干燥速率曲線的測定實驗

序號：35化工原理實驗報告實驗名稱：干燥速率曲線的測定實驗學院：化學工程學院專業(yè)：化學工程與工藝班級：化工09－3班姓名：曾學禮學號037同組者姓名：周锃劉翰卿指導教師：張亞靜日期：2011年10月18日一、實驗目的1.熟習常壓洞道式（廂式）干燥器的構造和操作；2.測定在恒定干燥條件（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；3.測定該物料的臨界濕含量X0；4.掌握有關丈量和控制儀器的使用方法。二、實驗原理當濕物料與干燥介質相接觸時，物料表面的水分開始氣化，并向四周介質傳達。依據(jù)干燥過程中不一樣時期的特色，干燥過程可以分為兩個階段，恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響要素主要有：固體物料的種類和性質；固體物料層的厚度或顆粒大??；空氣的溫度，濕度和流速；空氣與固體物料的相對運動方式。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計的重要數(shù)據(jù)。本實驗在恒定干燥條件下對毛氈物料進行干燥；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要素。干燥速率測定：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τU------干燥速率，kg/（）S------干燥面積，m2△τ------時間間隔，h△W`------△τ時間間隔內干燥氣化的水重量，kg物料干基含水量：X=（G`-Gc`）/Gc`X------物料干基含水量，kg水/kg絕干物料G`------固體濕物料的量，kgGc`------絕干物料量，kg恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對流傳熱系數(shù)的測定Uc=dW`/Sdτ=dQ`/rtwSdτ=（αt-tw）/rtwα=Ucrtw/（t-tw）α------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℃.)Uc-------恒速干燥階段的干燥速率，kg/（）tw-------干燥器內空氣的濕球溫度，℃t-------干燥器內空氣的干球溫度，℃rtw------tw℃下水的氣化熱，j/kg干燥器內空氣實質體積流量的計算Vt=Vt0×（273+t）/（273+t0）Vt------干燥器內空氣實質流量，m3/s；t0------流量計處空氣的溫度，℃；Vt0------常壓下t0℃時空氣的流量，m3/s；t-------干燥器內空氣的溫度，℃。Vt0=C0×A0×(2×△p/ρ)A0=πd20/4C0-------流量計流量系數(shù)，C0=A0-------節(jié)流孔開孔面積，m2；d0-------節(jié)流孔開孔直徑，第1—4套d0=0.0500m，第5-8套d0=0.0450m；ΔP-------節(jié)流孔上下游雙側壓力差，Pa；ρ------孔板流量計處t0時空氣的密度，kg/m3。三、實驗裝置流程表示圖裝置流程空氣用風機送入電加熱器，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。跟著干燥過程的進行，物料失掉的水分量由稱重傳感器和智能數(shù)顯儀表記錄下來。裝置圖以以下圖1干燥裝置圖1．風機；2．管道；3．孔板流量計；4．加熱器；5．廂式干燥器；6．氣流均布器；7．稱重傳感器；8．濕毛氈；9．玻璃視鏡門；10．儀控柜；11．蝶閥主要設備及儀器1）鼓風機：MY250W,250W2）電加熱器：3）干燥室：180mm×180mm×1250mm4）干燥物料：濕毛氈5）稱重傳感器：YZ108A型，0~300g四、實驗步驟打開儀表控制柜上的儀表電源開關，開啟儀表。打開儀表控制柜上的風機電源開關，開啟風機，這時加熱管停止按鈕燈亮。按下加熱管啟動按鈕，啟動加熱管電源，剛開始加熱時，打開加熱管電源開關，可經(jīng)過儀表實現(xiàn)自動控制及調理旋鈕實現(xiàn)手動控制干球溫度。其方法是：1）手動控制時，將手動切換開關打到手動地點，經(jīng)過調理手動旋鈕即可對加熱管電壓實現(xiàn)控制，從而控制干球溫度；（2）自動控制時，將手自動切換開關打到自動地點，這時可經(jīng)過儀表對加熱管的電壓進行控制，從而也實現(xiàn)了對干球溫度的控制。干燥室溫度要求恒定在70℃。將毛氈加入必定量的水并使其濕潤平均，注意水量不可以過多或過少。當干燥室溫度恒定在70℃時，將毛氈十分當心的懸掛于稱重傳感器下的托盤上。擱置時要特別當心不可以下拉，因為傳感器特別精良的儀器，其丈量上限為300g。記錄時間，毛氈和節(jié)余水的重量，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)；每兩分鐘記錄一次干球溫度和濕球溫度。待毛氈恒重時，即為實驗終了，按下停止按鈕，停止加熱，注意稱重傳感器當心取下毛氈。等干球溫度降落到30℃左右時關閉風機電源，關閉儀表電源，清理實驗設備。五、實驗注意事項一定先開風機，后開加熱器，不然加熱管可能會被燒壞。特別注意傳感器是特別精良的儀器，且其負荷量僅為300g，防取毛氈是一定十分當心，絕對不可以下拉或用力上提，不然會完整損壞稱重傳感器以致不可以使用。風量不得低于50m3/h，不然會因為風量過小而以致燒壞加熱管。六、原始實驗數(shù)據(jù)表6—(1)時間/min總重/gT(干球溫度)/℃T(濕球溫度)/℃246810121416182022242628303234363840424446485052545658606264七、數(shù)據(jù)辦理1、干球、濕球溫度見原始數(shù)據(jù)表格；2、Gc`=11.9g22△τ=2min托盤質量30.6gS=273.78cm=0.027378m3、失水量與時間關系表格時間------τ（min），毛氈、鐵架和節(jié)余水質量-----G(g)，毛氈和節(jié)余水質量------G`（g），干燥汽化水總量------W（g），△W`為△τ時間間隔內干燥氣化的水重量，X--物料干基含水量（kg水/kg絕干物料），U------干燥速率（kg/（））.干燥速率dW'W'基含水量G'Gc'USXSdGc'挨次計算得下表：表7—(1)τ/minG/gG`/gW/gG`-Gc`/gXUkg/△W`252———468101214161820222426283032343638213140421834445464485052254565860062006400004、圖表制作依據(jù)上表以總質量X為縱坐標，以τ為橫坐標，可以作得干燥曲線圖干燥曲線43.53量水2.5含2基系列1干1.5料1物0.50-0.5時間τ干燥速率曲線32.5

根據(jù)U2上率速1.5系列1燥表干10.5以X000.020.210.511.481.732.792.653.083.243.37物料干基含水量X

為橫坐標，以U為縱坐標可作得干燥速率曲線，可獲得以下曲線圖讀取物料的臨界濕含量由上圖可知，物料的臨界濕含量X0=八、實驗結果分析與談論由干燥曲線圖可以看出整體干燥過程還是比較理想的。再聯(lián)合圖表可看出幾組數(shù)據(jù)仍存在較大的偏差，甚至出現(xiàn)總質量上漲狀況。所以經(jīng)分析得可能惹起偏差的原由有：1.系統(tǒng)偏差，此實驗的實驗儀器精良度不高。2.計算偏差，在分析時如對毛氈的表面積丈量時，可能會存在必定的人為讀取誤差，在計算時，因為小數(shù)點的棄取等都對實驗結果有必定的影響。3.在從電腦上讀取數(shù)據(jù)時，因為數(shù)占有時會存在顛簸，以致不可以正確讀取，也給實驗帶來了必定的影響。同時，在進行實驗時，我們也需要注意一些問題，特別注意傳感器是特別精良的儀器，且其負荷量僅為300克，放取毛氈時一定十分當心，絕對不可以下拉或用力上提，不然會完整損壞稱重傳感器以致不可以再使用。盡管實驗偏差難以防范，但在今后的實質操作過程中，我們也應當盡量當心認真，努力將偏差降到最低。九、思慮題解答毛氈含水是什么性質的水分答：毛氈所含水屬于自由水。實驗過程中干濕球溫度計能否變化為何答