干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

枯燥速率曲線的測(cè)定試驗(yàn)一、試驗(yàn)內(nèi)容在肯定枯燥條件下測(cè)定硅膠顆粒的枯燥速率曲線；測(cè)定氣體通過枯燥器的壓降。二、試驗(yàn)?zāi)康牧私鉁y(cè)定物料枯燥速率曲線的工程意義學(xué)習(xí)和把握測(cè)定枯燥速率曲線的根本原理和試驗(yàn)方法。了解影響枯燥速率的有關(guān)工程因素，生疏流化床枯燥器的構(gòu)造特點(diǎn)及操作方法。三、試驗(yàn)根本原理〔水或者有機(jī)溶劑汽化分別的單元操作，在化工，輕工及農(nóng)、林、漁業(yè)產(chǎn)品的加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。尚無成熟的理論方法來計(jì)算枯燥速率，工業(yè)上仍需依靠于試驗(yàn)解決枯燥問題。物料的含水量，一般多用相對(duì)于濕物料總量的水分含量，即以濕物料為基準(zhǔn)的含水率，〔kg/kg〕來表示，但枯燥時(shí)物料總量不斷發(fā)生變化，所以，承受以干物料為基準(zhǔn)的含水率X〔kg/kg〕來表示較為便利。和XωX=1?ωω= ??1+??計(jì)或選型，通常規(guī)定枯燥時(shí)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(shí)間內(nèi)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(shí)間，s。

????=??????枯燥速率也可以以干物料為基準(zhǔn)，用單位質(zhì)量干物料在單位時(shí)間內(nèi)所汽化的水量表示????式中????——干物料質(zhì)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(shí)間之間的關(guān)系。況，枯燥曲線〔枯燥速率曲線〕都可以分為兩個(gè)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(shè)枯燥條件恒定，則枯燥速率亦恒定不變。會(huì)有一為時(shí)不長(zhǎng)的預(yù)熱階段，如圖AB所示。由于預(yù)熱階段一般格外短暫，在試驗(yàn)中會(huì)由于試驗(yàn)條件和檢測(cè)條件的局限而測(cè)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(dá)平衡含水率Ce而終止。恒速階段與降速階段交點(diǎn)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(shí)間對(duì)應(yīng)的枯燥速率??‘。通過作圖標(biāo)繪即可得到枯燥速率曲線。應(yīng)當(dāng)留意的是，枯燥〔速率〕曲線，臨界含水率均顯著地受到物料構(gòu)造〔大小和形態(tài)〕和物料與熱風(fēng)的解除狀態(tài)〔與枯燥器的類型有關(guān)〕的影響，例如，對(duì)于粉狀物料，假設(shè)其顆粒呈分散狀態(tài)在熱風(fēng)中枯燥時(shí)，不但枯燥面積大，其臨界含水量也比較低，簡(jiǎn)潔枯燥；假設(shè)物料〔速率曲線和臨界含水率數(shù)據(jù)才有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。四、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案本試驗(yàn)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(cè)定不同時(shí)間硅膠顆粒的含水率變化和物料溫度檢測(cè)測(cè)點(diǎn)及測(cè)試方法試驗(yàn)中需測(cè)定的數(shù)據(jù)有枯燥時(shí)間τ和與之對(duì)應(yīng)的物料溫度t和含水率X?？菰飼r(shí)間用計(jì)時(shí)表計(jì)時(shí)。物料的溫度用水銀玻璃溫度計(jì)測(cè)定。由于在流化狀態(tài)下測(cè)定硅膠顆粒的溫度有困難，近似以測(cè)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(cè)定。其測(cè)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(diǎn)及調(diào)整方法

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?????‘2試驗(yàn)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(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整。空氣溫度用電加熱器和固態(tài)繼電器掌握儀表自動(dòng)調(diào)整。試驗(yàn)裝置和流程主要設(shè)備和儀表、玻璃流化床枯燥器，床層內(nèi)徑140mm；空氣源〔羅茨鼓風(fēng)機(jī)；轉(zhuǎn)子流量計(jì)；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(jì)；電熱烘箱；0.0001g。12-3由羅茨鼓風(fēng)機(jī)輸送的空氣流，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量和電加熱器預(yù)熱后，通過流化床的空氣風(fēng)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(yàn)操作要點(diǎn)預(yù)先調(diào)整風(fēng)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(guān)預(yù)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(guān)閉使熱空氣進(jìn)入床層。每隔5~10min候，實(shí)行密集點(diǎn)取樣，直至床層溫度達(dá)61℃完畢取樣。試驗(yàn)完畢后，先關(guān)閉電加熱電源開關(guān)，待床層冷卻后，在關(guān)閉空氣閥〔轉(zhuǎn)子流量計(jì)。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(jù)記錄165℃14.5m3/h64℃220m3/ht/minT/℃瓶子編號(hào)t/minT/℃瓶子編號(hào)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(hào)??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(jù)處理依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)(θ-τX-τ)標(biāo)繪枯燥曲線。求出枯燥曲線上各點(diǎn)的斜率N’A，標(biāo)繪枯燥速率曲線。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展分析爭(zhēng)論，論述所得結(jié)果的工程意義。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)展?fàn)幷摚治鼍売?。?0.0床40.039.038.037.036.035.034.0θ干0.10000.0800水0.0600X0.040055152535455533.032.031.030.0551525354555時(shí)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(shí)間τ/min253035400.160.140.12干基0.1含0.08水X0.040.0203271217時(shí)間τ/min22273237觀看圖像可知，試驗(yàn)所得的曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線有較大出入。在θ-τ圖中，曲線一開頭有一個(gè)下降的趨勢(shì)，這是由于前一次試驗(yàn)完畢后，沒有等其溫度降驗(yàn)的開頭都會(huì)有這么一個(gè)下降的階段。因此，沒有測(cè)得預(yù)熱段曲線。X-τ當(dāng)引起的。無視這些特別點(diǎn)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(shí)間τ/min

32 42 52其次組：0.150.150.13基水0.07率X0.050.030.013271217時(shí)間τ/min22273237求得各點(diǎn)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(jié)果爭(zhēng)論：在試驗(yàn)過程中，預(yù)熱階段由于前一組殘溫的原因，不能測(cè)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(jié)果較為抱負(fù)，后半段數(shù)據(jù)起伏較大。高。誤差分析：1〕在稱重時(shí)沒有做到完全密封，而枯燥的硅膠具有極強(qiáng)的吸水性，因而造引起誤差；試驗(yàn)過程中，溫度為水銀溫度計(jì)讀數(shù)，肉眼讀數(shù)，誤差較大；水參加不均勻，導(dǎo)致水分分布不均勻；兩次試驗(yàn)參加的水量不完全相等。改進(jìn)意見：將讀數(shù)改為電子溫度計(jì)，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(cè)定速率曲線有什么理論或應(yīng)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