實驗七干燥速率曲線測定實驗

1、實驗七 干燥速率曲線測定實驗一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)掌握干燥曲線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。5.測定恒定干燥條件下某種物料干燥曲線、干燥速率曲線和臨界含水量。二、實驗原理當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時，物料表面的水分開始氣化，并向周圍介質(zhì)傳遞。根據(jù)干燥過程中不同期間的特點，干燥過程可分為兩個階段。第一個階段為恒速干燥階段。在過程開始時，由于整個物料的濕含量較大，其內(nèi)部的水分能迅速地達到物料表面。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

2、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。第二個階段為降速干燥階段，當(dāng)物料被干燥達到臨界濕含量后，便進入降速干燥階段。此時，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?。豢諝獾臏囟?、濕度和流速；空氣與固體物料間的相

3、對運動方式。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)計的重要數(shù)據(jù)。本實驗在恒定干燥條件下對帆布物料進行干燥，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（1）式中： 干燥速率，kg /（m2·h）；干燥面積，m2，（實驗室現(xiàn)場提供）；時間間隔，h； 時間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg。物料干基含水量（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（3）（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

4、·）；恒速干燥階段的干燥速率，kg/（m2·h）；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。 流量計處體積流量tm3h用其回歸式算出。由流量公式1計算其中，c0-孔板流量計孔流系數(shù)，c0=0.65A0-孔的面積 m2d0-孔板孔徑 ， d0 =0.040 m - 空氣入口溫度（及流量計處溫度）下的體積流量，m3/h ；-孔板兩端壓差，Kpa-空氣入口溫度（及流量計處溫度）下密度，Kg/m3。干燥試樣放置處的空氣流量 ，m3h (5干燥試樣放置處的空氣流速 ，ms (6三、實驗裝置3.1流程示意見圖 1 3.2一些部件和設(shè)備的簡單情況1.

5、 洞道干燥器: 空氣流通的橫截面積0.15m0.2m 2. 鼓風(fēng)機:最大出口風(fēng)壓為1.7kPa，電機功率為0.55 kW。3被干燥物的試樣。被干燥物料為工業(yè)尼，每所用某種紡織布料的干燥面積、絕干物料量可能稍有差別，具體數(shù)值測量。圖1 實驗裝置流程圖1.中壓風(fēng)機；2.孔板流量計；3. 空氣進口溫度計；4.重量傳感器；5.被干燥物料；6.加熱器；7.干球溫度計；8.濕球溫度計；9.洞道干燥器；10.廢氣排出閥；11.廢氣循環(huán)閥；12.新鮮空氣進氣閥；13.干球溫度顯示控制儀表；14.濕球溫度顯示儀表；15.進口溫度顯示儀表；16.流量壓差顯示儀表；17.重量顯示儀表；18.壓力變送器；19.總電源

6、開關(guān)；20.加熱開關(guān)；21變頻器調(diào)頻裝置；22濕球計；23干球計。四、實驗方法及步驟1. 將被干燥物料試樣進行充分的浸泡。2. 向濕球溫度濕度計的附加蓄水池內(nèi)，補充適量的水， 使池內(nèi)水面上升至適當(dāng)位置。3. 將被干燥物料的空支架安裝在洞道內(nèi)。4. 調(diào)節(jié)新空氣入口閥到全開的位置。5. 按下電源開關(guān)的綠色按鍵，再按變頻器開關(guān)（RUN/STOP），開動風(fēng)機。（變頻器控制頻率盡量小于42HZ避免風(fēng)機震動太大造成數(shù)據(jù)不準確）。6. 調(diào)節(jié)三個蝶閥到適當(dāng)?shù)奈恢?，將空氣流量調(diào)至指定讀數(shù)（0.5-0.8）。7. 在溫度顯示控制儀表上，利用(,鍵調(diào)節(jié)實驗所需溫度值（60）（SV）窗口顯示，此時（PV）窗口所顯示的

7、即為干燥器實際干球溫度值，按下加熱開關(guān)，讓電熱器通電。8. 干燥器的流量和干球溫度恒定達5分鐘之后（按下加熱開關(guān)后半小時左右），即可開始實驗。此時，讀取數(shù)字顯示儀的讀數(shù)作為試樣支撐架的重量(GD。9. 將被干燥物料試樣從水盆內(nèi)取出，控去浮掛在其表面上的水份(使用尼子物料時，最好用力擠去所含的水分，以免干燥時間過長。將支架從干燥器內(nèi)取出，再將支架插入試樣內(nèi)直至盡頭。10. 將支架連同試樣放入洞道內(nèi)，并安插在其支撐桿上。注意:不能用力過大，使傳感器受損。11. 立即按下秒表開始計時，并記錄顯示儀表上的顯示值。然后每隔一段時間（3分鐘）記錄數(shù)據(jù)一次( 記錄總重量和時間 ，直至同樣的時間下重量的減少是

8、恒速階段所用時間的8倍時，即可結(jié)束實驗。注意: 最后若發(fā)現(xiàn)時間已過去很長，但減少的重量還達不到所要求的克數(shù)，則可立即結(jié)束記錄數(shù)據(jù)。（3分鐘內(nèi)減少0.1-0.2克）五、使用實驗設(shè)備應(yīng)注意的事項1. 在安裝試樣時，一定要小心保護傳感器，以免用力過大使傳感器造成機械性損傷。2. 在設(shè)定溫度給定值時，不要改動其它儀表參數(shù)，以免影響控溫效果。3. 為了設(shè)備的安全，開車時，一定要先開風(fēng)機后開空氣預(yù)熱器的電熱器。停車時則反之。4突然斷電后，在次開啟實驗時，檢查風(fēng)機開關(guān)、加熱器開關(guān)是否已被按下，如果被按下，請再按一下使其彈起，不再處于導(dǎo)通狀態(tài)。六、原始實驗數(shù)據(jù)表1 干燥實驗裝置實驗原始及整理數(shù)據(jù)表空氣孔板流量計讀數(shù)R：（kPa ） 流量計處的空氣溫度 干球溫度 濕球溫度tW： 框架重量GD： g 絕干物料量GC： g干燥面積S： m2 洞道截面積：序號累計時間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U×104 kg/（s·m2）12七、實驗報告要求1、數(shù)據(jù)整理結(jié)果表2、計算示例以其中一組數(shù)據(jù)的計算舉例。3、根據(jù)實驗結(jié)果繪制出干燥曲線、干燥速率曲線，并得出恒定干燥速