干燥速率曲線測定實(shí)驗(yàn)講義

PAGE1PAGE1干燥速率曲線測定實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆崭稍锴€和干燥速率曲線的測定方法。學(xué)習(xí)物料含水量的測定方法。加深對物料臨界含水量Xc的概念及其影響因素的理解。學(xué)習(xí)恒速干燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容每組在某固定的空氣流量和某固定的空氣溫度下測量一種物料干燥曲線、干燥速率曲線和臨界含水量。測定恒速干燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時(shí)，物料表面的水分開始?xì)饣⑾蛑車橘|(zhì)傳遞。根據(jù)干燥過程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過程可分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為恒速干燥階段。在過程開始時(shí)，由于整個(gè)物料的濕含量較大，其內(nèi)部的水分能迅速地達(dá)到物料表面。因此，干燥速率為物料表面上水分的氣化速率所控制，故此階段亦稱為表面氣化控制階段。在此階段，干燥介質(zhì)傳給物料的熱量全部用于水分的氣化，物料表面的溫度維持恒定（等于熱空氣濕球溫度），物料表面處的水蒸汽分壓也維持恒定，故干燥速率恒定不變。第二個(gè)階段為降速干燥階段，當(dāng)物料被干燥達(dá)到臨界濕含量后，便進(jìn)入降速干燥階段。此時(shí)，物料中所含水分較少，水分自物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f的速率低于物料表面水分的氣化速率，干燥速率為水分在物料內(nèi)部的傳遞速率所控制。故此階段亦稱為內(nèi)部遷移控制階段。隨著物料濕含量逐漸減少，物料內(nèi)部水分的遷移速率也逐漸減少，故干燥速率不斷下降。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小；空氣的溫度、濕度和流速；空氣與固體物料間的相對運(yùn)動(dòng)方式。恒速段的干燥速率和臨界含水量是干燥過程研究和干燥器設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)在恒定干燥條件下對帆布物料進(jìn)行干燥，測定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測定方法及其影響因素。干燥速率的測定（7-1）式中：—干燥速率，kg/（m2·h）；—干燥面積，m2，（實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場提供）；—時(shí)間間隔，h；—時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg。物料干基含水量（7-2）式中：—物料干基含水量，kg水/kg絕干物料；—固體濕物料的量，kg；—絕干物料量，kg。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（7-3）（7-4）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·℃）；—恒速干燥階段的干燥速率，kg/（m2·s）；—干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃；—干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，℃；—℃下水的氣化熱，J/kg。干燥器內(nèi)空氣實(shí)際體積流量的計(jì)算由節(jié)流式流量計(jì)的流量公式和理想氣體的狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出：（7-5）式中：—干燥器內(nèi)空氣實(shí)際流量，m3/s；—流量計(jì)處空氣的溫度，℃；—常壓下t0℃時(shí)空氣的流量，m3/s；—干燥器內(nèi)空氣的溫度，℃。在穩(wěn)定的條件下，記錄干燥時(shí)間每隔2分鐘干燥物料減輕的重量。直至干燥物料的重量不再明顯減輕為止。變空氣流量或溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。改變物料，重新進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。關(guān)閉加熱電源，待干球溫度降至常溫后關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源和總電源。實(shí)驗(yàn)完畢，一切復(fù)原。注意事項(xiàng)重量傳感器的量程為（0--200克），精度較高。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，請注意輸入物料初始重量的范圍。實(shí)驗(yàn)開始后不要改變智能儀表的設(shè)置。報(bào)告內(nèi)容根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制出干燥曲線、干燥速率曲線，并得出恒定干燥速率、臨界含水量、平衡含水量。計(jì)算出恒速干燥階段物料與空氣之間對流傳熱系數(shù)。試分析空氣流量或溫度對恒定干燥速率、臨界含水量的影響。思考題空氣濕度一定時(shí)，相對濕度φ與溫度T的關(guān)系是：a、T越大，φ越大b、T越大，φ越小c、T與φ無關(guān)答案：B臨界含水量與平衡含水量的關(guān)系是：a、臨界含水量>平衡含水量b、臨界含水量=平衡含水量c、臨界含水量<平衡含水量答案：A下列關(guān)于干燥速率u的說法正確的是：a、溫度越高，u越大b、氣速越大，u越大c、干燥面積越大，u越小答案：A、B干燥速率是：a、被干燥物料中液體的蒸發(fā)量隨時(shí)間的變化率b、被干燥物料單位表面積液體的蒸發(fā)量隨時(shí)間的變化率c、被干燥物料單位表面積液體的蒸發(fā)量隨溫度的變化率d、當(dāng)推動(dòng)力為單位濕度差時(shí),單位表面積上單位時(shí)間內(nèi)液體的蒸發(fā)量答案：B若干燥室不向外界環(huán)境散熱時(shí)，通過干燥室的空氣將經(jīng)歷什么變化過程？a、等溫過程b、絕熱增濕過程c、近似的等焓過程d、等濕過程答案：B、C本實(shí)驗(yàn)中如果濕球溫度計(jì)指示溫度升高了，可能的原因有：a、濕球溫度計(jì)的棉紗球缺水b、濕球溫度計(jì)的棉紗被水淹沒c、入口空氣的焓值增大了，而干球溫度未變d、入口空氣的焓值未變，而干球溫度升高了答案：A、B、C本實(shí)驗(yàn)裝置采用部分干燥介質(zhì)（空氣）循環(huán)使用的方法是為了：a、在保證一定傳質(zhì)推動(dòng)力的前提下節(jié)約熱能b、提高傳質(zhì)推動(dòng)力c、提高干燥速率答案：A本實(shí)驗(yàn)中空氣加熱器出入口相對濕度之比等于什么？a、入口溫度：出口溫度b、出口溫度：入口溫度c、入口溫度下水的飽和和蒸氣壓：出口溫度下水的飽和蒸氣壓d、出口溫度下水的飽和和蒸氣壓：入口溫度下水的飽和蒸氣壓答案：C物料在一定干燥條件下的臨界干基含水率為：a、干燥速率為零時(shí)的干基含水率b、干燥速率曲線上由恒速轉(zhuǎn)為降速的那一點(diǎn)上的干基含水率c、干燥速率曲線上由降速轉(zhuǎn)為恒速的那一點(diǎn)上的干基含水率d、恒速干燥線上任一點(diǎn)所對應(yīng)的干基含水率答案：B等式(t-tw)a/r=k(Hw-H)在什么條件下成立？a、恒速干燥條件下b、物料表面溫度等于空氣的濕球溫度時(shí)c、物料表面溫度接近空氣的絕熱飽和和溫度時(shí)d、降速干燥條件下e、物料升溫階段答案：A、B、C下列條件中哪些有利于干燥過程進(jìn)行？a、提高空氣溫度b、降低空氣濕度c、提高空氣流速d、提高入口空氣濕度e、降低入口空氣相對濕度答案：A、B、C、E若本實(shí)驗(yàn)中干燥室不向外界散熱，則入口和出口處空氣的濕球溫度的關(guān)系是：a、入口濕球球溫度>出