干燥速率曲線測定實驗

--------試驗７枯燥速率曲線測定試驗一、試驗目的⒈了解洞道枯燥器的構(gòu)造，練習操作。⒉在恒定空氣溫度和流量條件下，測定物料的枯燥曲線和枯燥速率曲線。Xc的概念及其影響因素的理解。⒋測定恒速枯燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)。二、試驗原理當濕物料與枯燥介質(zhì)相接觸時,物料外表的水分開頭氣化，并向四周介質(zhì)傳遞。依據(jù)枯燥過程中不同期間的特點，枯燥過程可分為兩個階段。第一個階段為恒速枯燥階段。在過程開頭時，由于整個物料的濕含量較大,其內(nèi)部的水分能快速地到達物料外表。因此,枯燥速率為物料外表上水分的氣化速率所掌握,故此階段亦稱為外表氣化掌握階段。在此階段,枯燥介質(zhì)傳給物料的熱量全部用于水分的氣化,物料外表的溫度維持恒定(等于熱空氣濕球溫度〕,物料外表處的水蒸汽分壓也維持恒定，故枯燥速率恒定不變。其次個階段為降速枯燥階段，當物料被枯燥到達臨界濕含量后,便進入降速枯燥階段。枯燥速率為水分在物料內(nèi)部的傳遞速率所掌握。故此階段亦稱為內(nèi)部遷移掌握階段。隨著物料濕含量漸漸削減,物料內(nèi)部水分的遷移速率也漸漸削減，故枯燥速率不斷下降。恒速段的枯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運動方式。恒速段的枯燥速率和臨界含水量是枯燥過程爭論和枯燥器設(shè)計的重要數(shù)據(jù)。本試驗在恒定枯燥條件下對帆布物料進展枯燥,測定枯燥曲線和枯燥速率曲線,目的是把握恒速段枯燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。⒈枯燥速率的測定UdW”W”(7-1)式中：U—枯燥速率，ｋg/〔m2·h)；S2〔—時間間隔,h；W”時間間隔內(nèi)枯燥氣化的水重量,ｋg。⒉物料干基含水量(7-2)X—物料干基含水量，kg/kg

Sd SXG”Gc”Gc”G—固體濕物料的量，kg;Gc—絕干物料量,kg。⒊恒速枯燥階段,物料外表與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定Uc

dW”Sd

dQ”r Sd

(ttw)r(７-3〕

tw twUcr twttw(7－4)式中：—恒速枯燥階段物料外表與空氣之間的對流傳熱系數(shù),W/〔m２·℃)；Uc—恒速枯燥階段的枯燥速率,kg/(m2·s〕;t —枯燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃；wt—枯燥器內(nèi)空氣的干球溫度,℃；r —ttw

℃下水的氣化熱,Ｊ/kg。⒋枯燥器內(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抱負氣體的狀態(tài)方程式可推導出:Vt

V t0

273 t273 t0〔7-５〕式中：V—枯燥器內(nèi)空氣實際流量，m3／s；tt —流量計處空氣的溫度，℃;0V —常壓下t℃時空氣的流量，m3/s;t0 ０t—枯燥器內(nèi)空氣的溫度,℃。2PV 2Pt0 0 0〔7-６)(7-7〕,C=0.６70 0A—節(jié)流孔開孔面積，m2;０dd=0．05０m；0 ０ΔP—節(jié)流孔上下游兩側(cè)壓力差，Pａ；ρ—孔板流量計處t 時空氣的密度，kg/m3。0

A 0 4 0四、試驗裝置7-1枯燥器類型：洞道洞道尺寸:長１.10.1250.１80加熱功率:５00w—１500ｗ;空氣流量:1-5m3／ｍin；枯燥溫度：４0--120℃〔-20ｇ.2(0１5℃，精度05孔板流量計處溫度計顯示儀：量程(０-１00℃),精度０.5孔板流量計壓差變送器和顯示儀:量程(0－４Kpａ〕,精度０．5級;0.57-1洞道枯燥試驗流程示意圖1—離心風機；2—孔板流量計；3、15—孔板流量計處溫度計顯示儀；4、17—重量傳感器顯示儀；5—枯燥物料〔帆布；67—干球溫度計；8、14—濕球溫度計顯示儀；9—洞道枯燥室；10—廢氣排出閥；11—廢氣循環(huán)閥；12—穎空氣進氣閥；13—電加熱掌握儀表；16—孔板流量計壓差變送器和顯示儀四、操作方法⒈將枯燥物料(帆布)放入水中浸濕。⒉調(diào)整送風機吸入口的蝶閥１2⒊用廢氣排出閥1０和廢氣循環(huán)閥１1表中設(shè)定干球溫度,儀表自動調(diào)整到指定的溫度。⒋在空氣溫度、流量穩(wěn)定的條件下，用重量傳感器測定支架的重量并記錄下來。⒌把充分浸濕的枯燥物料(帆布)54⒍在穩(wěn)定的條件下，記錄枯燥時間每隔2量不再明顯減輕為止。⒎變空氣流量或溫度,重復上述試驗。⒏關(guān)閉加熱電源，待干球溫度降至常溫后關(guān)閉風機電源和總電源。⒐試驗完畢,一切復原。五、報告內(nèi)容平衡含水量。⒉轉(zhuǎn)變空氣溫度、流量繪制出枯燥曲線、枯燥速率曲線,并得出恒定枯燥速率、臨界含水量、平衡含水量。⒊計算出恒速枯燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)。六、思考題試分析空氣流量或溫度對恒定枯燥速率、臨界含水量的影響。分析承受廢氣循環(huán)枯燥濕物料的優(yōu)缺點?七、試驗結(jié)果RR:0．9０kＰa流量計處的空氣溫度ｔo：39.3℃干球溫度t:6０℃濕球溫度t:４0.0℃Ｗ框架重量G:８1.0gD絕干物料量G：2０.5g枯燥面積：0.１２×0０8８×2０.024992２序C洞道截面積:0.13×0.17=0.0２２１ｍ2號累計時間T(分〕總重量G(g〕T干基含水量X〔kｇ/kg〕平均含水量ＸＡＶ〔kg/ｋg〕枯燥速率U×１０4[kg／(s·m2)］１01３6．01.６８2９1.6585２．２２３２31３５.01.63411.６０24２.８９０36133．７1．５7071.539０2.8９049132.41.50731.４7802.6685１2１3１.21.44８81.４1463．11２615129.81.３８0５1．３488２.89071812８.5１.３1711．2８２93.1128211２７.11.24881.21７12.8909241２５.81.1854１.１51２3．1121０２71２4.41.11７１1.0854２．89０113012３.１1．05３７1.019５3.1１2１233121．７0.9８5４0．９５372．８9013361２0.４０.９2200.8902２．8901４3９11９．10.８5850．82６82．890１5４２117.80.79510.76５9２.６6816451１6.６0.７３６６0.70492．8９０1７481１５30.６7320.64３9２.6681８51114．10.61460．５8７82.4451９54１１３.00.561０0.53412．４45２05７111.90.５073０.４8292．２2３216011０．9０．45850.４3６6２．001２263110.00．414６0.39022.223２366１０9.０0．36５９0．３4８8１.5５62469108.30.３３１70.３１4６1.55625721０7.6０.29760.2８2９1.334２67５10７.0０.26830．25３７1