干燥實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

XXcWc〔Kg/kg〕〔2〕式中：W——物料的瞬間質(zhì)量〔kg〕W〔kg〕將X對(duì)θ進(jìn)展標(biāo)繪，就得到如以下圖所示的枯燥曲線。CxAuAθ0x1、枯燥曲線和枯燥速率曲線枯燥曲線的外形由物料性質(zhì)和枯燥條件打算。2、枯燥速率曲線枯燥速率曲線是指在單位時(shí)間內(nèi)，單位枯燥面積上氣化的水分質(zhì)量。N adwwAd Adkg m2s〔3〕洞道枯燥試驗(yàn)(設(shè)計(jì)型)設(shè)計(jì)者：試驗(yàn)小組成員：2023-1-9一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私獬嚎菰镌O(shè)備的構(gòu)造，根本流程和操作；測(cè)定物料枯燥速率曲線及傳質(zhì)系數(shù)；爭論氣流速度和氣流溫度對(duì)枯燥速率曲線的影響。二、試驗(yàn)原理及說明：1、枯燥曲線θ在枯燥過程中，干基含水量隨枯燥時(shí)間的變化關(guān)系：X=F(θ) 〔1〕典型的枯燥曲線如圖3-11所示。含水量為：WWA——枯燥面積〔m2〕從被枯燥物料中除去的水分質(zhì)量〔kg〕1算枯燥速率：N dw wa Ad A

[kg/m2s]或[g/m2s] 〔4〕本試驗(yàn)是通過測(cè)出每揮發(fā)肯定量的水分〔Δw〕所需要的時(shí)間〔Δθ〕來實(shí)現(xiàn)測(cè)定枯燥速率的。影響枯燥速率的因素很多，它與物料性質(zhì)和枯燥介質(zhì)〔空氣〕的狀況有條件下不變的狀況下，對(duì)同類物料，當(dāng)厚度和外形肯定時(shí)，速率Na是物料干基含水量的函數(shù)。Na=f(X) 〔5〕3、傳質(zhì)系數(shù)(恒速枯燥階段)分別以下面兩式表示：dQAdtt 〔6〕wdwAdK HH w

H

〔7〕Q——由空氣傳給物料的熱量〔KJ〕α——對(duì)流傳熱系數(shù)〔Kw/m2℃〕t、t〔℃〕wK〔kg/m2s△H〕HHH——t、t〔kg/kg〕w w當(dāng)物料肯定，枯燥條件恒定時(shí)，α，KH

的值也保持恒定。在恒速枯燥階段物料外表保持足夠潤濕，枯燥速率由外表水分汽化速率所掌握。假設(shè)無視以由空氣以對(duì)流的方式供給，此時(shí)物料外表溫度即空氣的濕球溫度tw化所需熱量等于空氣傳入的熱量，即：rd

時(shí)水的汽化潛熱〔KJ/Kg〕 〔8〕w w Q w wrd dQ

w Ad

Ad即： rKHw h w

wtt

〔9〕K H r Hw w

w 〔10〕H5m/s時(shí)，上式〔10〕又可簡化為：K H 1.09KHH、H：w

〔11〕由干濕球溫度t、t，依據(jù)濕焓圖或計(jì)算出相應(yīng)的H，H；w w2計(jì)算流量計(jì)處的空氣性質(zhì)：由于從流量計(jì)到枯燥室雖然空氣的溫度、相對(duì)濕度發(fā)生變化，但其濕度未tL流量計(jì)處濕空氣的比體積：v=(2.83×10-3+4.56×10-3H)(t+273) [kgH 水/m3 ]干氣流量計(jì)處濕空氣的密度是：ρ=〔1+H〕/vH

[kg/m3 ]濕氣計(jì)算流量計(jì)處的質(zhì)量流量m[kg/s]：測(cè)得孔板流量計(jì)的壓差計(jì)讀數(shù)為ΔP[Pa]：u0

C0

[m/s]2P流量計(jì)處的質(zhì)量流量：m=u2P0 0

為孔板孔面積枯燥室的質(zhì)量流速G[kg/m2s]：HmmG：枯燥室的質(zhì)量流速為：G=m/A [kg/m2s] A為枯燥室的橫截面積傳熱系數(shù)α的計(jì)算：〔空氣〕流過物料外表可以是平行的，也可以是垂直的，也可以的傳熱系數(shù)，所以其兩個(gè)橫向面積的影響可無視。承受α閱歷式：對(duì)水-空氣系統(tǒng)，當(dāng)空氣流淌方向與物料外表平行，其質(zhì)量G=0.68~8.14kg/m2s；t=45~150℃。0.0143G0.8 [kw/m2℃] 〔12〕KH由〔12〕計(jì)算出α代入〔11〕式即可用式計(jì)算出傳質(zhì)系數(shù)K。H三、試驗(yàn)裝置3熱電阻Gc=21g熱電阻Gc=21g濕球溫度計(jì)原理圖棉紗氣流濕物料尺寸水杯控枯燥室重量傳感器電加熱器蝶閥ΔP進(jìn)鮮氣排出部分廢氣 tLφ55.77φ72離心風(fēng)機(jī)圖1 洞道式枯燥裝置〔本試驗(yàn)裝置可由調(diào)整風(fēng)機(jī)的頻率來調(diào)整風(fēng)量，試驗(yàn)時(shí)蝶閥處于全開狀態(tài)，流入風(fēng)機(jī)進(jìn)口，形成循環(huán)風(fēng)洞枯燥。度不變。承受自動(dòng)控溫，具體溫度可人為設(shè)定。本試驗(yàn)有三個(gè)計(jì)算溫度，一是進(jìn)枯燥室的干球溫度〔為設(shè)定的儀表讀數(shù)，。有關(guān)參數(shù)：，750w圓管內(nèi)徑：73.6mm方管尺寸：150×200mm〔寬×高〕孔板流量計(jì)：全不銹鋼，環(huán)隙取壓，孔徑57.01mm，m=0.6 C=0.7402×1.5Kw，自動(dòng)控溫WMF—2023，0～5000Pa熱電阻傳感器：Pt100溫度掌握器：宇電518MCK—ZS4130×80×1〔長×寬×厚21本試驗(yàn)消耗和自備設(shè)施：電負(fù)荷：3+0.75Kw四、試驗(yàn)步驟：170〔不能滴水試驗(yàn)用。2600～900Pa；4〔一般在80—之間。開啟加熱開關(guān)，溫控器開頭自動(dòng)掌握電熱絲的電流進(jìn)展自動(dòng)控溫，漸漸到達(dá)設(shè)定溫度。52分種，開頭讀取物料重量〔最好從整克數(shù)據(jù)開頭記錄，記錄下試樣質(zhì)量每36760℃機(jī)的開關(guān)，關(guān)閉儀表上電開關(guān)。友情提示：180—95℃之間。2、放物料時(shí)，手要用水淋濕以免燙手；放好物料時(shí)檢查物料是否與風(fēng)向平行。留意事項(xiàng)1、在總電源接通前，應(yīng)檢查相電是否正常，嚴(yán)禁缺相操作。亂動(dòng)。3、全部儀表按鍵最好由教師提前設(shè)定或調(diào)整好，學(xué)生不要亂動(dòng)。4、開加熱電壓前必需開啟風(fēng)機(jī)，并且必需調(diào)整變頻器有肯定風(fēng)量，關(guān)閉風(fēng)機(jī)前必需先關(guān)閉電加熱，且在溫度降低到60℃以下時(shí)再停風(fēng)機(jī)。本裝置在設(shè)計(jì)時(shí)，說明書進(jìn)展。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算例如：1設(shè)備物料有關(guān)恒定數(shù)據(jù)〔單位：mm〕長寬物料尺寸厚絕干重〔g〕枯燥室尺寸高 寬孔板尺寸孔徑 管徑130801029.34200 15057.0173.65表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表№t〔℃〕t〔℃〕t〔℃〕W〔g〕ΔP〔Pa〕Δθ(s)X(g/g)Na(g/ms)wL193.633.868.010380502.5106294.134.268.61008052933.40840.40956394.634.568.8978032132.30610.56338494.934.469.1948071992.20380.60300595.034.469.2918051832.10160.65570695.134.669.3888091861.99930.64516795.334.869.5858011731.89710.64615895.134.969.6827991861.79480.64516995.034.969.5798001701.69260.655881095.034.869.3767981891.59030.634921195.234.869.6738001951.48810.615381295.135.169.6707972021.38580.594061395.235.169.6677952101.28360.571421495.135.169.9647962011.18130.597001595.034.969.5617982061.07910.582521694.935.069.5587902040.97680.588231795.335.069.9557952020.87460.594061894.734.770.0528032140.77230.560751994.835.069.0497962120.67010.566042095.435.169.6467932010.56780.597022195.134.969.6438012200.46560.545452294.935.069.7408032150.36330.558142395.134.770.0377952440.26110.491822494.934.569.8348062910.15880.412372595.234.570.1318024070.05660.29484現(xiàn)以第2組數(shù)據(jù)為計(jì)算例如：1、枯燥速率曲線6

WWCWC

10029.342.4129.34

[g/g]

w 3 0.41 [g/(m2S)]A 0.0250293A=2〔0.13*0.08+0.08*0.01+0.13*0.01〕=0.0250m22、KHH、H：w查得濕球溫度tw下：飽和蒸汽壓Ps=5547.2[Pa] 汽化潛熱rw=2409.7[KJ/Kg]P

5547.2sH 0.622sW 101325Ps

0.622 0.0361013255547.2HH

(tt )1.090.036(94.94434.789) 1.09 0.0088W W rW

2409.7計(jì)算流量計(jì)處的空氣性質(zhì)：流 量 計(jì) 處 濕 空 氣 的 比 體 積 ：v (2.831034.56103H)(t273)(2.831034.561030.0088)(94.944273)H1.056 [m3/Kg干氣]流量計(jì)處濕空氣的密度是：ρ=〔1+H〕/vH

=(1+0.0088)/1.56=1.065 [kg/m3 ]濕氣計(jì)算流量計(jì)處的質(zhì)量流量m[kg/s]：22P2800.81.065qC0

A0

0.740.002551

0.0732

[m3/S]

0

3.140.0570120.002551

2]

C 0.740 4 4 0流量計(jì)處的質(zhì)量流量：m=q×ρ=0.0732×1.065=0.0687[kg/s]枯燥室的質(zhì)量流速G[kg/m2s]：枯燥室的質(zhì)量流速為：G=m/A=0.08687/0.03=2.29[kg/m2s]A=0.15×0.2=0.03 m2枯燥室的流速為：u=q/A=0.0732/0.03=2.4398 [kg/m2s]傳熱系數(shù)α的計(jì)算：0.0143G0.80.01432.290.80.02546 [kw/m2℃]計(jì)算K： KH

1.09

0.032461.09

0.02978

[Kg/m2S]3、實(shí)測(cè)恒速枯燥階段的傳質(zhì)系數(shù)從枯燥速率曲線圖中可得恒速階段的平均枯燥速率：Na=0.5984[g/m2S]7實(shí)測(cè)傳質(zhì)系數(shù)為：K Na

0.5984/1000 0.02198

[Kg/m2S]H H H 0.0360.0088W六、多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其結(jié)果的直觀分析較優(yōu)方案。在進(jìn)展綜合分析時(shí)，應(yīng)依據(jù)以下四條原則：的原則，選取消滅次數(shù)較多的優(yōu)水平；的水平；對(duì)重要的指標(biāo)。在本試驗(yàn)中需要考察三個(gè)指標(biāo)：K〔傳質(zhì)系數(shù)，Na〔枯燥速率，X〔臨界h C含水量，傳質(zhì)系數(shù)和枯燥速率越大越好，臨界含水量越小越好，依據(jù)前期探究3AB選擇羊毛氈最正確枯燥條件。水平3因素水平表A〔Pa〕B〔℃〕170085280090390095由于這是一個(gè)2因素3449表4 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)AB空列空列K N XhaC111110.0270.5970.483212220.0210.4950.800313330.0230.5830.806421230.0360.6400.540522310.0280.4800.320623120.0240.6000.561731320.0270.6400.432832130.0220.5980.545933210.0230.5510.6408主次和優(yōu)方案〔5，并畫出各因素與各指標(biāo)的趨勢(shì)圖〔2示。指標(biāo)K1指標(biāo)K1K2K3Kk1hk2k3RK1K2K3Nak1k2k3RBAK1K2K3Xk1Ck2k3RAB空列空列0.07050.08960.07230.07720.08740.07070.08000.07180.07200.06960.07770.08090.02350.02990.02410.02570.02910.02360.02670.02390.02400.02320.02590.02700.00560.00670.00260.0030BA1.67501.87701.79541.62801.72001.09341.68601.73501.78941.73401.70301.82140.55830.62570.59850.54270.57330.36450.56200.57830.59650.57800.56770.60710.03810.26120.03650.06452.08931.45531.58941.44332.14601.66541.98001.79271.66