實驗九干燥速率曲線的測定

1、序號：01化 工 原 理 實 驗 報 告實 驗 名 稱： 干燥速率曲線的測定 學(xué) 院： 化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級： 化工095班 姓 名： 陳茜茜 學(xué) 號 09402010501 同 組 者 姓 名： 孫彬芳 陳俊燕 指 導(dǎo) 教 師： 周國權(quán) 日 期： 2011年11月03日 一、 實驗?zāi)康?、熟悉常壓洞道式(廂式)干燥器的構(gòu)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(guān)測量和控制儀器的使用方法。二、 實驗原理1、干燥曲線：物料含水量X與干燥時間t的關(guān)

2、系曲線。物料干基含水量 (1)式中：X物料干基含水量，kg水/kg絕干物料； G固體濕物料的量，kg； Gc絕干物料量，kg。 2、干燥速率曲線：表示干燥速率變化的曲線，干燥速率指單位時間、單位干燥面積上汽化的水分質(zhì)量。a、干燥速率的測定 (2)式中：U干燥速率，kg/(m2·h)； S干燥面積，m2，(實驗室現(xiàn)場提供)； 時間間隔，h； 時間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg。b、恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定 (3) (4)式中：恒速干燥階段物料表面與空氣之間的對流傳熱系數(shù)，W/(m2·)； Uc恒速干燥階段的干燥速率，kg/(m2·s)； tw

3、干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，； t干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，； rtwtw下水的氣化熱，J/ kg。 c、干燥器內(nèi)空氣實際體積流量的計算由節(jié)流式流量計的流量公式和理想氣體的狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出： (5)式中：Vt干燥器內(nèi)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(nèi)空氣的溫度，。 (6) (7)式中：C0流量計流量系數(shù)，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58套d0=0.0450 m； P節(jié)流孔上下游兩側(cè)壓力差，Pa； 孔板流量計處t0時空氣的密度，kg/m3。 3、臨界濕含量X

4、o：由實驗測定，從所得干燥速率曲線上讀取。 4、含水率： a、濕基含水率w=W/G總 b、干基含水率X=W/Gc G總= W+ Gc三、 實驗裝置流程1、裝置流程空氣用風(fēng)機送入電加熱器，經(jīng)加熱的空氣流入干燥室，加熱干燥室中的濕毛氈后，經(jīng)排出管道排入大氣中。隨著干燥過程的進(jìn)行，物料失去的水分量由稱重傳感器和智能數(shù)顯儀表記錄下來。實驗裝置如圖所示。1-風(fēng)機 2-孔板流量計 3-空氣進(jìn)口溫度計 4-質(zhì)量傳感器 5-干燥物料 6-加熱器 7-干球溫度計8-濕球溫度計 9-洞道干燥器 10-廢氣排出閥 11-廢氣循環(huán)閥 12-新鮮空氣進(jìn)氣閥 13，14，15，16,17-參數(shù)顯示儀表圖1 干燥裝置圖2、

5、主要設(shè)備及儀器(1)鼓風(fēng)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、 實驗步驟及注意事項1、實驗步驟(1)打開儀表控制柜上的儀表電源開關(guān)，開啟儀表。(2)打開儀表控制柜上的風(fēng)機電源開關(guān)，開啟風(fēng)機，這是加熱管停止按鈕燈亮。(3)按下加熱管啟動按鈕，啟動加熱管電源，剛開始加熱時，打開加熱管電源開關(guān)，可通過儀表實現(xiàn)自動控制及調(diào)節(jié)旋鈕實現(xiàn)手動控制干球溫度。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潤濕均勻，注意水量不能過多或過少。(

6、5)當(dāng)干燥室溫度恒定在70時，一定在老師的指導(dǎo)下十分小心地懸掛于稱重傳感器下的托盤上。(6)記錄時間、毛氈和剩余水的重量，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)；每兩分鐘記錄一次干球溫度和濕球溫度。(7)待毛氈恒重時，即為實驗終了時，按下停止按鈕，停止加熱，注意保護(hù)稱重傳感器，小心取下毛氈。(8)等20分鐘后，當(dāng)干球溫度降到30度左右時關(guān)閉風(fēng)機電源、儀表電源，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)特別注意傳感器是非常精密的儀器，且其負(fù)荷量僅為300g，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(dǎo)致不能再使用。(3)風(fēng)量不得低于50m

7、3/h，否則會因為風(fēng)量過小而使加熱管燒壞。五、 原始實驗數(shù)據(jù)（附頁）表一：T/minG總/gT/minG總/gT/minG總/gT/minG總/g183.71770.73358.34946.4282.61869.93457.85046.2381.81969.13556.75145.8481.82068.73655.45245.5580.42168.13755.15344.6679.52266.63854.65444.2779.12365.63953.05544.6878.52465.34052.15643.7977.22565.04151.95743.31076.62663.64250.858

8、43.41175.92762.54349.95943.41275.22862.24449.56042.81374.22961.74548.96142.71473.23060.84648.16242.81572.73159.74747.41671.73258.94847.1冷空氣流量Vmax=76.8m3/h Vmin=72.2m3/h V=1/2(Vmax+ Vmin)=74.5 m3/h托盤質(zhì)量：29.2g 絕干物料量：13.6g毛氈長：11.79cm 毛氈寬：11.79cm 毛氈高：0.30cm凹槽長：5.89cm 凹槽寬：0.9cmS=0.0267m2干球溫度t=1/2(tmax+tmi

9、n)= 1/2(75.9+61.1)=68.5濕球溫度tw=1/2(twmax+twmin)= 1/2(69.9+57.8)=63.85六、 數(shù)據(jù)處理以第一分鐘的數(shù)據(jù)為例，G=83.7-29.2=54.5gGc=13.6gX=(54.5-13.6)/13.6=3.007 W=83.7-84.2=0.5gU=W/St=0.5/(0.0267*1)=1.124 kg/(m2·h)表二T(min)X(kg水/kg絕干料)W(g/min)Ukg/(m2·h)T(min)X(kg水/kg絕干料)W(g/min)Ukg/(m2·h)13.0070.51.124321.1840

10、.81.79822.9261.12.472331.1400.61.34832.8680.81.798341.1030.51.12442.8680.00.000351.0220.10.22552.7651.43.146360.9261.32.92162.6990.92.022370.9040.30.67472.6690.40.899380.8680.51.12482.6250.61.348390.7501.63.59692.5291.32.921400.6841.12.472102.4850.61.348410.6690.20.449112.4340.71.573420.5881.12.4721

11、22.3820.71.573430.5220.92.022132.3091.02.247440.4930.40.899142.2351.02.247450.4490.61.348152.1990.51.124460.3900.81.798162.1251.02.247470.3380.71.573172.0511.02.247480.3160.30.674181.9930.81.798490.2650.71.573191.9340.81.798500.2500.20.449201.9040.40.899510.2210.40.899211.8600.61.348520.1990.30.6742

12、21.7501.53.371530.1320.92.022231.6761.02.247540.1030.40.899241.6540.30.674550.1320.30.899251.6320.30.674560.0660.92.022261.5291.43.146570.0370.40.899271.4491.12.472580.0440.10.225281.4260.30.674590.0440.00.000291.3900.51.124600.0000.61.348301.3240.92.022610.0070.10.225311.2431.12.472620.0000.10.2251

13、、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、從干燥速率曲線讀出臨界濕含量Xc=0.65(kg水/kg絕干料)七、 結(jié)果分析與討論本實驗相對來說操作較簡單，沒有特別復(fù)雜的地方，但要注意一點就是取放毛氈時必須輕拿輕放不能用力！本次實驗取得效果較理想。圖表數(shù)據(jù)精確度較高。但也不可避免的存在誤差，最終影響臨界含水量的確定。分析原因如下：1、精密稱重儀的秤盤與風(fēng)速方向未能完全平行，流體流動的非理想性致使秤盤上下存在壓差，儀器讀數(shù)未能精確反映實際的質(zhì)量變化。2、實驗過程中的數(shù)據(jù)記錄依賴電腦軟件，各數(shù)據(jù)的測量均依靠傳感器完成，該系統(tǒng)誤差也需加以考慮。3、在計算毛氈的表面積時，其實際形狀并不是理想的矩形，使所計算的表面積有所誤差。且毛氈橫向地放置，其各表面的干燥情況并不一致。4、實驗時溫度需要人為的控制，溫度不斷在65到75攝氏度之間徘徊也會影響我們對實驗數(shù)據(jù)獲取的精確性，影響實驗結(jié)果的精確度。八、 思考題解答1、毛氈含水是什么性質(zhì)的水分？答：毛氈含水有自由水和平衡水，其中干燥除去的為自由水。 2、實驗過程中干、濕球溫