干燥實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 干燥實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握干燥曲線和干燥速率曲線的測(cè)定方法。2、學(xué)習(xí)物料含水量的測(cè)定方法。3、加深對(duì)物料臨界含水量Xc的概念及其影響因素的理解。4、計(jì)算恒速階段的干燥速率以及降速階段干燥速率線斜率。5、學(xué)習(xí)用誤差分析方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差估算。二、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置為洞道式循環(huán)干燥器（見圖1），其基本參數(shù)如下:洞道尺寸：長1.10米、寬0.125米、高0.180米；加熱功率：500w1500w；空氣流量：1-5m3/min；干燥溫度：40120C;天平：量程（0-200g），最小秤量值0.1g；干、濕球溫度計(jì)。圖1干燥實(shí)驗(yàn)裝置原理圖1-風(fēng)機(jī)，2-孔板流量計(jì)，3-傾斜式壓差計(jì)，4-風(fēng)速調(diào)節(jié)閥，

2、5-電加熱器，6-干燥室7-試樣架，8-熱重天平，9-電流表，10干球溫度計(jì)，11握球溫度計(jì)，12-觸點(diǎn)溫度計(jì)13-晶體管繼電器，14加熱開關(guān)，15,16片式閥門三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、每組在某固定的空氣流量和某固定的空氣溫度下測(cè)量一種物料干燥曲線、干燥速率曲線和臨界含水量。2、測(cè)定恒速干燥階段物料與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)原理圖2干燥速率曲線物料在恒定干燥條件下的干燥過程分為三個(gè)階段：I物料預(yù)熱階段；II恒速干燥階段；III降速階段圖2。圖中AB段處于預(yù)熱階段，空氣中部分熱量用來加熱物料。在隨后的第II階段BC,由于物料表面存在自由水分，物料表面溫度等于空氣的濕球溫度tw,傳入的熱量只用來蒸發(fā)

3、物料表面的水分,物料含水量隨時(shí)間成比例減少，干燥速率恒定且較大。到了第III階段，物料中含水量減少到某一臨界含水量時(shí)，由于物料內(nèi)部水分的擴(kuò)散慢于物料表面的蒸發(fā)，不足以維持物料表面保持潤濕,則物料表面將形成干區(qū)，干燥速率開始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲線CD逐漸達(dá)到平衡含水量X*而終止。干燥速率曲線只能通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，因?yàn)楦稍锼俾什粌H取決于空氣的性質(zhì)和操作條件，而且還受物料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及所含水分的性質(zhì)的影響。干燥速率為單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上汽化的水分質(zhì)量，用微分式表示，則為dwu=Add(kg/m3s)式中：u干燥速率kg/m2sA干燥表面m2血相應(yīng)的干燥時(shí)間sdw汽化的水分量kg因?yàn)閣-G

4、fx所以式（i）可改寫為dwGdxGAxUccAdAdAA式中：Gc濕物料中絕干物料的質(zhì)量kg濕物料含水量kg水/kg絕干料負(fù)號(hào)表示物料含水量隨干燥時(shí)間的增加而減少。GAx=Gcc=G-Gs(i)s(i+1)(G-GGG-cs(i+1)IGGc式中：Gs（i）、Gs（i+1）分別為At時(shí)間間隔內(nèi)開始和終了時(shí)濕物料的質(zhì)量kg圖2中的橫坐標(biāo)x為相應(yīng)于某干燥速率下的物料的平均含水量。-x+xX=i+12(G+G)si+1)-1l2G丿c(4)以u(píng)為縱坐標(biāo)，某干燥速率下的濕物料的平均含水量兀為橫坐標(biāo)，即可繪出干燥速率曲線（見圖2）。五、實(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)前量取試樣尺寸（長、寬、高），并稱量絕干物料的質(zhì)量

5、。將已知絕干質(zhì)量的物料試樣放入水中浸泡，稍候片刻取出，讓水分均勻擴(kuò)散至整個(gè)樣，然后稱取濕試樣質(zhì)量。開啟風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)速調(diào)節(jié)閥至預(yù)定風(fēng)速值。適當(dāng)打開閥15、16，調(diào)好觸點(diǎn)溫度計(jì)至預(yù)定溫度（這些一旦調(diào)整好后可以固定下來），開加熱器。將晶體管繼電器開關(guān)打開，并打開一組或二組輔助加熱器。待溫度接近預(yù)定溫度時(shí)應(yīng)注意觀察，視情況增減輔助加熱，避免“超溫失控”或“欠溫失控，”直至確信控制正常后，才讓其自動(dòng)運(yùn)行。檢查稱重天平是否靈活，并調(diào)平衡。記下支架重量。待空氣狀態(tài)穩(wěn)定后，打開干燥室門，將濕試樣放到支架上。立刻加砝碼使天平接近平衡，但砝碼一邊稍輕，待水分干燥至天平指針平衡時(shí)開動(dòng)秒表。6間隔一定時(shí)間后（根據(jù)干燥

6、速率快慢，選擇）.5min2min），稱量物料質(zhì)量，記下干燥時(shí)間、干濕球溫度計(jì)10和11讀數(shù)、傾斜式壓差計(jì)讀數(shù)以及稱量天平讀數(shù)。如此往復(fù)進(jìn)行，直至試樣接近平衡水分為止（5min稱量天平讀數(shù)不變）。7.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先關(guān)電加熱器，使系統(tǒng)冷卻后再關(guān)風(fēng)機(jī)，卸下試樣，并收拾整理現(xiàn)場(chǎng)。六、實(shí)驗(yàn)流程示意圖1-風(fēng)機(jī)，2-孔板流量計(jì)，3-傾斜式壓差計(jì)，4-風(fēng)速調(diào)節(jié)閥，5-電加熱器，6-干燥室7-試樣架，8-熱重天平，9-電流表，10干球溫度計(jì)，11-濕球溫度計(jì)，12-觸點(diǎn)溫度計(jì)13-晶體管繼電器，14加熱開關(guān)，15,16片式閥門七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表1干燥速率曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時(shí)間min濕球溫度計(jì)11讀數(shù),C干球溫度計(jì)

7、10A讀數(shù),C空氣進(jìn)口讀數(shù),C空氣出口讀數(shù),C孔板流量計(jì)讀數(shù)干燥物稱量，gX（kg水/kg絕干料）052.968.559.263.855.811.22.343152.968.559.564.155.810.82.224253.069.059.864.455.510.52.134353.069.259.964.655.310.22.045453.069.560.064.855.39.81.925653.069.660.164.955.39.11.716853.169.860.36555.38.41.5071053.269.960.565.255.37.81.3281253.570.160.865

8、.455.37.11.1191453.770.261.265.655.16.50.9401653.870.361.465.755.16.10.821205470.861.866.155.15.30.5822454.371.261.966.655.04.70.4032854.571.562.166.955.04.20.2543354.871.962.567.155.03.90.1643755.072.162.867.455.03.70.1044155.172.463.167.655.03.50.0454555.273.963.367.855.03.40.0154955.273.963.567.9

9、55.03.350根據(jù)以上數(shù)據(jù)可作出恒定干燥條件下的干燥曲線如下:56555352511211卜JI102030405060t/min根據(jù)u=oooon-1加tdwGdxGAx存=aAt式中：Gc濕物料中絕干物料的質(zhì)量kg濕物料含水量kg水/kg絕干料負(fù)號(hào)表示物料含水量隨干燥時(shí)間的增加而減少。GAx=Gcc=G-Gs(i)s(i+1)(G-GGG-)s(i)cs(i+1)cGG丿cc(G+GsI2Gc物料長5.5cm,寬3.0cm,高1.6cm,計(jì)算數(shù)據(jù)如下:式中：Gs(i)、Gs(i+1)分別為A時(shí)間間隔內(nèi)開始和終了時(shí)濕物料的質(zhì)量kg橫坐標(biāo)x為相應(yīng)于某干燥速率下的物料的平均含水量。-1X（k

10、g水/kg絕干料）u*10-3(kg/m2s)2.3134.042.2544.042.1644.042.1044.041.8964.041.6874.041.5674.041.2763.541.0753.030.8812.020.5371.520.3731.01以u(píng)為縱坐標(biāo)，某干燥速率下的濕物料的平均含水量x為橫坐標(biāo)，繪出干燥速率曲線:T燥速率曲線2.1*1154535251504.3.2.由上圖可以得出臨界含水量Xc=kg水/kg絕干料，平衡含水量X*=kg水/kg絕干料八、結(jié)果分析與討論由于物料的預(yù)熱段時(shí)間較短，所以這次試驗(yàn)在天平平衡后開始計(jì)時(shí)時(shí)就已經(jīng)進(jìn)入恒速干燥階段。根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算作圖

11、可以得到臨界含水量Xc=kg水/kg絕干料，平衡含水量X*=kg水/kg絕干料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(zhì)；固體物料層的厚度或顆粒大??；空氣的溫度、濕度和流速；空氣與固體物料間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式?？諝饬魉倭髁孔兇蠡蛘邷囟壬?，臨界含水量變小，恒定干燥速率會(huì)變大。 0.554 該試驗(yàn)需要注意的是：干燥器內(nèi)必須有空氣流過才能開啟加熱，防止干燒損壞加熱器，出現(xiàn)事故。干燥物料要充分浸濕，但不能有水滴自由滴下，否則將影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。對(duì)濕球溫度計(jì)不要經(jīng)常補(bǔ)水，以防冷水加入使溫度計(jì)外紗布溫度降低，它需很長一段時(shí)間才能達(dá)到平衡；干燥速率曲線是在恒定干燥條件下進(jìn)行，故在測(cè)

12、定過程中，需保證干燥溫度、濕度、氣體流量不發(fā)生變化。九、思考題在7080C的空氣流中干燥，經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間，能否得到絕干物料？為什么？通常要獲得絕干物料采用什么方法？答：不能，相當(dāng)一部分時(shí)間后會(huì)達(dá)到平衡，即達(dá)到平衡含水量，而平衡含水量所對(duì)應(yīng)的濕度不為0；為得到絕干物料可以用把物料磨成粉末增大干燥面積，也可以換用其他的干燥設(shè)備。測(cè)定干燥速率曲線有何意義？它對(duì)設(shè)計(jì)干燥器及指導(dǎo)生產(chǎn)有些什么幫助？答：研究干燥速率曲線，可以據(jù)此使干燥速度控制在恒定干燥階段，防止被干燥物開裂等不希望出現(xiàn)的情況發(fā)生。使用廢氣循環(huán)對(duì)干燥作業(yè)有什么好處？干燥熱敏性物料或易變形、開裂的物料為什么多使用廢氣循環(huán)？怎樣調(diào)節(jié)新鮮空氣和廢氣的比例？答：節(jié)約能源，提高熱效率，同時(shí)有利于維持干燥介質(zhì)的溫度和濕度不變。在干燥熱敏性物料或易變形、開裂的物料使用廢氣循環(huán)可以降低干燥介質(zhì)的溫度及提高干燥介質(zhì)的濕度，降低干燥速率防止物料經(jīng)歷過高的溫度變質(zhì)。為什么在操作過程中要先開鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)后再開電熱器？答：干燥過程中，如果先開電熱器，產(chǎn)生的熱量如果沒有鼓風(fēng)機(jī)吹，將會(huì)使設(shè)備燒壞。先將風(fēng)機(jī)打開，電熱器散發(fā)的熱量便能及時(shí)地被風(fēng)帶走。鼓風(fēng)機(jī)起動(dòng)需要很大的起動(dòng)電流，如果電熱器開著，可能會(huì)造成線路過載。但如果先開鼓風(fēng)機(jī)，起動(dòng)電流中便少了電熱器的電流量，這樣對(duì)于電路更安全。u/10-3(Kg/m2s)2.0652