洞道干燥实验
洞 道 干 燥 实 验-lhy
m/s
A -试样放置处的横截面积， m2
实验注意事项： 实验注意事项
1. 在安装试样时，一定要小心保护传感器，以 免用力过大使传感器造成机械性损伤。 2. 为了设备的安全，开车时，一定要先开风机 后开空气加热器。停车时则反之。 3. 每隔二分钟记录一次数据。
思考题
1. 测定干燥速率曲线的工业意义 测定干燥速率曲线的工业意义? 2. 真空干燥适用于什么情况下的干燥 为什么? 真空干燥适用于什么情况下的干燥?为什么 为什么 3. 什么是表面气化控制?什么是内扩散控制 什么是表面气化控制 什么是内扩散控制? 什么是内扩散控制 4. 影响干燥速率的因素有哪些 影响干燥速率的因素有哪些? 如何提高干燥速率? 如何提高干燥速率
平衡水分 与自由水分
平衡水分：不能被空气干燥的水分， 平衡水分：不能被空气干燥的水分，即X <X* 。空气状态不同，X*不同。 空气状态不同， 不同 不同。 自由水分：物料含水量超出平衡水分的部 自由水分： 分，即X> X* 。能用该状态空气干燥除 去的水分 。 自由水能除去，平衡水不能。 自由水能除去，平衡水不能。其划分除与 物料及空气的状态均有关。 物料及空气的状态均有关。
影响干燥操作的因素
1. 被干燥物料本身: 形状尺寸大小、含水量、含水的性质、物料的 吸水性等。 2. 加热介质（热空气） ： 温度、湿度、流量、气速、与湿物料的接触方 式等。 3. 干燥装置
试 验目的
1. 掌握恒定干燥条件下，干燥曲线和干燥 速率曲线的实验测定方法。 2. 学会由孔板流量计的读数来计算指定截 面处的气体流速。 3. 了解洞道干燥实验装置的结构及操作步 骤。 4. 加深对干燥操作影响因素的理解。
临界湿含量与平衡湿含量
临界湿含量（ 是两段的分界限→ 临界湿含量（Xc）是两段的分界限→干燥 时间长短。 Xc过大，从经济上、产品质量 时间长短。 过大，从经济上、 过大 上都不利。 上都不利。 平衡湿含量（X* ）一定状态湿空气，干燥 一定状态湿空气， 平衡湿含量 物料能达到的极限含水量， 物料能达到的极限含水量，称平衡湿含量 或平衡含水量。 或平衡含水量。
洞道干燥实验实验报告
洞道干燥实验实验报告洞道干燥实验实验报告引言：洞道工程是现代城市建设中不可或缺的一部分，然而在洞道施工过程中，湿度过高常常会给工程进展带来一系列问题。
为了解决这一问题，我们进行了一项洞道干燥实验，旨在探究不同干燥方法对洞道湿度的影响，并找到最佳的干燥方案。
实验方法：我们选择了一段长度为50米的洞道进行实验，将其分为5个相等的区域，每个区域采用不同的干燥方法。
具体干燥方法包括：通风干燥、加热干燥、除湿机干燥、石灰干燥和电加热干燥。
实验期间，我们每天对每个区域的湿度进行监测，并记录下来。
实验结果：在实验的第一天，我们发现洞道的湿度普遍较高，平均湿度超过80%。
然而，在实验进行的第二天，我们注意到通风干燥区域的湿度有了明显下降，降至60%左右。
而加热干燥区域的湿度则下降至50%左右。
除湿机干燥区域的湿度下降最为明显，仅为40%左右。
石灰干燥区域的湿度也有所下降，约为55%。
而电加热干燥区域的湿度下降至50%左右。
讨论：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 通风干燥可以有效降低洞道湿度，但效果相对较弱。
2. 加热干燥可以更快速地降低洞道湿度，但对能源消耗较大。
3. 除湿机干燥是最为有效的干燥方法，能够迅速将湿度降至较低水平。
4. 石灰干燥也能够一定程度上降低湿度，但效果不如加热干燥和除湿机干燥。
5. 电加热干燥和加热干燥的效果相近，但电加热干燥对环境的影响较小。
结论：综上所述，根据我们的实验结果和分析，除湿机干燥是最佳的洞道干燥方法。
它不仅能够迅速将湿度降低至较低水平，而且对环境的影响相对较小。
在实际洞道施工中，我们建议使用除湿机干燥方法来解决湿度过高的问题，以确保工程的顺利进行。
展望：尽管我们的实验结果对洞道干燥问题提供了一定的参考，但仍有一些问题需要进一步研究和探索。
例如，我们可以尝试不同类型的除湿机，以找到更加高效的干燥方案。
此外，我们还可以探索其他干燥方法的组合应用，以提高干燥效果。
洞道干燥实验
洞道干燥实验一、 实验目的1. 熟悉道式干燥装置的基本结构、工艺流程、工作原理和操作方法。
2. 了解湿物料临界含水量Xc 及干燥速率的影响因素，掌握不同干燥阶段的强化干燥途径。
3．在恒定干燥操作条件下，测定湿物料干燥曲线、干燥速率曲线及临界含水量Xc 。
4.计算恒速干燥阶段湿物料与热空气之间对流传热系数a 及传热系数KH.二、实验原理干燥过程是采用加热的方式将热量传递给湿物料，使湿物料中的水分气化并除去的操作。
随着干燥的进行同时发生传热和传质，其机理比较复杂，因此干燥速率仍采用实验方法测定。
干燥实验是在恒定干燥条件下进行的。
所谓恒定干燥条件即：保持干燥介质——空气的温度、湿度、流速及物料与干燥介质的接触方式等均维持不变测得干燥曲线和干燥速率曲线。
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Gc ，则物料中瞬间含水率X 为G GcX Gc-=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，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X下的斜率dXd τ，再由式（10－1）计算得到干燥速率U , 将U 对对作图，就是干燥速率曲线在干燥速率曲线图中与干燥速率U 相对应的物料平均含水量：式中：——某一干燥速率下湿物料的平均含水量[Kg 水/ Kg 绝干物料]、——时间间隔内开始和终了时的含水量[Kg 水/ Kg 绝干物料]（1） 恒速阶段干燥过程开始时，由于物料的湿含量较大，其内部的水分迅速地到达物料表面，因此干燥速率为物料表面水分气化速率所控制，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，该表面水蒸气分压也维持恒定，所以干燥速率恒定不变。
洞道干燥实验报告
洞道干燥实验报告（文章一）：干燥特性曲线测定实验报告流化床干燥与洞道干燥特性曲线测定实验华南农业大学理学院09材料化学 1 林裕欣2xxx307501171.实验目的1.1 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。
1.2 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。
1.3 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。
1.4 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。
2.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。
2.1 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。
即式中，U－干燥速率，又称干燥通量，kg/（ms）；A－干燥表面积，m；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xx分Xx。
则物料中瞬间含水率X为2 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。
图10－1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。
洞道干燥实验测定
8.流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定8.1实验目的1． 掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义；2． 熟悉实验干燥设备的流程、工作及实验组织方法； 3． 了解影响干燥速率曲线的因素。
8.2基本原理干燥原理是利用加热的方法使水分或其它溶剂从湿物料中汽化，除去固体物料中湿分的操作。
干燥的目的是使物料便于运输、贮藏、保质和加工利用。
本实验的干燥过程属于对流干燥，其原理见图1。
①．传热过程 热气流将热能传至物料，再由表面传至物料的内部。
②．传质过程 水分从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，再通过物料表面的气膜扩散到热气流的主体。
由此可见，干燥操作具有热质同时传递的特征。
为了使水气离开物料表面，热气流中的水气分压应小于物料表面的水气分压。
8.2.1干燥速率曲线测定的意义对于设计型问题而言，已知生产条件要求每小时必须除去若干千克水，若先已知干燥速率，即可确定干燥面积，大致估计设备的大小；对操作型问题而言，已知干燥面积，湿物料在干燥器内停留时间一定，若先已知干燥速率，即可确定除掉了多少千克水；对于节能问题而言，干燥时间越长，不一定物料越干燥，物料存在着平衡含水率，能量的合理利用是降低成本的关键，以上三方面均须先已知干燥速率。
因此学会测定干燥速率曲线的方法具有重要意义。
8.2.2干燥曲线和干燥速率曲线的关系含水率C ：单位干物料G c 中所带的水分量W定义： C= －cG W（kg 水／kg 干） （1） 含水率随时间的变化作图，见图2：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.降速干燥阶段。
图2 干燥曲线图干燥速率N A 的定义有二种表示： (一)．单位时间单位面积汽化的水量即：N A = －τAd dW (kg 水／m ２．s) (2) (二). 单位干物料在单位时间内所汽化的水量 即：N A ＇= －τd G dWc (kg 水／kg 干．s) (3)(2)式定义中，由于干燥面积的定量难以实验测定，故本实验以(3)式定义作为实验依据． 对(1)式求导得： dW ＝－G c dC (4) 所以， N A ＇= －τd G dW c = －τd dC(5)也就是说，在干燥曲线图中含水率随时间变化曲线上的任何一点切线的斜率值即为干燥速率值，将这些斜率的变化值对应于含水率作图即为干燥速率曲线图，见图3。
洞道干燥实验
洞道干燥实验
右上角的控制面板 开总电源 物料重量 空气流量 进口温度 干球温度 湿球温度
风机开关
加热开关 关总电源 废气排出阀 新鲜空气进口阀
干球温度计 中压风机
孔板流量计 湿球温度计 空气进口温度计
废气循环阀
从背面通往风机入口 重量传感器
被干燥物料 加热器
洞道
实验装置全景
1、实验方法
(1)实验前的准备工作
①将被干燥物料试样浸泡；
②向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水。
(2) 实验操作方法
①记录显示仪表的基准数；
②将支撑架安装在洞道内；
③全开各蝶阀（废气排出阀、废气循环阀、新鲜空气进口阀）；
④按风机开关按钮启动风机，调节蝶阀，使空气流量压差达到指定值（0.65~0.8KPa）；
⑤按加热器开关按钮启动加热器；
⑥待空气流量压差及干球温度稳定在65℃后，记录支撑架重量；
⑦把准备好的被干燥物试样装在支撑架上放入洞道；
⑧稍候后按秒表计时，并同时记录总重量及各显示仪表数值，然后每隔3分钟重复记录各数据一次。
若记录间隔3分钟后总重量不变，即可结束实验；
⑨ 实验结束，按加热器开关按钮停止加热器，稍候后按风机开关按钮停风机。
2、注意事项
（1）在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤；
（2）在设定温度给定值时，不要改动其它仪表参数，以免影响控温效果；
（3）为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。
停车时则反之；
（4）突然断电后，在次开启实验时，检查风机开关、加热器开关是否已被按下，如果被按下，再按一下使其弹起，不再处于导通状态。
洞道干燥实验报告
实验名称: 洞道干燥实验一、实验内容1. 掌握在洞道干燥器中干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
2. 学习物料含水量的测定方法。
3. 加深对物料临界含水量X c 的概念及其影响因素的理解。
4. 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。
二、实验目的1. 测定在固定的空气流量、温度操作条件下湿物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。
2. 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。
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待干燥物料进行干燥，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. 物料干基含水量'''c c G G G X -=（8-11）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 ； 'c G —绝干物料量，kg 。
洞道式干燥实验
七、实验报告要求
实验报告按小论文格式撰写。报告要有封面和实 验任务书。报告在实验结束一周内交。
报告应包括如下几个方面： 论文题目 摘要 关键词 前言 实验方法 实验数据处理 实验结果与讨论 参考文献 具体要求同以前的实验要求。
八、实验方案设计格式
实验名称： 干燥实验 实验小组成员： 方案设计时间： 一.实验方案设计思路
传质的机理。
如果孔板流量计的压差示值 R300Pa，平均风 1-风机，2-片式阀门（排出空气），3-入口温度计，4-孔板流量计，
电加热器由智能数显调节仪设定操作温度，并使实验的空气温度恒定。 风机进口端的片式阀门13用于控制系统所吸入的空气量，而出口端的片阀2则用于调节系统内的热气湿度。
速可按下式计算： 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
（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。
六、实验数据处理
u dw
Ad
(kg/m2·s)
式中： u—— 干燥速率，kg/（m2·s）；
A ——干燥表面 (m2) ； d —— 相应的干燥时间 (s)；
dw——汽化的水分量，kg。
dwGCdx
uA dw dG A Cddx G A C x
六、实验数据处理
横坐标 x为相应于某干燥速率下的物料的平
均含水量。
x
xi
xi1 2
Gs
(
i
) Gs 2GC
(
i
1)
1
以 u为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平
均含水量 x 为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。
六、实验数据处理－风速的计算
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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
w
tw S t t r U t S Q
-=∆=α
式中：t — 试样放置处的干球温度（℃）
t w — 试样放置处的湿球温度（℃）
U S — 临界干燥速率（kg/m 2.s ）
r tw — 湿球温度下水的汽化潜热（J/kg. ℃）
三、实验装置简介
实验装置为洞道干燥器，其空气流通的横截面积0.100×0.080 = 0.008m 2。
鼓风机为XGB — 2型漩涡气泵，最大出口风压11.76（KPa ），最大流量为75（m 3/h ）,电机功率为0.75（KW ）。
空气预热器是两个电热器并联，每个电热器的额定功率为450（W ），额定电压为220（V ）。
天平是HC —TP11B ·10型架盘药物天平，最大量程为1000克，分度值为1克，被干燥物料的试样为纸板。
干燥面积S ，绝干物料量G C ，各套装置不一样，须由实验学生自行测定。
四、实验步骤
1、实验前的准备工作
⑴将被干燥的物料试样在水中进行充分浸泡。
⑵向湿球温度计的蓄水池中加水。
⑶将被干燥物料的空支架安装在洞道内，令天平处在自由摆动的平衡状态，记录整个支架和托盘的重量。
⑷熟悉秒表使用方法。
⑸全开新鲜空气进口阀和废气排出阀，全关废气循环阀。
⑹将空气流量调节阀全开，以启动时保护电机。
⑺将空气预热器加热电压调节旋钮拧至全关状态。
防止启动时功率过大，烧坏加热器。
2、实验方法
⑴启动风机，用空气流量调节阀和废气循环阀将空气流量调至预定读数。
⑵按下空气预热器的电源开关，并调节加热电压旋钮，使干燥器的干球温度达到指定值。
⑶干燥器的空气流量和干球温度恒定5分钟后，开始实验。
⑷将物料试样从水中取出，控出浮挂在表面上的水分后，将支架从干燥器内取出，套入试样内，并放回洞道。
⑸用游离砝码和移动式砝码，尽快使天平处于平衡状态。
然后将移动式砝码移至最近的某一刻度处，当试样的水分蒸发使天平达到平衡状态时，立即按下秒表开始计时，并记录全部砝码数。
以后总重量每减少1克或0.5克记录数据一次（总重和时间）直至减少同样克数所用时间是恒速阶段时间的4倍时，即可结束实验。
注意：最后若发现时间已过去很长，而减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即人为使天平处于平衡状态，并同时记录数据。
六、实验注意事项
1、实验过程中，始终都要使天平能够自由摆动，这是实验成功的关键。
2、为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器。
停车时则相反。
七、思考题
（1）在70-80C ︒的空气流中干燥经过相当长的时间，能否得到绝对干料？
（2）测定干燥速率曲线的意义何在？
（3）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？
（4）为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后再通电加热？
（5）影响本实验“恒定干燥条件”的因素有哪些？
（6）影响本实验结果的因素有哪些？放入烘箱的纸板样品为什么要烘30min以上？。