干燥速率曲線的測定實驗

枯燥速率曲線的測定試驗一、試驗內容在肯定枯燥條件下測定硅膠顆粒的枯燥速率曲線；測定氣體通過枯燥器的壓降。二、試驗目的了解測定物料枯燥速率曲線的工程意義學習和把握測定枯燥速率曲線的根本原理和試驗方法。了解影響枯燥速率的有關工程因素，生疏流化床枯燥器的構造特點及操作方法。三、試驗根本原理〔水或者有機溶劑汽化分別的單元操作，在化工，輕工及農、林、漁業(yè)產品的加工等領域有廣泛的應用。尚無成熟的理論方法來計算枯燥速率，工業(yè)上仍需依靠于試驗解決枯燥問題。物料的含水量，一般多用相對于濕物料總量的水分含量，即以濕物料為基準的含水率，〔kg/kg〕來表示，但枯燥時物料總量不斷發(fā)生變化，所以，承受以干物料為基準的含水率X〔kg/kg〕來表示較為便利。和XωX=1?ωω= ??1+??計或選型，通常規(guī)定枯燥時間和枯燥工藝要求，需要確定枯燥器的類型和枯燥面積，或者，是需要知道物料的枯燥特性，即枯燥速率曲線?？菰锼俾室话阌脝挝粫r間內單位面積上汽化的水量表示式中????——枯燥速率，kg/(m2·s)；??——枯燥除去的水量，kg；??——平均面積，m2；??——枯燥時間，s。

????=??????枯燥速率也可以以干物料為基準，用單位質量干物料在單位時間內所汽化的水量表示????式中????——干物料質量，kg。由于

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????????=?????????因此????????‘=?????枯燥速率表示在肯定的枯燥條件下物料的含水率與枯燥時間之間的關系。況，枯燥曲線〔枯燥速率曲線〕都可以分為兩個階段，即恒速枯燥階段和降速枯燥階段。如12-112-2恒速枯燥階段如圖12-2中的BC變，并近似等于熱空氣的失球溫度。假設枯燥條件恒定，則枯燥速率亦恒定不變。會有一為時不長的預熱階段，如圖AB所示。由于預熱階段一般格外短暫，在試驗中會由于試驗條件和檢測條件的局限而測定不出該段曲線。降速枯燥階段使這局部水汽化，全部這些因素綜合起來，使得枯燥速率不斷下降，物料溫度也漸漸上升，最終到達平衡含水率Ce而終止。恒速階段與降速階段交點處的含水率稱為臨界含水率，用Co表示。率得到一系列不同時間對應的枯燥速率??‘。通過作圖標繪即可得到枯燥速率曲線。應當留意的是，枯燥〔速率〕曲線，臨界含水率均顯著地受到物料構造〔大小和形態(tài)〕和物料與熱風的解除狀態(tài)〔與枯燥器的類型有關〕的影響，例如，對于粉狀物料，假設其顆粒呈分散狀態(tài)在熱風中枯燥時，不但枯燥面積大，其臨界含水量也比較低，簡潔枯燥；假設物料〔速率曲線和臨界含水率數(shù)據才有工業(yè)應用價值。四、試驗設計試驗方案本試驗擬承受流化枯燥方法枯燥硅膠顆粒物料，硅膠粒度為40-60目。通過測定不同時間硅膠顆粒的含水率變化和物料溫度檢測測點及測試方法試驗中需測定的數(shù)據有枯燥時間τ和與之對應的物料溫度t和含水率X?？菰飼r間用計時表計時。物料的溫度用水銀玻璃溫度計測定。由于在流化狀態(tài)下測定硅膠顆粒的溫度有困難，近似以測定流化床床層溫度來代替。物料的含水率X承受烘干稱重法測定。其測定方法為：抽取肯定量的試樣置于試樣瓶中，稱其重量，記為??1，??1=??0+??‘1??0為瓶重，g；??‘1為樣品〔濕物料〕重，g。120℃烘干20min，再將試樣瓶取出稱重，并記為??2，??2=??0+??‘2??‘2為干物料重，g。則樣品中水分含量為樣品的干基含水率

??‘2=??2???0???=??2???1掌握點及調整方法

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?????‘2試驗中需要掌握的操作變量有：空氣流量，空氣溫度?？諝饬髁坑棉D子流量計調整?？諝鉁囟扔秒娂訜崞骱凸虘B(tài)繼電器掌握儀表自動調整。試驗裝置和流程主要設備和儀表、玻璃流化床枯燥器，床層內徑140mm；空氣源〔羅茨鼓風機；轉子流量計；空氣電加熱器；固態(tài)繼電器控溫儀系統(tǒng)；水銀玻璃溫度計；電熱烘箱；0.0001g。12-3由羅茨鼓風機輸送的空氣流，經轉子流量計計量和電加熱器預熱后，通過流化床的空氣風分別器脫除其中的微粒后排空，樣品借助于安裝在床層中部的“推拉式”取樣器采集。五、試驗操作要點預先調整風量12-14/，使床層顆粒層處于良好流化狀態(tài)。開啟電加熱器開關預熱空氣，翻開旁路放空閥4。待空氣升溫至60-70oC左右，將旁路放空閥關閉使熱空氣進入床層。每隔5~10min候，實行密集點取樣，直至床層溫度達61℃完畢取樣。試驗完畢后，先關閉電加熱電源開關，待床層冷卻后，在關閉空氣閥〔轉子流量計。取完后則要翻開蓋子一起放入微波爐烘干大約5min冷至常溫后再去稱重。1212原始數(shù)據記錄165℃14.5m3/h64℃220m3/ht/minT/℃瓶子編號t/minT/℃瓶子編號036.01034.211532.02.533.01032.02532.2121532.41032.2132033.031533.0142533.841833.53034.252034.0153335.062335.01’3635.872636.02’3936.382937.03’4237.093238.04’4537.83539.04738.13739.85’5239.3104041.05540.0瓶子編號??0??1??2?????‘2X134.106637.198436.82850.36992.72190.1359229.676433.149332.78620.36313.10980.1168330.561331.498031.40840.08960.84710.1058434.502936.726436.55640.17002.05350.0828531.936933.817233.68680.13041.74990.0745633.294635.750835.62750.12332.33290.0529733.158335.167435.04210.12531.88380.0665830.870733.220233.07590.14432.20520.0654932.899434.819134.75830.06081.85890.03271033.077834.343334.29650.04681.21870.03841134.162936.132035.88730.24471.72440.14191233.751635.162735.00520.15751.25360.12561331.042833.097532.91760.17991.87480.09601431.252033.120432.99150.12891.73950.07411533.483935.514135.38470.12941.90080.06811’34.103337.001236.82160.17962.71830.06612’29.670032.514032.38540.12862.71540.04743’30.553933.293733.19140.10232.63750.03884’34.498436.708936.60340.10552.10500.05015’31.935433.745333.71120.03411.77580.0192數(shù)據處理依據試驗數(shù)據點(θ-τX-τ)標繪枯燥曲線。求出枯燥曲線上各點的斜率N’A，標繪枯燥速率曲線。對試驗結果進展分析爭論，論述所得結果的工程意義。對試驗數(shù)據誤差進展爭論，分析緣由。床40.0床40.039.038.037.036.035.034.0θ干0.10000.0800水0.0600X0.040055152535455533.032.031.030.0551525354555時間τ/min0.16000.14000.1200其次組：41.041.040.039.038.037.0溫36.0θ 35.034.033.032.005101520時間τ/min253035400.160.140.12干基0.1含0.08水X0.040.0203271217時間τ/min22273237觀看圖像可知，試驗所得的曲線與標準曲線有較大出入。在θ-τ圖中，曲線一開頭有一個下降的趨勢，這是由于前一次試驗完畢后，沒有等其溫度降驗的開頭都會有這么一個下降的階段。因此，沒有測得預熱段曲線。X-τ當引起的。無視這些特別點后，曲線變?yōu)椋旱谝唤M：干

0.16000.14000.1200基0.1000含0.0800水率0.0600X0.04000.02000.00008 2 12 22時間τ/min

32 42 52其次組：0.150.150.13基水0.07率X0.050.030.013271217時間τ/min22273237求得各點斜率，作枯燥速率曲線：第一組：0.30.250.20.150.10.0500102030405060其次組：0.450.40.350.30.250.20.150.10.0500510152025303540結果爭論：在試驗過程中，預熱階段由于前一組殘溫的原因，不能測得。在溫度上升較快的階段，密集取樣。通過觀看枯燥速率曲線可知，曲線前半段結果較為抱負，后半段數(shù)據起伏較大。高。誤差分析：1〕在稱重時沒有做到完全密封，而枯燥的硅膠具有極強的吸水性，因而造引起誤差；試驗過程中，溫度為水銀溫度計讀數(shù)，肉眼讀數(shù)，誤差較大；水參加不均勻，導致水分分布不均勻；兩次試驗參加的水量不完全相等。改進意見：將讀數(shù)改為電子溫度計，削減人為誤差；將加水斗改為噴淋式的，使水分盡量均勻分布。七、思考題測定速率曲線有什么理論或應用意義？枯燥速率曲線具有很重要的意義。在枯燥過程中，有些物料的枯燥期望熱氣流的