干燥实验数据计算实例
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定 (1)
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定一、实验目的1. 了解厢式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
2. 掌握物料干燥曲线的测定方法。
3. 测定湿物料的临界含水量X C 。
二、基本原理干燥曲线即物料的自由含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它反映了物料在干燥过程中，自由含水量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有所不同，其基本变化趋势如图1(a)所示。
干燥曲线中BC 段为直线，随后的一段CD 为曲线，直线和曲线的交接点为 2. 干燥速率曲线干燥速率曲线是干燥速率N A 与物料的自由含水量Xc 的关系曲线。
因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还与物料的结构及所含水份的性质有关，所以干燥速率曲线只能通过实验测得。
干燥速率由恒速阶段转为降速阶段时的含水量称为临界含水量，用Xc 表示。
此点称临界点。
干燥速率是指单位时间内从被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量，用微分式表示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m s ；A ：被干燥物料的汽化面积, m 2； d ：干燥进行时间, s ；dW ：在dτ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
实验可按下式作近似计算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时间, s ；dW ：在τ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
从（2）式可以看出，干燥速率N A 为Δ区间内的平均干燥速率，故其所对应的物料含水量X 为某一干燥速率下的物料平均含水量X 平。
（3）式中：X 平：某一干燥速率下，湿物料的平均含水量，kg 水/kg 绝干物料； G i , G i+1：分别为Δτ时间间隔内开始和终了时湿物料的量, kg ； G C ：湿物料中绝干物料的量, kg 。
由X 平~τ、N A ~X 平作图可分别得到干燥曲线和干燥速率曲线。
三、实验装置流程及主要设备1. 实验装置流程干燥实验装置流程示意图如图所示。
实验七-干燥实验
62 63 64 65 66 67 68 69 70
12.6 12.7 12.9 13 13 13.1 13.1 13.1 13.1
图 7-2 干燥失水曲线
计算说明： 以时间为横坐标，失水量为纵坐标，做干燥失水曲线，如图 7-2 所示。 干基含水： X
G1 Gc W总 - W1 13.1 0.1 4.81kg水 / kg绝干物料 Gc Gc 2 .7
5
南京工业大学化工原理实验报告
的分别对应的 H1 和 H2,两者取平均即为干燥器内的平均湿度 H。
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1
南京工业大学化工原理实验报告
干燥速率是指单位时间、 单位干燥表面积上汽化的水分质量， 计算公式如下：
u Gc dX dW Ad Ad
(3-1)
由式(3-1)可知，只要知道绝干物料质量 Gc (kg)。干燥面积 A( m 2 )、单位干燥时 间 d (s)内的湿物料的干基水含量的变化量 dX(kg 水/kg 干料)或湿物料汽化的 水分 dW(kg), 就可算出干燥速率 u。在实验处理实验数据时，一般将式(3-1)中 的微分（dW/ d )形式改为差分的形式（ W / )更方便。
2
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和湿球温度。 ⑧ 待毛毡恒重时，即为实验终了时，关闭加热。 ⑨ 十分小地取下毛毡，放入烘箱，105℃烘 10～20min 钟，称重毛毡得绝干 重量，量干燥面积。 ⑩ 关闭风机，切断总电源，清扫实验现场。 2、注意事项 ① 必须先开风机，后开加热器，否则，加热管可能会被烧坏。 ② 传感器的负荷量仅为 400g，放取毛毡时必须十分小心以免损坏称重传感 器。
五、 实验数据及数据处理
湿毛毡（干燥面积 13.3cm*8.5cm*2，绝干物料量 18.5g，加水 25g）。实验数据记录见表 7-1。
干燥实验报告
化工基础实验报告实验名称 风道干燥实验；红外干燥实验 班级 化21 姓名 张腾 学号 2012011864 成绩 实验时间 2014年7月 同组成员 张煜林 石坚一、实验目的1、了解各种干燥器的结构特点，熟悉其操作方法。
2、测定两种干燥方式下，物料的干燥曲线、干燥速度曲线级临界含水量。
3、了解影响物料干燥速度的因素，改变某些因素，比较干燥速度的变化。
4、测定恒速干燥阶段，物料与空气之间的对流传热系数，估算恒速阶段的干燥速率，与实测值比较。
二、实验原理干燥速度：单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分质量，即dWU Sdt=U ——干燥速度，kg 水/（m2*s ） S ——干燥面积，m2 W ——汽化的水分质量,kg t ——时间,s因为 'c dW G dX =-所以 'c G dXU Sdt-=Gc ——绝干物料的质量,kgX ——干基含水量，以绝干物料为基准表示的含水量。
干燥曲线是表示物料含水量（kg 水/kg 干物料）与干燥时间t 的关系曲线。
干燥速度曲线是干燥速度与物料含水量的关系曲线。
本实验采取在恒定干燥条件下，采用大量空气干燥少量物料，保证空气进出干燥器的状态、气速和空气的流动方式均不变。
对流干燥是由热干燥介质将热能传给湿物料，使物料内部水分汽化的过程。
红外线和远红外线干燥器是利用辐射传热干燥的一种方法。
红外线或远红外线辐射器所产生的电磁波，以光的速度直线传播到达被干燥的物料，当红外线或远红外线的发射频率和被干燥物料中分子运动的固有频率（也即红外线或远红外线的发射波长和被干燥物料的吸收波长）相匹配时，引起物料中的分子强烈振动，在物料的内部发生激烈摩擦产生热而达到干燥的目的。
在红外线或远红外线干燥中，由于被干燥的物料中表面水分不断蒸发吸热，使物料表面温度降低，造成物料内部温度比表面温度高，这样使物料的热扩散方向是由内往外的。
同时，由于物料内存在水分梯度而引起水分移动，总是由水分较多的内部向水分含量较小的外部进行湿扩散。
化工原理干燥实验数据处理
长春工业大学化工原理流化床干燥试验数据处理化学工程学院高分子材料与工程专业090604班自己做的，如有错误，敬请谅解（这个是B5纸）数据处理原始数据记录：玻璃筒体直径d=100mm流化床数据干燥特性曲线数据数据处理举例1、流化速度54.02.26P Q ∆= 以第一组数据为例ΔP=0.10kPa ，玻璃筒体直径d=100mm ，那么s m Q /002099.03600/1.02.26354.0=⨯= 则气速s m d Q U /267.041.01415.3002099.0422===π图1 流化曲线2、以干燥特性数据的第一组和第二组为例：cicisi i G G G X -=245.048.1548.1528.191111=-=-=c c s G G G X kg 水/kg 绝干料198.083.1683.1617.202222=-=-=c c s G G G X kg 水/kg 绝干料第一组和第二组时间间隔内的平均含水量21++=i i i X X X 222.02198.0245.02111=+=+=X X X 在此时间间隔的干燥速率τ∆∆=a Xu kg 水/（m 2·s ）a ——绿豆比表面积取1.23m 2/kg 绝干物料047.0198.0245.021=-=-=∆X X X kg 水/kg 绝干料410274.160523.1198.0245.0-⨯=⨯⨯-=∆∆=τa X u kg 水/（m 2·s ）所得试验结果如下用excel所做的曲线如下：图2 含水量、床层温度与时间的关系图3 干燥速率曲线。
洞道干燥实验计算示例
干燥特性曲线测定实验计算示例
1.干燥实验条件: 干燥室温度（干球温度）t=70℃；
2.干燥参数：干燥面积为：、绝干物料：、
初始湿物料重量: 左右
最终湿物料重量: 左右
（一）实验数据:
（二）根据干燥速率公式: , 和物料含水量公式,
得到干燥速率和物料含水率的一系列数据如下表:
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（三）实验曲线: （1）作物料湿含量和干燥时间曲线得到干燥曲线, 结果如图1-1：
图1-1 干燥曲线图
（2）作物料湿含量和干燥速率的关系曲线得到干燥速率曲线, 如图1-2
图1-2 干燥速率曲线图
最后根据干燥速率曲线可以得到临界含水率Xc= 2.06526(kg/kg)
（四）计算示例:
（五）思考题1.2.3
12121121212121111112C C C C G Gc G Gc G G G X X X X X Gc Gc G dX G dX G X dW U U Ad Ad Ad Ad τττττττττ→∆=-⎧⎪⎨--→==→∆=-⎪⎩∆⇒==-→=-=-由数据1、得：、；、、、；
图3 干燥装置流程图
1－风机；2－管道；3－进风口；4－加热器；5－厢式干燥器；6－气流均布器；7－称重传感器；8－湿毛毡；9－玻璃视镜门；10, 11, 12－蝶阀
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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。
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 ci i G G G X -=， [kg 水／kg 绝干物料] (3) cc1i 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 AV2X X X 1i 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 i1i 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。
干燥速率曲线U ─X 曲线，用U 、X AV 数据进行标绘，见图 3 。
恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数twt 10U t S Q3tw C -⨯γ=∆⨯=α ，[Ｗ／(m 2℃)] (7)流量计处体积流量∨t [m 3／h]用其回归式算出。
第21讲 干燥过程计算
1 设水分蒸发的质量流率为q m , w kg s
则
q m , w q m ,C ( X 1 X 2 ) q m , L ( H 2 H 1 )
q m,L
q m,w H 2 H1
kg 干空气 kg 1水分 qV
，则
(IX ……………… )
q m,L q m,w 1 H 2 H1
预热器供给的热量
Q q 0 q ' q 0 0.1q 0 74.11 1.1 81.52kJ s 1
查表得383 K 时饱和蒸气潜热为
干燥器直径
D
qV 0.785 u
1.42 2.13m 0.785 0.4
求干燥器直径D，就要求湿空气流量 V′，求V′，就要求出干空气流量L和干空气 的比容VH，求L，利用干燥器水分物料衡算方程，求VH就是利用VH的计算式
通过对干燥器的热量衡算，可以确定多项热量的分配情况和热量的消耗量，可作为计算空气预热器 的传热面积，加热剂用量，干燥器尺寸，干燥器的热效率和干燥效率的依据。如图所示。
q m , L H 1 q m ,1 w1 q m , L H 2 q m , 2 w2 q m , L ( H 2 H 1 ) q m ,1 w1 q m , 2 w2 ……… (a)
q m ,C q m ,1 (1 w1 ) q m , 2 (1 w2 )
q m,L
0.0087 2492 1.88(328 273) 4.187(293 273) 0.2994 1.268 (333 293) (1.01 1.88 0.009)(363 328)
H2 q m,w q m,L H1 0.0087 0.009 0.0174 kg kg 1干空气 1.031
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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)。