干燥速率曲線(xiàn)的測(cè)定

1、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉廂式干燥器的構(gòu)造和操作；2、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(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)；3、定該物料的臨界濕含量X0；4、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(kāi)始?xì)饣?，并向周?chē)橘|(zhì)傳遞。根據(jù)干燥過(guò)程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過(guò)程可分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為恒速干燥階段。在過(guò)程開(kāi)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(chēng)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

2、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(chēng)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(lèi)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(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

3、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)帆布物料進(jìn)行干燥，測(cè)定干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)，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、干燥速率的測(cè)定(7-1)口dWAWU=，SdSA式中：U一干燥速率，kg/（m2h）；S干燥面積，m2,（實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)提供）;A時(shí)間間隔，h；AW一A時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg。2、物料干基含水量 X=GzGCGC式中：x物料干基含水量，kg/kg；水絕干物料G固體濕物料的量，kg；Gc絕干物料量，kg。3、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dWdQ,(tt)二二wSdTrSdTr(7-2)(7-3)Ucrttw(7-4

4、)twtw 式中：,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/(m2.C)；Uc恒速干燥階段的干燥速率，kg/(m2s)；t干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，C；wt干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，C；rtC下水的氣化熱，J/kg。tww4、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：V=Vx273t(7-5)tt0273t0式中：V干燥器內(nèi)空氣實(shí)際流量，m3/s；tt流量計(jì)處空氣的溫度，C；0V常壓下t0C時(shí)空氣的流量，m3/s；t00t干燥器內(nèi)空氣的溫度，C。=C0 xAox2xAPP(7-6)兀A=d2(7-7)040式中：Co一流量計(jì)流量系數(shù)，C=0.6

5、7Ao一節(jié)流孔開(kāi)孔面積，m2；d0節(jié)流孔開(kāi)孔直徑，第1-4套d=0.0500m，第5-8套d=0.0450m；AP節(jié)流孔上下游兩側(cè)壓力差，Pa；p孔板流量計(jì)處10時(shí)空氣的密度，kg/m3。三、實(shí)驗(yàn)裝置1、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(chēng)重傳感器和智能數(shù)顯儀表記錄下來(lái)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。2、BARSH00.011-廢氣循環(huán)閥12-新鮮空氣進(jìn)氣閥13，14，15，16，17-參數(shù)顯示儀表主要設(shè)備及儀器k1n=i、51）鼓風(fēng)機(jī)：MY250W,250W2）電加熱器：4.5KW3）干燥室：180

6、mmxl80mmxl250mm4）干燥物料：濕毛氈5）稱(chēng)重傳感器：YZ108A，0300g四、實(shí)驗(yàn)操作方法1、打開(kāi)儀表控制柜上的電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟儀表。2、打開(kāi)儀表控制柜上的風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，這是加熱管停止按鈕燈亮。3、按下加熱管啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)加熱管電源，剛開(kāi)始加熱時(shí)，打開(kāi)加熱管電源開(kāi)關(guān)，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。干燥室溫度要求恒定70r4、將毛氈加入一定量的水并使其潤(rùn)濕均勻，注意水量不能過(guò)多或過(guò)少。5、當(dāng)干燥室溫度恒定在70r時(shí)，一定在老師的指導(dǎo)下十分小心地懸掛于稱(chēng)重傳感器下的托盤(pán)上。6、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)煞昼娪涗浺淮胃蓾袂虻臏?/p>

7、度。7、待毛氈恒重時(shí)，實(shí)驗(yàn)終了，按下停止按鈕，停止加熱，注意保護(hù)稱(chēng)重傳感器，小心取下毛氈。8、20分鐘后，當(dāng)干球溫度降到30度左右時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源、儀表電源，清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備五、注意事項(xiàng)1、必須先開(kāi)風(fēng)機(jī)，后開(kāi)電加熱器，否則，加熱管可能會(huì)被燒壞。2、質(zhì)量傳感器最大負(fù)荷僅為300克，放取物料時(shí)必須十分小心，以免損壞質(zhì)量傳感器。3、風(fēng)量不得低于50mVh，否則會(huì)因?yàn)轱L(fēng)量過(guò)小而燒壞加熱管。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理S=283.911cm-2GC=12.7g托盤(pán)質(zhì)量=23.7gT/minAW7gXU/kg(m2h)-1T/minAW7gXU/kg(m2h)-113.171921.714.2321.33.072.7520

8、1.51.553.173-0.13.08-0.2121-0.21.43-0.4241.82.943.80222.91.456.1352.32.764.86230.91.221.9060.62.711.27241.71.153.5972.22.544.65250.51.021.068-0.82.60-1.69261.50.983.1792.32.424.86271.80.863.80100.82.351.69280.20.720.42112.82.135.92290.70.701.48120.32.110.63300.90.651.90131.42.002.96310.80.571.69140.

9、71.941.48320.70.511.48151.71.813.59331.50.463.1716-1.41.92-2.96340.50.341.06171.61.803.38351.80.303.80181.13.172.3236-1.50.164.23X1、干燥曲線(xiàn) 七、實(shí)驗(yàn)討論由實(shí)驗(yàn)圖可以看到實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)比較分散，實(shí)驗(yàn)精確度較低，誤差較大，原因可能是：1、精密稱(chēng)重儀的秤盤(pán)與風(fēng)速方向未能完全平行，流體流動(dòng)的非理想性致使秤盤(pán)上下存在壓差，儀器讀數(shù)未能精確反映實(shí)際的質(zhì)量變化；2、實(shí)驗(yàn)儀器本身存在的儀器誤差；3在計(jì)算毛氈的表面積時(shí)，其實(shí)際形狀并不是理想的矩形，使所得的表面積引入誤差。且毛氈橫向地放置，其各表面的干燥情況并不一致。八、思考題1、毛氈含水是什么性質(zhì)的水分？毛氈含水由自由水和平衡水組成，其中干燥除去的為自由水。2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干濕球溫度計(jì)是否變化？為什么？有變化。裝置雖裝有風(fēng)量均布器，但不