；孔径─17.0毫米。 实际的气体体积流量随操作的压强和温度而变化，测量时需作校正。具体方法: ① 流量计处的体积流量0V ： )(2 210 00P P A C V -=ρ (m 3 ／s) (4-36) 0C —孔板流量计的流量系数，0C =0.67； ρ—空气在0t 时的密度，kg/m 3； 21P P - —流量计处压差，Pa ； 0t — 流量计处的温度，℃。 ② 若设备的气体进口温度与流量计处的气体温度差别较大，两处的体积流量是不同 的(例如流化床干燥器)，此时体积流量需用状态方程作校正(对空气在常压下操作时通常用 理想气体状态方程)。例如:流化床干燥器，气体的进口温度为t 1，则体积流量V 1为: t t V V ++=2732731 1 (m 3／h) (4-37) 2、湿度测定 ①空气湿度：只测实验时的室内空气湿度。用干、湿球湿度计测取。干燥器出口空气湿度由物料脱水量衡算得到。 ②物料湿度测定：用快速水份测定仪，使用方法见说明书。
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。
干燥曲线及干燥速率曲线测定实验数据处理
序号累计时间 （分） 总重量 GT（g） 干基含水量X （kg/kg） 平均含水量 XA V（kg/kg） 干燥速率U×104 [kg/ （s·m2）] 1 0 108.6 2.057 2.0159 3.1233 2 3 107.3 1.975 1.9363 2.8830 3 6 106.1 1.898 1.8631 2.6428 4 9 10 5 1.828 1.7962 2.4025 5 12 104 1.764 1.7325 2.4025 6 15 103 1.701 1.6720 2.1623 7 18 102.1 1.643 1.6146 2.1623 8 21 101.2 1.586 1.5573 2.1623 9 24 100.3 1.529 1.5000 2.1623 10 27 99.4 1.471 1.4427 2.1623 11 30 98.5 1.414 1.3854 2.1623 12 33 97.6 1.357 1.3280 2.1623 13 36 96.7 1.299 1.2707 2.1623 14 39 95.8 1.242 1.2134 2.1623 15 42 94.9 1.185 1.1561 2.1623 16 45 94 1.127 1.0987 2.1623 17 48 93.1 1.070 1.0414 2.1623 18 51 92.2 1.013 0.9841 2.1623 19 54 91.3 0.955 0.9268 2.1623 20 57 90.4 0.898 0.8694 2.1623 21 60 89.5 0.841 0.8121 2.1623 22 63 88.6 0.783 0.7580 1.9220 23 66 87.8 0.732 0.7070 1.9220 24 69 87 0.682 0.6592 1.6818 25 72 86.3 0.637 0.6146 1.6818 26 75 85.6 0.592 0.5669 1.9220 27 78 84.8 0.541 0.5159 1.9220 28 81 84 0.490 0.4682 1.6818 29 84 83.3 0.446 0.4236 1.6818 30 87 82.6 0.401 0.3822 1.4415 31 90 82 0.363 0.3471 1.2013 32 93 81.5 0.331 0.3185 0.9610 33 96 81.1 0.306 0.2898 1.2013 34 99 80.6 0.274 0.2580 1.2013 35 102 80.1 0.242 0.2293 0.9610 36 105 79.7 0.217 0.2006 1.2013 37 108 79.2 0.185 0.1688 1.2013 38 111 78.7 0.153 0.1401 0.9610 39 114 78.3 0.127 0.1146 0.9610 40 117 77.9 0.102 0.0892 0.9610