干燥特性曲線實驗

1、一、實驗課程名稱：化工原理二、實驗項目名稱：干燥特性曲線測定實驗三、實驗?zāi)康暮鸵螅?. 了解洞道式干燥裝置的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和操作方法。2. 學(xué)習(xí)測定物料在恒定干燥條件下干燥特性的實驗方法。3. 掌握根據(jù)實驗干燥曲線求取干燥速率曲線以及恒速階段干燥速率、臨界含水量、平衡含水量的實驗分析方法。4. 實驗研究干燥條件對于干燥過程特性的影響。四、實驗內(nèi)容和原理 實驗內(nèi)容：測定時間與物料質(zhì)量的變化關(guān)系，計算含水量、干燥速度，繪制干燥曲線與干燥速率曲線。實驗原理：在設(shè)計干燥器的尺寸或確定干燥器的生產(chǎn)能力時，被干燥物料在給定干燥條件下的干燥速率、臨界濕含量和平衡濕含量等干燥特性數(shù)據(jù)是最基本的技術(shù)依據(jù)參

2、數(shù)。由于實際生產(chǎn)中的被干燥物料的性質(zhì)千變?nèi)f化，因此對于大多數(shù)具體的被干燥物料而言，其干燥特性數(shù)據(jù)常常需要通過實驗測定。按干燥過程中空氣狀態(tài)參數(shù)是否變化，可將干燥過程分為恒定干燥條件操作和非恒定干燥條件操作兩大類。若用大量空氣干燥少量物料，則可以認為濕空氣在干燥過程中溫度、濕度均不變，再加上氣流速度、與物料的接觸方式不變，則稱這種操作為恒定干燥條件下的干燥操作。1. 干燥速率的定義干燥速率的定義為單位干燥面積（提供濕分汽化的面積）、單位時間內(nèi)所除去的濕分GdX質(zhì)量。即 U=dW=-C (101) AdtAdt2. 干燥速率的測定方法將濕物料試樣置于恒定空氣流中進行干燥實驗，隨著干燥時間的延長，水

3、分不斷汽化，濕物料質(zhì)量減少。若記錄物料不同時間下質(zhì)量G，直到物料質(zhì)量不變?yōu)橹梗簿褪俏锪显谠摋l件下達到干燥極限為止，此時留在物料中的水分就是平衡水分X。再將物料烘干后稱重得到絕干物料重Gc，則物料中瞬間含水率X為*X=G-GcGc （102） 計算出每一時刻的瞬間含水率X，然后將X對干燥時間作圖，如圖101，即為干燥曲線。圖101恒定干燥條件下的干燥曲線上述干燥曲線還可以變換得到干燥速率曲線。由已測得的干燥曲線求出不同X下的斜率dXd，再由式（101）計算得到干燥速率U，將U對X作圖，就是干燥速率曲線，如圖102所示。圖102恒定干燥條件下的干燥速率曲線五、主要儀器設(shè)備1裝置流程本裝置流程如圖

4、10-3所示?？諝庥晒娘L(fēng)機送入電加熱器，經(jīng)加熱后流入干燥室，加熱干燥室料盤中的濕物料后，經(jīng)排出管道通入大氣中。隨著干燥過程的進行，物料失去的水分量由稱重傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，并由智能數(shù)顯儀表記錄下來（或通過固定間隔時間，讀取該時刻的濕物料重量）。圖10-3干燥裝置流程圖1風(fēng)機；2管道；3進風(fēng)口；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； 10，11，12蝶閥2主要設(shè)備及儀器（1）鼓風(fēng)機：BYF7122,370W； （2）電加熱器：額定功率4.5KW；（3）干燥室：180mm×180mm×1250mm； （4）干燥物料：濕毛氈或濕砂；（5

5、）稱重傳感器：CZ500型，0300g。六、操作方法與實驗步驟1實驗步驟（1）放置托盤，開啟總電源，開啟風(fēng)機電源。（2）打開儀表電源開關(guān)，加熱器通電加熱，旋轉(zhuǎn)加熱按鈕至適當(dāng)加熱電壓（根據(jù)實驗室溫和實驗講解時間長短）。在U型濕漏斗中加入一定水量，并關(guān)注干球溫度，干燥室溫度（干球溫度）要求達到恒定溫度（例如70）。（3）將毛氈加入一定量的水并使其潤濕均勻，注意水量不能過多或過少。（4）當(dāng)干燥室溫度恒定在70時, 將濕毛氈十分小心地放置于稱重傳感器上。放置毛氈時應(yīng)特別注意不能用力下壓，因稱重傳感器的測量上限僅為300克，用力過大容易損壞稱重傳感器。（5）記錄時間和脫水量，每分鐘記錄一次重量數(shù)據(jù)；每兩

6、分鐘記錄一次干球溫度和濕球溫度。（6）待毛氈恒重時，即為實驗終了時，關(guān)閉儀表電源，注意保護稱重傳感器，非常小心地取下毛氈。（7）關(guān)閉風(fēng)機，切斷總電源，清理實驗設(shè)備。 2. 注意事項（1）必須先開風(fēng)機，后開加熱器，否則加熱管可能會被燒壞。（2）特別注意傳感器的負荷量僅為300克，放取毛氈時必須十分小心，絕對不能下壓，以免損壞稱重傳感器。（3）實驗過程中，不要拍打、碰扣裝置面板，以免引起料盤晃動，影響結(jié)果。七、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理實驗原始數(shù)據(jù)記錄表，相關(guān)數(shù)據(jù)計算。干燥面積（毛氈面積）： 0.01265 m2 ，鐵架的質(zhì)量：137.3 g毛氈吸水后質(zhì)量: 17.7 g，干燥平衡后質(zhì)量： 7.5 g，絕

7、干質(zhì)量： 7.4 g以第一組數(shù)據(jù)為計算示例Xi=G-GcGc=153.9-7.4-137.37.4=1.243由干燥速率的定義單位時間內(nèi)、單位干燥面積上汽化的水分的質(zhì)量其表達式為 NA=-A=0.115×0.11=0.01265m2在計算NA時，直接從定義出發(fā)，NA=153.9-153.40.0126529.3=1.349GCdXAd八、實驗結(jié)果與分析1. 繪制干燥曲線（失水量時間關(guān)系曲線）2、根據(jù)干燥曲線作干燥速率曲線3. 讀取物料的臨界濕含量；4. 對實驗結(jié)果進行分析討論。、在預(yù)熱段，即AB段，干燥速率是呈下降變化趨勢的，主要可能的原因是將毛氈放置于稱重傳感器上的用時太長，放的太

8、慢，以至于在沒有記錄數(shù)據(jù)時毛氈已經(jīng)開始干燥。、恒速段比較短，且有個別數(shù)據(jù)波動。、我們實驗數(shù)據(jù)較少，可能就是我們的毛氈剛開始的時候擰的比較干，干燥時間比較短。九、討論、心得1、思考題、什么是恒定干燥條件？本實驗裝置中采用了哪些措施來保持干燥過程在恒定干燥條件下進行？答：恒定干燥條件指干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式，都在整個干燥過程中均保持恒定。密封干燥廂并利用加熱保持溫度恒定在70；濕料鋪平濕毛氈后，干燥介質(zhì)與濕料的接觸方式也恒定。、控制恒速干燥階段速率的因素是什么？控制降速干燥階段干燥速率的因素又是什么？答：恒速干燥階段的干燥速率的大小取決于物料表面水分的汽化速率，亦取決定于物料

9、外部的干燥條件，所以恒定干燥階段又稱為表面汽化控制階段。降速階段的干燥速率取決于物料本身結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，而與干燥介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)關(guān)系不大，故降速階段又稱物料內(nèi)部遷移控制階段。、為什么要先啟動風(fēng)機，再啟動加熱器？實驗過程中干、濕球溫度計是否變化？為什么？如何判斷實驗已經(jīng)結(jié)束？答：讓加熱器通過風(fēng)冷慢慢加熱，避免損壞加熱器，反之如果先啟動加熱器，通過風(fēng)機的吹風(fēng)會出現(xiàn)急冷，高溫極冷，損壞加熱器。理論上干、濕球溫度是不變的，但實驗過程中干球溫度不變，但濕球溫度緩慢上升，估計是因為干燥的速率不斷降低，使得氣體濕度降低，從而溫度變化。濕毛氈恒重時，即為實驗結(jié)束。、若加大熱空氣流量，干燥速率曲線有何變化？恒速

10、干燥速率、臨界濕含量又如何變化？為什么？答：若加大熱空氣流量，干燥曲線的起始點將上升，下降幅度變大，并且到達臨界點的時間縮短，臨界濕含量降低。這是因為風(fēng)速增加后，加快了熱空氣的排濕能力。2、心得、必須做好實驗預(yù)習(xí)，如果實驗預(yù)習(xí)都不做，只是在實驗之前聽老師講講，自己操作時胡亂做做，或者只是看著旁邊的人動手，那做實驗就是打醬油。只要先把原理弄懂，其實做實驗的時間是游刃有余的，不需要趕著做，這樣只會越做越亂。、本次實驗的操作部分比較簡單，只要記錄好數(shù)據(jù)就可以了。第一次實驗時，都是需要是調(diào)節(jié)閥門來控制。對于CAI實驗，剛開始時有點不上手，需要慢慢摸索，多幾次練習(xí)就熟練了。這次實驗實在理論課上完之后（特別是干燥實驗），更加能加深理論知識的理解。、干