干燥速率曲線的測定實驗

1、序號：35化 工 原 理 實 驗 報 告實 驗 名 稱： 干燥速率曲線的測定實驗 學 院： 化學工程學院 專 業(yè)： 化學工程與工藝 班 級： 化工093班 姓 名： 曾學禮 學 號 09402010337 同 組 者 姓 名： 周锃 劉翰卿 指 導 教 師： 張亞靜 日 期： 2011年10月18日 一、 實驗目的1.熟悉常壓洞道式（廂式）干燥器的構造和操作；2.測定在恒定干燥條件（即熱空氣溫度、濕度、流速不變，物料與氣流的接觸方式不變）下的濕物料干燥曲線和干燥速率曲線；3.測定該物料的臨界濕含量X0；4.掌握有關測量和控制儀器的使用方法。二、 實驗原理當濕物料與干燥介質相接觸時，物料表面的水

2、分開始氣化，并向周圍介質傳遞。根據干燥過程中不同期間的特點，干燥過程可以分為兩個階段，恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響因素主要有：固體物料的種類和性質；固體物料層的厚度或顆粒大小；空氣的溫度，濕度和流速；空氣與固體物料的相對運動方式。恒速段的干燥速率和臨界含水量是干燥過程研究和干燥器設計的重要數據。本實驗在恒定干燥條件下對毛氈物料進行干燥；測定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。1. 干燥速率測定：U=dW/SdW/SU-干燥速率，kg/（m2.h） S-干燥面積，m2 -時間間隔，hW-時間間隔內干燥氣化的水分量，

3、kg2. 物料干基含水量：X=（G-Gc）/ Gc X-物料干基含水量，kg水/kg絕干物料G-固體濕物料的量，kgGc-絕干物料量，kg3. 恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對流傳熱系數的測定Uc= dW/Sd=dQ/rtwSd=（t-tw）/rtw= Uc rtw /（t-tw） -恒速干燥階段物料表面與空氣之間的對流傳熱系數，W/( m2.)Uc -恒速干燥階段的干燥速率，kg/（m2.s）tw -干燥器內空氣的濕球溫度，t-干燥器內空氣的干球溫度，rtw - tw下水的氣化熱，j/kg4. 干燥器內空氣實際體積流量的計算Vt=Vt0×（273+t）/（273+ t0）Vt-干

4、燥器內空氣實際流量，m3/ s； t0-流量計處空氣的溫度，；Vt0-常壓下t0時空氣的流量，m3/ s；t-干燥器內空氣的溫度，。Vt0=C0×A0×(2×p/)0.5A0=d20/4C0-流量計流量系數，C0=0.67 A0-節(jié)流孔開孔面積，m2； d0-節(jié)流孔開孔直徑， 第14套d0=0.0500 m，第5-8套d0=0.0450 m； P-節(jié)流孔上下游兩側壓力差，Pa；-孔板流量計處t0時空氣的密度，kg/m3。三、 實驗裝置流程示意圖1. 裝置流程空氣用風機送入電加熱器，經加熱的空氣流入干燥室，加熱干燥室中的濕毛氈后，經排出管道排入大氣中。隨著干燥過程的

5、進行，物料失去的水分量由稱重傳感器和智能數顯儀表記錄下來。裝置圖如下圖1干燥裝置圖1風機；2管道；3孔板流量計；4加熱器；5廂式干燥器；6氣流均布器；7稱重傳感器；8濕毛氈；9玻璃視鏡門；10儀控柜；11蝶閥2. 主要設備及儀器（1） 鼓風機：MY250W,250W（2） 電加熱器：4.5KW（3） 干燥室：180mm×180mm×1250mm（4） 干燥物料：濕毛氈（5） 稱重傳感器：YZ108A型，0300g四、 實驗步驟1. 打開儀表控制柜上的儀表電源開關，開啟儀表。2. 打開儀表控制柜上的風機電源開關，開啟風機，這時加熱管停止按鈕燈亮。3. 按下加熱管啟動按鈕，啟動

6、加熱管電源，剛開始加熱時，打開加熱管電源開關，可通過儀表實現自動控制及調節(jié)旋鈕實現手動控制干球溫度。其方法是：（1）手動控制時，將手動切換開關打到手動位置，通過調節(jié)手動旋鈕即可對加熱管電壓實現控制，從而控制干球溫度；（2）自動控制時，將手自動切換開關打到自動位置，這時可通過儀表對加熱管的電壓進行控制，從而也實現了對干球溫度的控制。干燥室溫度要求恒定在70。4. 將毛氈加入一定量的水并使其濕潤均勻，注意水量不能過多或過少。5. 當干燥室溫度恒定在70時，將毛氈十分小心的懸掛于稱重傳感器下的托盤上。放置時要特別小心不能下拉，因為傳感器非常精密的儀器，其測量上限為300g。6. 記錄時間，毛氈和剩余

7、水的重量，每分鐘記錄一次數據；每兩分鐘記錄一次干球溫度和濕球溫度。7. 待毛氈恒重時，即為實驗終了，按下停止按鈕，停止加熱，注意稱重傳感器小心取下毛氈。8. 等干球溫度下降到30左右時關閉風機電源，關閉儀表電源，清理實驗設備。五、 實驗注意事項1. 必須先開風機，后開加熱器，否則加熱管可能會被燒壞。2. 特別注意傳感器是非常精密的儀器，且其負荷量僅為300g，防取毛氈是必須十分小心，絕對不能下拉或用力上提，否則會完全損壞稱重傳感器導致不能使用。3. 風量不得低于50m3/h，否則會因為風量過小而導致燒壞加熱管。六、 原始實驗數據 表6(1)時間/min總重/gT(干球溫度)/T(濕球溫度)/2

8、82.664.163.4481.076.068.7679.166.165.8878.170.269.01075.772.268.21274.066.566.61472.967.068.01670.873.469.21868.469.367.22067.467.068.52265.173.469.12463.167.867.02662.166.368.02860.172.469.33058.170.667.63256.765.367.03455.070.669.13653.073.168.83851.665.866.84050.468.668.74248.672.368.84447.569.06

9、7.44646.565.767.14846.168.168.35045.071.768.75244.572.868.45444.165.368.35643.373.069.45842.766.967.16042.769.267.16242.565.667.36442.570.668.5七、 數據處理1、干球、濕球溫度見原始數據表格；2、Gc=11.9g S=273.78cm2 =0.027378m2 =2min 托盤質量30.6g3、失水量與時間關系表格時間-（min），毛氈、鐵架和剩余水質量-G(g)，毛氈和剩余水質量-G（g），干燥汽化水總量-W（g），W為時間間隔內干燥氣化的水分量， X

10、-物料干基含水量（kg水/kg絕干物料），U-干燥速率（kg/（m2.h）.干燥速率 基含水量 依次計算得下表：表7(1)/minG/gG/gW/gG-Gc/gXUkg/m2.hW282.65240.13.37481.050.41.638.53.241.751.6679.148.53.536.63.082.081.9878.147.54.535.62.991.091.01075.745.16.933.22.792.632.41274.043.48.631.52.651.861.71472.942.39.730.42.551.211.11670.840.211.828.32.382.302.11

11、868.437.814.225.92.182.632.42067.436.815.224.92.091.101.02265.134.517.522.61.902.522.32463.132.519.520.61.732.192.02662.131.520.519.61.651.101.02860.129.522.517.61.482.192.03058.127.524.515.61.312.192.03256.726.125.914.21.191.531.43455.024.427.612.51.051.861.73653.022.429.610.50.882.192.03851.621319

12、.10.761.531.44050.419.832.27.90.661.311.24248.618346.10.511.971.84447.516.935.150.421.211.14646.515.936.140.341.101.04846.115.536.53.60.300.440.45045.014.437.62.50.211.211.15244.513.938.120.170.550.55444.113.538.51.60.130.440.45643.312.739.30.80.070.880.85842.712.139.90.20.020.660.66042.712.139.90.2

13、0.0200.06242.511.940.1000.220.26442.511.940.100004、圖表制作根據上表以總質量X為縱坐標，以為橫坐標，可以作得干燥曲線圖 根據上表以X為橫坐標，以U為縱坐標可作得干燥速率曲線，可得到如下曲線圖 讀取物料的臨界濕含量由上圖可知，物料的臨界濕含量X0=0.51八、 實驗結果分析與討論由干燥曲線圖可以看出總體干燥過程還是比較理想的。再結合圖表可看出幾組數據仍存在較大的誤差，甚至出現總質量回升情況。因此經分析得可能引起誤差的原因有：1.系統誤差，此實驗的實驗儀器精密度不高。2.計算誤差，在分析時如對毛氈的表面積測量時，可能會存在一定的人為讀取誤差，在計算時，由于小數點的取舍等都對實驗結果有一定的影響。3.在從電腦上讀取數據時，由于數據有時候會存在波動，導致不能準確讀取，也給實驗帶來了一定的影響。同時，在進行實驗時，我們也需要注意一些問題，特別注意傳感器是非常精密的儀器，且其負荷量僅為300克，放取毛氈時必須十分小心，絕對不能下拉或用力上提，否則會完全損壞稱重傳感器導致不能再使用。盡管實驗誤差難以避免，但在今后的實際操作過程中，我們也應該盡量小心細致，努力將誤差降到最低。九、 思考題解答1. 毛氈含水是什