干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

1、:化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名 稱：干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：化工09 3班姓名：曾學(xué)禮學(xué)號(hào)37同組者姓名： 周锃 劉翰卿指導(dǎo)教師：張亞靜日期：2011年10月18日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜こ憾吹朗剑◣剑└稍锲鞯臉?gòu)造和操作；測(cè)定在恒定干燥條件（即熱空氣溫度、濕度、流速不變，物料與氣流的接觸方式不 變）下的濕物料干燥曲線和干燥速率曲線；測(cè)定該物料的臨界濕含量X0；掌握有關(guān)測(cè)量和控制儀器的使用方法。二、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?，并向周圍介質(zhì)傳遞。根 據(jù)干燥過(guò)程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，恒速干燥階段和降速干燥 階段。恒

2、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；空氣與固體物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方 式。恒速段的干燥速率和臨界含水量是干燥過(guò)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(duì)毛氈物料進(jìn)行干燥；測(cè)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(cè)定方法及其影響因素。1.干燥速率測(cè)定：U=dW/SdT AW/SAtU干燥速率，kg/ （m2.h）S-干燥面積，一 m2T時(shí)間間隔，hW-At時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg物料干基含水量：X= (G-Gc) / GcX-物料干基含水量，kg水/kg絕干物料G-固體

3、濕物料的量，kgGc絕干物料量，kg恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定Uc= dW/SdT=dQ/rtwSdT=a( t-tw)/rtwa = Uc rt / (t-t )a -恒速干燥階段物料表面與空氣之間的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/( mbC)Uc恒速干燥階段的干燥速率，kg/ (m2.s)tw 干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，C t-干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，Crt - t C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Vt=Vt0 x (273+t) / (273+ tQ)Vt-干燥器內(nèi)空氣實(shí)際流量，m3/ s；t0-流量計(jì)處空氣的溫度，C；Vt0常壓下t0C時(shí)空氣的流量，m3/

4、 s；t干燥器內(nèi)空氣的溫度，C。Vt0=C0XA0X(2Xp/p).5A0=n d20/4C0流量計(jì)流量系數(shù)，C0=0.67A0節(jié)流孔開孔面積，m2；d0節(jié)流孔開孔直徑，第1一4套d0=0.0500 m，第5-8套d0=0.0450 m；AP節(jié)流孔上下游兩側(cè)壓力差，Pa；p -孔板流量計(jì)處t0時(shí)空氣的密度，kg/m3。三、實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖裝置流程空氣用風(fēng)機(jī)送入電加熱器，經(jīng)加熱的空氣流入干燥室，加熱干燥室中的濕毛氈 后，經(jīng)排出管道排入大氣中。隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，物料失去的水分量由稱重傳感器 和智能數(shù)顯儀表記錄下來(lái)。裝置圖如下計(jì)；4.加熱器；5.廂式干燥器；6.氣流均布器；7.稱重傳感器；8.濕

5、毛氈；9.玻 璃視鏡門；10.儀控柜；11.蝶閥主要設(shè)備及儀器鼓風(fēng)機(jī)：MY250W,250W電加熱器：4.5KW干燥室：180mm X 180mm X 1250mm干燥物料：濕毛氈稱重傳感器：YZ108A型，0300g四、實(shí)驗(yàn)步驟打開儀表控制柜上的儀表電源開關(guān)，開啟儀表。打開儀表控制柜上的風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，開啟風(fēng)機(jī)，這時(shí)加熱管停止按鈕燈亮。按下加熱管啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)加熱管電源，剛開始加熱時(shí)，打開加熱管電源開關(guān)，可通 過(guò)儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及調(diào)節(jié)旋鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制干球溫度。其方法是：(1 )手動(dòng)控制 時(shí)，將手動(dòng)切換開關(guān)打到手動(dòng)位置，通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)旋鈕即可對(duì)加熱管電壓實(shí)現(xiàn)控制， 從而控制干球溫度；(2)自動(dòng)控制

6、時(shí)，將手自動(dòng)切換開關(guān)打到自動(dòng)位置，這時(shí)可通過(guò) 儀表對(duì)加熱管的電壓進(jìn)行控制，從而也實(shí)現(xiàn)了對(duì)干球溫度的控制。干燥室溫度要求恒 定在70C。將毛氈加入一定量的水并使其濕潤(rùn)均勻，注意水量不能過(guò)多或過(guò)少。當(dāng)干燥室溫度恒定在70C時(shí)，將毛氈十分小心的懸掛于稱重傳感器下的托盤上。放置 時(shí)要特別小心不能下拉，因?yàn)閭鞲衅鞣浅＞艿膬x器，其測(cè)量上限為300g。記錄時(shí)間，毛氈和剩余水的重量，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)；每?jī)煞昼娪涗浺淮胃汕驕囟?和濕球溫度。待毛氈恒重時(shí)，即為實(shí)驗(yàn)終了，按下停止按鈕，停止加熱，注意稱重傳感器小心取下 毛氈。等干球溫度下降到30C左右時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源，關(guān)閉儀表電源，清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)必

7、須先開風(fēng)機(jī)，后開加熱器，否則加熱管可能會(huì)被燒壞。特別注意傳感器是非常精密的儀器，且其負(fù)荷量?jī)H為300g，防取毛氈是必須十分小 心，絕對(duì)不能下拉或用力上提，否則會(huì)完全損壞稱重傳感器導(dǎo)致不能使用。風(fēng)量不得低于50m3/h，否則會(huì)因?yàn)轱L(fēng)量過(guò)小而導(dǎo)致燒壞加熱管。六、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 6-(1)時(shí)間/min總重/gT (干球溫度)/CT (濕球溫度)/C282.664.163.4481.076.068.7679.166.165.8878.170.269.01075.772.268.21274.066.566.61472.967.068.01670.873.469.21868.469.367.22067.4

8、67.068.52265.173.469.12463.167.867.02662.166.368.02860.172.469.33058.170.667.63256.765.367.03455.070.669.13653.073.168.83851.665.866.84050.468.668.74248.672.368.84447.569.067.44646.565.767.14846.168.168.35045.071.768.75244.572.868.45444.165.368.35643.373.069.45842.766.967.16042.769.267.16242.565.667

9、.36442.570.668.5七、數(shù)據(jù)處理1、干球、濕球溫度見原始數(shù)據(jù)表格；2、 Gc=11.9gS=273.78cm2 =0.027378m2 T=2min托盤質(zhì)量 30.6g3、失水量與時(shí)間關(guān)系表格時(shí)間-t（min），毛氈、鐵架和剩余水質(zhì)量-G（g），毛氈和剩余水質(zhì)量-G（g），干燥汽化水總量-W（g），AW t時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，X-物料干基含水量（kg水/kg絕干物料），U干燥速率（kg/（m2.h）.口 dWAW基含水量干燥速率 U SdT SA依次計(jì)算得下表:表 7(1)T/minG/gG/gW/gG-Gc/gXUkg/m2.h W282.65240.13.37481.0

10、50.41.638.53.241.751.6679.148.53.536.63.082.081.9878.147.54.535.62.991.091.01075.745.16.933.22.792.632.41274.043.48.631.52.651.861.71472.942.39.730.42.551.211.11670.840.211.828.32.382.302.11868.437.814.225.92.182.632.42067.436.815.224.92.091.101. 02265.134.517.522.61.902.522 . 32463.132.519.520.61.7

11、32.192 . 02662.131.520.519.61.651.101. 02860.129.522.517.61.482.192 . 03058.127.524.515.61.312.192.03256.726.125.914.21.191.531.43455.024.427.612.51.051.861.73653.022.429.610.50.882.192.03851.621319.10.761.531.44050.419.832.27.90.661.311.24248.618346.10.511.971.84447.516.935.150.421.211.14646.515.93

12、6.140.341.101.04846.115.536.53.60.300.440.45045.014.437.62.50.211.211.15244.513.938.120.170.550.55444.113.538.51.60.130.440.45643.312.739.30.80.070.880.85842.712.139.90.20.020.660.66042.712.139.90.20.0200.06242.511.940.1000.220.26442.511.940.10000里水含基干料物干燥速率曲線30400.02 0- 。051 1.48 1- 73 2-709 2- 65

13、3-08 3-24 3-37物料干基含水量X上表以4、圖表制作金根據(jù)上表以總質(zhì)量X為縱坐標(biāo)，以t為橫坐標(biāo)，可以作得干燥曲線圖X為橫坐標(biāo)，以U為縱坐標(biāo)可作得干燥速率曲線，可得到如下曲線圖 g讀取物料的臨界濕含量由上圖可知，物料的臨界濕含量Xo=0.51八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論由干燥曲線圖可以看出總體干燥過(guò)程還是比較理想的。再結(jié)合圖表可看出幾組數(shù)據(jù) 仍存在較大的誤差，甚至出現(xiàn)總質(zhì)量回升情況。因此經(jīng)分析得可能引起誤差的原因有：系統(tǒng)誤差，此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器精密度不高。計(jì)算誤差，在分析時(shí)如對(duì)毛氈的表面積測(cè)量時(shí)，可能會(huì)存在一定的人為讀取誤差，在計(jì) 算時(shí)，由于小數(shù)點(diǎn)的取舍等都對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響。在從電腦上讀取數(shù)據(jù)時(shí)，由于數(shù)據(jù)有時(shí)候會(huì)存在波動(dòng)，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確讀取，也給實(shí)驗(yàn)帶 來(lái)了一定的影響。同時(shí)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們也需要注意一些問題，特別注意傳感器是非常精密的儀 器，且其負(fù)荷量?jī)H為300克，放取毛氈時(shí)必須十分小心，絕對(duì)不能下拉或用力上提，否則 會(huì)完全損壞稱重傳感器導(dǎo)致不能再使用。盡管實(shí)驗(yàn)誤差難以避免，但在今后的實(shí)際操作過(guò)程中，我們也應(yīng)該盡量小心細(xì)致， 努力將誤差降到最低。九、思考題解答毛氈