干燥速率

一、实验目的 1．熟悉常压洞道式（厢式）干燥器的构造和操作； 2．测定在恒定干燥条件下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线； 3．测定该物料的临界湿含量X0； 4．掌握有关测量和控制仪器的使用方法。 二、基本原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面，在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定，物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段。当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减小，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对毛毡物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 1.干燥速率的测定 （7-1） 式中： —干燥速率，kg /(m2·h)； —干燥面积，m2； —时间间隔，h； — 时间间隔内干燥气化的水分量，kg。 2.物料干基含水量 （7-2） 式中： —物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料； —固体湿物料的量，kg； —绝干物料量，kg。 3.恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定 （7-3） （7-4） 式中： —恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/(m2·℃)； —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/(m2·s)； —干燥器内空气的湿球温度，℃； —干燥器内空气的干球温度，℃； — ℃下水的气化热，J/ kg。 4.干燥器内空气实际体积流量的计算 由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出： （7-5） 式中： —干燥器内空气实际流量，m3/ s； —流量计处空气的温度，℃； —常压下t0℃时空气的流量，m3/ s； —干燥器内空气的温度，℃。 （7-6） （7-7） 式中：C0—流量计流量系数，C0=0.67 A0—节流孔开孔面积，m2； d0—节流孔开孔直径， d0=0.050 m； ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pa； ρ—孔板流量计处 时空气的密度，kg/m3。 三、实验装置 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 1．装置流程 空气用风机送入电加热器，经加热的空气流入干燥室，加热干燥室中的湿 毛毡后，经排出管道排入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由称重传感器和智能数显仪表记录下来。实验装置如图1所示。 图1 干燥装置图 1-风机 2-可移动实验框架 3-旁路阀 4-气路管道 5-差压传感器 6-不锈钢孔板流量计 7-电加热管 8-风量均布器 9-支杆 10、11-湿球、干球温度传感器 12-可视门 13-精密称重传感器 14-蝶阀3 15-蝶阀2 16-蝶阀1 17-总电源空气开关 18-仪表电源开关 19-变频器电源开关 20-风机电源切换开关 21-电加热管停止按钮 22-干球温度手自动切换开关及手动调节旋钮 23-干球温度自动调节仪 24-指示灯 25-电加热管启动按钮 26-加热管电压指示 27-智能风量控制仪 28-智能多路液晶显示仪 29-变频器 (1) 风机电源切换开关：有三个位：直接、停止、变频分别为风机电源由电网 直接提供、风机停止和风机电源由变频器提供。 (2) 智能多路液晶显示仪的1~3通道分别为：空气流量、湿球温度、称重重量。 (3) 风机电源切换开关：为3位开关，当开关打到左边位置时为直接电源给风 机供电；当开关打到中间位置时为停止位置；当开关打到右边位置时为变 频器输出电源给风机供电。相应上面的指示灯指示的是直接风机供电时的 风机电源指示。 (4) 风量控制：可通过仪表实现自动控制及调节旋钮实现手动风量控制，但风 量不得低于 50m3/h，否则会因为风量过小而使烧坏加热管。控制方法是： 2．主要设备及仪器 (1) 鼓风机：MY250W，250W (2) 电加热器：4.5KW (3) 干燥室：180mm×180mm×1250mm (4) 干燥物料：湿毛毡 (5) 称重传感器：YZ108A型，0～300g。 实验步骤及注意事项 1、实验步骤： (1) 打开仪表控制柜上的仪表电源开关，开启仪表。 (2) 打开仪表控制柜上的风机电源开关，开启风机，这时加热管停止按钮灯亮。 (3) 按下加热管启动按钮，启动加热管电源，刚开始加热时，打开加热管电源开关，可通过仪表实现自动控制及调节旋钮实现手动控制干球温度。 (4) 将毛毡加入一定量的水并使其润湿均匀，注意水量不能过多或过少。 (5) 当干燥室温度恒定在70℃时， 一定在老师的指导下或由老师将湿毛毡十分小心地悬挂于称重传感器下的托盘上。放置毛毡时应特别注意不能用力下拉， 因称重传感器是非常精密的仪器，且其测量上限仅为300克，稍微的力均会完全损坏称重传感器导致不能再使用。 (6) 记录时间、毛毡和剩余水的重量（即为重量显示仪的读数），每分钟记录一次数据；每两分钟记录一次干球温度和湿球温度。 (7) 待毛毡恒重时，即为实验终了时，按下停止按钮，停止加热，注意保护称重传感器，一定在老师的指导下或由老师非常小心地取下毛毡。 (8) 等20分钟后，当干球温度降到30度左右时关闭风机电源、关闭仪表电源， 清理实验设备。 2、注意事项： (1) 必须先开风机，后开加热器，否则加热管可能会被烧坏。 (2) 特别注意传感器是非常精密的仪器，且其负荷量仅为300克，放取毛毡必须十分小心，绝对不能下拉或用力上提，否则会完全损坏称重传感器不能再使用。 (3) 风量不得低于50m3/h，否则会因为风量过小而烧坏加热管 五、实验数据记录和处理 毡布面积S=（11.8*11.8-0.8*5.9）*2=269.04cm2=0.026904m2 时间t /min 毡布质量/g 干球温度/℃ 湿球温度/℃ ΔW /g 含水量 X U g/(m2·min) 1 82.1 69.3 52.0 - 0.900 - 2 81.5 62.5 51.2 0.6 0.887 22.302 3 80.2 65.5 53.0 1.3 0.856 48.320 4 79.5 73.4 57.9 0.7 0.840 26.018 5 79.2 69.3 60.5 0.3 0.833 11.151 6 77.9 63.0 59.1 1.3 0.803 48.320 7 76.5 68.8 61.2 1.4 0.771 52.037 8 75.9 73.4 62.7 0.6 0.757 22.301 9 75.5 64.7 64.6 0.4 0.748 14.868 10 74.3 64.3 62.9 1.2 0.720 44.603 11 72.8 72.2 65.4 1.5 0.685 55.754 12 72.4 72.1 68.0 0.4 0.676 14.868 13 71.5 62.9 64.6 0.9 0.655 33.452 14 70.3 66.9 64.6 1.2 0.627 44.603 15 69.4 74.5 67.9 0.9 0.606 33.452 16 69.1 68.4 68.0 0.3 0.600 11.151 17 68.0 63.4 64.9 1.1 0.574 40.886 18 66.8 70.3 66.1 1.2 0.546 44.603 19 66.2 73.8 69.0 0.6 0.532 22.302 20 65.6 64.1 66.5 0.6 0.519 22.302 21 64.3 65.8 65.1 1.3 0.488 48.320 22 63.3 73.9 67.8 1.0 0.465 37.169 23 63.0 70.0 68.7 0.3 0.458 11.152 24 62.0 63.2 65.4 1.0 0.435 37.196 25 60.6 69.6 66.0 1.4 0.403 52.037 26 60.3 74.1 69.1 0.3 0.396 11.152 27 59.6 64.9 67.1 0.7 0.380 26.018 28 58.2 65.4 65.1 1.4 0.347 52.037 29 57.2 73.4 67.5 1.0 0.324 37.169 30 57.0 70.7 68.8 0.2 0.319 7.434 31 56.1 62.1 65.2 0.9 0.299 33.452 32 54.7 67.8 65.2 1.4 0.266 52.037 33 53.8 74.4 68.5 0.9 0.245 33.452 34 53.7 66.9 67.9 0.1 0.243 3.717 35 52.4 64.4 65.1 1.3 0.212 48.320 36 51.2 72.1 66.9 1.2 0.185 44.603 37 50.7 72.5 69.1 0.5 0.174 18.585 38 49.9 63.0 66.0 0.8 0.155 29.735 39 48.9 67.3 65.3 1.0 0.132 37.169 40 48.0 74.8 68.5 0.9 0.111 33.452 41 48.0 67.8 68.2 0 0.111 0 42 47.1 63.4 65.1 0.9 0.090 33.452 43 46.0 71.0 66.4 1.1 0.065 40.886 44 46.0 73.6 69.1 0 0.065 0 45 45.9 63.5 66.4 0.1 0.063 3.717 46 44.6 66.1 65.1 1.3 0.032 48.320 47 44.3 74.3 68.0 0.3 0.025 11.151 48 44.3 69.7 68.7 0 0.025 0 49 43.9 63.0 65.3 0.4 0.016 14.868 50 43.2 69.7 66.0 0.7 0 26.018 绘制干燥曲线（失水量~时间关系曲线） 2.根据干燥曲线作干燥速率曲线； 3.读取物料的临界湿含量； 从干燥速率曲线读出临界湿含量X0=0.449 六、实验结果分析与讨论 误差分析：1、仪器本身存在的系统误差； 2、实验过程中温度没有控制好，读数误差大； 3、毛毡的形状不规则，面积不准引起的误差； 4、空气流速不稳导致毛毡的质量称量不准等。 实验讨论：本次实验很简单，但要做好不容易。毛毡润湿要充分但不能过了，实验过程中温度的控制至关重要，这些都要注意。我们在实验过程中没能很好的控制温度，使得实验结果误差很大，不能很准确的得到图像和相关数据，这是实验中的不足，今后实验过程中要多多注意。 八、思考题解答 1.毛毡含水是什么性质的水分? 答：游离水。结晶水很难蒸发掉。 2.实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：干球温度是变化的。干球温度是指空气温度，由于空气流量是不稳的， 干燥温度是在70℃上下波动的。湿球温度也是变化的。由于失水量是在变化的，同时湿球温度也是变化的。 3.如何判断实验已结束？ 答：毛毡恒重，即重量显示仪的读数不变。 但实际试验中不可能出现恒定不变的情况，会有上下的小浮动。 � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� _1234567897.unknown _1234567905.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567913.unknown _1234567914.unknown _1234567915.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown