干燥速率曲线测定实验
干燥速率曲线的测定实验报告

干燥速率曲线的测定实验报告干燥速率曲线的测定实验报告引言:干燥速率曲线是描述物质在干燥过程中水分流失速率的一种重要曲线。
通过测定物质在不同干燥条件下的水分含量变化,可以绘制出干燥速率曲线,从而了解物质的干燥特性和最佳干燥条件。
本实验旨在通过测定不同物质在不同干燥条件下的水分含量变化,绘制干燥速率曲线,以期进一步了解物质的干燥特性。
材料与方法:1. 实验材料:选取了三种不同的物质,分别是苹果、纸张和湿土。
苹果作为生物材料,纸张作为无机材料,湿土作为复杂材料,这样的选择可以覆盖不同类型物质的干燥特性。
2. 实验仪器:电子天平、恒温恒湿箱、温度计、计时器等。
3. 实验步骤:a. 将苹果切成薄片,纸张剪成小片,湿土放入容器中。
b. 在恒温恒湿箱中设置不同的温度和湿度条件,如30℃、40℃、50℃等,湿度分别为40%、60%、80%等。
c. 将不同物质放入恒温恒湿箱中,开始记录水分含量的变化。
d. 每隔一段时间,取出样品,用电子天平称量并记录质量。
e. 根据质量变化计算水分含量,并绘制干燥速率曲线。
结果与讨论:1. 干燥速率曲线的绘制:根据实验数据,我们可以绘制出不同物质在不同干燥条件下的干燥速率曲线。
以苹果为例,图中横坐标表示时间,纵坐标表示水分含量,曲线的斜率表示干燥速率。
通过观察曲线的形状和斜率的变化,我们可以判断出物质的干燥特性和最佳干燥条件。
2. 物质的干燥特性:不同物质在干燥过程中表现出不同的干燥特性。
苹果的干燥速率曲线呈现出明显的三个阶段:初期快速蒸发期、中期缓慢蒸发期和末期几乎不变的平衡期。
纸张的干燥速率曲线则呈现出逐渐减小的趋势,而湿土的干燥速率曲线则更为复杂,可能受到土壤中微生物的影响。
3. 最佳干燥条件:通过观察干燥速率曲线,我们可以确定最佳的干燥条件。
以苹果为例,初期快速蒸发期是水分流失较快的阶段,可以选择较高的温度和较低的湿度以加快干燥速率。
而中期缓慢蒸发期则需要适当降低温度和湿度,以避免物质的质量损失和质量变化较大。
实验四干燥操作及干燥速率曲线的测定

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B C 段为直线,随后的一段C D 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NA 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 2 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 。
干燥速率曲线的测定实验

实验四 干燥速率曲线的测定实验一、实验目的1.熟悉常压洞道式(厢式)干燥器的构造和操作;2.测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变、物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线;3.测定该物料的临界湿含量X 0;4.掌握有关测量和控制仪器的使用方法。
二、基本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帆布物料进行干燥,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。
⒈ 干燥速率的测定 ττ∆∆≈=S W Sd dW U ''(7-1)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 。
干燥速率曲线实验报告

干燥实验一、干燥速率曲线的测定(一)实验目的1、熟悉常压式干燥器的构造与操作方法;2、测定物体在恒定干燥条件下的干燥速率曲线。
(二)实验原理1.干燥速度U 等于每秒钟从每单位被干燥物料的面积上除去水份的质量,即:τAd dW U = 式中:dW —从被干燥物料中除去的水份质量,kgA —干燥面积,m 2τ—干燥时间,s而因dW =—GcdX (负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少))(τττ∆∆=-==X A G Ad dX G Ad dW U c c G c —湿物料中绝对干料的质量,kgX —湿物料含水量,kg 水/kg 干料2.影响干燥的因素很多,它与物料及干燥介质(空气)的情况都有关系,在干燥条件不变(即空气的温度、湿度及速度恒定)时,对于同类物料,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。
(三)设备和流程如图4-25,空气由风机输送,经孔板流量计,电加热器流入干燥室,然后入风机,循环使用,电加热器由晶体管继电器控制,使空气温度恒定,干燥室前方,装有干湿球温度计,干燥室后也装有温度计,用以测量干燥室内的空气状况,风机出口端的温度计用于测量流经孔板时的空气温度,这温度是计算流量的一个参数。
空气流量由阀4(蝶形阀)调节,任何时候此阀都不允许全关,否则电加热器就会因空气不流动而过热,引起损坏。
如果全开了两个片式阀门(14)则除外,风机进口端的片式阀门用以控制系统所吸入的生气量,而出端的片式阀则用于调节系统向外界排出的废气量。
如试样数量较多,可适当打开这两个阀门,使系统内空气温度恒定,若试样数量不多,也可以不开启。
(四)实验步骤1、事行将试样放在电热干燥箱内,用90℃左右的温度烘约2小时,冷却后称量,得出试样绝干质量(G c )。
2、实验前将试样加水,稍侯片刻,让水分均匀扩散至整个试样,然后称取湿试样质量。
3、检查天平是否灵活,并配平衡,往湿球温度计加水,通电启动风机,调节阀门至预定风速值,开加热器,调节温度至预定值,待温度稳定后,才开干燥室门将湿试样放入。
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。
干燥速率曲线测定实验报告(一)

干燥速率曲线测定实验报告(一)干燥速率曲线测定实验报告一、引言•介绍实验目的和背景•简要说明研究对象和方法二、实验过程1.准备工作–列出所需材料和仪器设备–详细描述实验场地和条件–说明实验样品来源和制备方法2.数据收集–记录实验样品初始质量和尺寸–设定实验周期和时间间隔–定期测量样品质量,并记录相应时间3.实验步骤–详细描述干燥过程中的操作步骤–注明实验参数的设定和调整方法–记录实验过程中的问题和调整措施三、数据分析1.数据整理–将实验数据整理成表格形式–添加必要的标注和单位–检查数据的准确性和完整性2.绘制干燥速率曲线–使用适当的软件或工具绘制干燥速率曲线–添加合适的坐标轴标签和图例–说明绘制过程中所使用的参数和方法3.数据分析和讨论–分析干燥速率曲线的形态和趋势–讨论可能的影响因素和机制–对实验结果进行解释和评价四、结论•简要总结实验结果和分析•强调实验的可行性和结果的可信度•提出改进实验方法或进一步研究的建议五、致谢•感谢实验指导老师和实验室的支持和帮助•感谢参与实验的同学们的合作和共同努力六、参考文献•引用相关文献和资料的列表,按照规定格式书写干燥速率曲线测定实验报告一、引言•实验目的:测定不同材料在不同干燥条件下的干燥速率曲线,了解其干燥过程的特点。
•背景:干燥速率曲线是描述材料干燥过程中湿度变化与时间关系的曲线,对于材料的干燥控制和工程应用具有重要意义。
二、实验过程1.准备工作–所需材料和设备:实验样品、电子天平、干燥箱等。
–实验场地和条件:实验在实验室内进行,保持恒定的温度和相对湿度。
–实验样品来源和制备方法:准备不同材料的样品,按照规定尺寸和质量进行制备。
2.数据收集–记录实验样品的初始质量和尺寸。
–设定实验周期和时间间隔,以便定期测量样品质量。
–在实验过程中,定期测量并记录样品质量,同时记录相应的时间。
3.实验步骤–按照实验计划,将样品置于干燥箱中。
–设定合适的干燥温度和时间,进行干燥操作。
干燥曲线与干燥速率曲线的测定实验报告

实验报告:干燥曲线与干燥速率曲线的测定实验目的:本实验旨在通过测定材料的干燥曲线和干燥速率曲线,了解材料在不同湿度条件下的干燥过程,并分析干燥速率的变化规律。
实验原理:材料在干燥过程中,其湿度会随着时间的推移而降低。
干燥曲线是描述材料湿度与干燥时间的关系曲线,通常以湿度与时间的对数值作为纵坐标和横坐标。
干燥速率曲线则是描述材料的干燥速率随时间变化的曲线,干燥速率可通过计算湿度的变化率得到。
实验步骤:准备样品:选取一定量的待测材料样品,记录其初始湿度。
设置实验条件:确定干燥温度、相对湿度和通风速度等实验条件,并进行记录。
开始测定:将样品放置在干燥器中,根据设定的实验条件进行干燥。
定时测量样品的湿度,并记录下来。
绘制干燥曲线:根据测得的湿度数据,绘制湿度与时间的对数值曲线。
计算干燥速率:根据湿度数据,计算每个时间点的干燥速率,并绘制干燥速率随时间变化的曲线。
实验结果:根据实际实验数据,绘制出干燥曲线和干燥速率曲线。
干燥曲线展现了样品湿度随时间的变化趋势,通常呈现出逐渐降低的趋势。
干燥速率曲线则表明了干燥速率随时间的变化,通常开始时速率较高,随着时间的推移逐渐减小。
实验讨论与结论:根据实验结果分析,可以得出关于材料干燥的一些结论。
例如,湿度较高时,干燥速率较快,而当湿度接近饱和时,干燥速率逐渐减慢。
此外,不同材料的干燥曲线和干燥速率曲线可能存在差异,这取决于材料的特性和物理化学性质。
实验中可能存在的误差来源包括实验条件的控制不准确、湿度测量的误差等,这些因素可能会对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验的准确性,可以采取多次重复实验并进行数据的平均处理。
干燥速率曲线测定实验报告

干燥速率曲线测定实验报告一、实验目的干燥速率曲线的测定是为了了解物料在干燥过程中的水分变化情况,以及干燥速率与时间、温度、湿度等因素的关系。
通过本次实验,掌握干燥操作的基本原理和实验方法,学会使用相关仪器设备,分析实验数据,绘制干燥速率曲线,并对干燥过程进行分析和讨论。
二、实验原理干燥是利用热能使湿物料中的水分汽化并排除,从而获得干燥产品的过程。
在干燥过程中,物料的含水量随时间不断变化,而干燥速率则是单位时间内单位干燥面积上蒸发的水分量。
干燥速率可以通过对物料重量随时间的变化进行测量和计算得到。
当物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压时,水分会从物料表面向干燥介质中扩散,从而实现干燥。
在干燥初期,物料表面水分充足,干燥速率较高;随着干燥的进行,物料内部的水分向表面迁移的速度逐渐减慢,干燥速率也逐渐降低,直至达到平衡含水量。
三、实验设备与材料1、电热恒温鼓风干燥箱2、电子天平3、不锈钢盘4、湿物料(例如土豆片、湿棉花等)四、实验步骤1、准备一定量的湿物料,并称量其初始重量$m_0$。
2、将湿物料均匀铺在不锈钢盘中,放入已预热至设定温度的干燥箱内。
3、每隔一定时间(例如 5 分钟)取出物料,迅速在电子天平上称量其重量$m_i$,记录时间$t_i$。
4、重复步骤 3,直到物料的重量基本不再变化,即达到恒重。
5、关闭干燥箱,整理实验仪器和场地。
五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据的示例:|时间(min)|物料重量(g)||::|::|| 0 | 1000 || 5 | 850 || 10 | 700 || 15 | 580 || 20 | 480 || 25 | 400 || 30 | 350 || 35 | 320 || 40 | 300 |根据实验数据,可以计算出每个时间间隔内物料失去的水分量$\Delta m_i$:$\Delta m_i = m_{i-1} m_i$然后计算出干燥速率$u_i$:$u_i =\frac{\Delta m_i}{A \Delta t}$其中,$A$为物料的干燥面积,$\Delta t$为时间间隔。
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一、实验目的
⒈ 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
⒉ 学习物料含水量的测定方法。
⒊ 加深对物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素的理解。
⒋ 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。
⒌ 学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。
二、实验内容
⒈ 每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。
⒉ 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帆布物料进行干燥,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。
⒈ 干燥速率的测定
τ
τ∆∆≈=S W Sd dW U '
' (8-1)
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 。
⒉ 物料干基含水量
'
'
'Gc Gc G X -= (8-2)
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 。
⒊ 恒速干燥阶段,物料表面与空气之间对流传热系数的测定 tw
w tw r t t Sd r dQ Sd dW Uc )(''
-===αττ (8-3)
w
tw
t t r Uc -⋅=α
(8-4)
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 。
⒋ 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: 0
2732730t t
V V t t ++⨯=
(8-5)
式中:t V —干燥器内空气实际流量,m 3/ s ; 0t —流量计处空气的温度,℃;
0t V —常压下t 0℃时空气的流量,m 3/ s ; t —干燥器内空气的温度,℃。
ρ
P
A C V t ∆⨯⨯
⨯=2000
(8-6)
2004
d A π
=
(8-7)
式中:C0—流量计流量系数,C0=0.65
A0—节流孔开孔面积,m2;
d0—节流孔开孔直径,d0=0.0400 m;
ΔP—节流孔上下游两侧压力差,Pa;
ρ—孔板流量计处0t时空气的密度,kg/m3。
干燥曲线X─T曲线,用X、T数据进行标绘
干燥速率曲线U─X曲线,用U、X A V数据进行标绘
四、实验装置
干燥器类型:洞道
洞道截面积:0.13×0.17 = 0.0221m2
加热功率:500w—1500w;空气流量:1-5m3/min;干燥温度:40--120℃
重量传感器显示仪:量程(0-200g),精度0.1级;
干球温度计、湿球温度计显示仪:量程(0-150℃),精度0.5级;
孔板流量计处温度计显示仪:量程(-50-150℃),精度0.5级;
孔板流量计压差变送器和显示仪:量程(0-10KPa),精度0.5级;
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;
五、操作方法
⒈将干燥物料(帆布)放入水中浸湿,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。
⒉调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后启动风机。
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。
⒋在空气温度、流量稳定的条件下,用重量传感器测定支架的重量并记录下来。
⒌把充分浸湿的干燥物料(帆布)5固定在重量传感器4上并与气流平行放置。
⒍在稳定的条件下,记录干燥时间每隔2分钟干燥物料减轻的重量。
直至干燥物料的重量不再明显减轻为止。
⒎变空气流量或温度,重复上述实验。
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。
六、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。
七、实验数据表
表1 干燥实验装置实验原始及整理数据表
八、思考题
(1)影响干燥速度的因素有哪些?
(2)影响临界含水量的因素有哪些?临界含水量的测定有何意义?
(3)试分析恒速干燥阶段干燥速度恒定不变的原因,恒速阶段干燥速度的大小取决于什么?
(4)降速干燥阶段干燥速度的大小取决于什么?
(5)比较固体物料含水量的各种测量方法。
(6)有人说:“用于干燥的热介质温度越高,湿度越小,有利于干燥”,这种说法对否?为什么,
(7)干燥实验通常是在恒定干燥条件下进行的,试述恒定干燥条件指哪些方面。
(8)一定温度下,用某热介质干燥恒定物料,所能去除水分的最大量取决于什么?。