化工原理試驗(yàn)報(bào)告

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廂式枯燥器枯燥速率曲線的測(cè)定

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．熟悉常壓下廂式枯燥器的構(gòu)造與操作

2．把握物料在枯燥條件不變時(shí)枯燥速率曲線（U—X）的測(cè)定方法二、試驗(yàn)原理

本試驗(yàn)是用不飽和的熱空氣作為枯燥介質(zhì)去枯燥濕物料。即熱量由空氣傳至被枯燥的物料，以供應(yīng)物料中水分汽化所需的熱量。物料中的水分以擴(kuò)散方式進(jìn)入空氣。水分的擴(kuò)散過程分為兩步，首先是由物料內(nèi)部擴(kuò)散到物料表面，然后由表面擴(kuò)散到空氣中。開始時(shí)，物料的內(nèi)部水分能迅速達(dá)到物料表面，水分的去除速率為物料表面上水分的汽化速率所限制，此階段稱為表面汽化控制階段。在此階段內(nèi)枯燥速率不變，又稱恒速枯燥階段。當(dāng)物料中水分逐漸減少，水分不能及時(shí)由物料內(nèi)部擴(kuò)散到表面，為水分內(nèi)部擴(kuò)散速率所控制。此階段稱為內(nèi)部擴(kuò)散控制階段。在此階段內(nèi)枯燥速率開始不斷降低，又稱降速階段。上述開始降速時(shí)的物料含水率稱臨界含水率。

影響枯燥速度的因素好多，它與物料及枯燥介質(zhì)的狀況都有關(guān)系，本試驗(yàn)在枯燥條件——空氣的濕度、溫度及速度恒定不變下，對(duì)于同類的物料，當(dāng)厚度及形狀一定時(shí)，有如下函數(shù)關(guān)系：

uf(x)f()

u

GcdXGcX

()

AdA

Xn

GnGc

Gc

GnGn1Gc(XnXn1)GcX

Xn

三、試驗(yàn)裝置流程

本試驗(yàn)采用廂式枯燥器枯燥陶片磚，試驗(yàn)裝置如圖1所示。在離心式通風(fēng)機(jī)的作用下，枯燥空氣在枯燥器通道內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，在進(jìn)入枯燥室前，通過加熱器，在控溫裝置的作用下，保持溫度不變。為了保證空氣的濕度在枯燥過程中保持不變，在風(fēng)機(jī)的前、后管道上設(shè)有片閥，利用前者補(bǔ)充適當(dāng)?shù)男迈r干空氣，依靠后者排出適當(dāng)量的含濕氣體。氣體的流量利用孔板流量計(jì)結(jié)合微壓差計(jì)測(cè)定，試驗(yàn)裝置設(shè)有干球和濕球溫度計(jì)，氣體流速用蝶閥控制?？菰?/p>

Xn1Xn

2

樣品的重量變化用天平、砝碼和秒表合作測(cè)定。

圖1.廂式枯燥器試驗(yàn)裝置示意圖

四、試驗(yàn)步驟

1．試驗(yàn)前將試樣放入水中浸泡。

2．往濕球溫度計(jì)的水槽中加水，開動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)理閥門到預(yù)定風(fēng)速，進(jìn)出口片閥開啟一部分，開電加熱器，待溫度穩(wěn)定后將試樣放在枯燥箱的支架上。

3．每隔一定的時(shí)間，記錄下試樣的質(zhì)量，直到試樣的質(zhì)量不變?yōu)橹?；或者根?jù)試樣質(zhì)量的減少，記錄下減少一定水分所需的時(shí)間，直到試樣的質(zhì)量不變?yōu)橹埂?/p>

本卷須知

1．待枯燥條件處于恒定狀態(tài)下，再將試樣放置支架上。2．試樣放置要輕放輕取，切勿重壓以免損壞稱重裝置。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

試驗(yàn)報(bào)告要求：

1．試驗(yàn)報(bào)告中記錄數(shù)據(jù)有：試樣材料、試樣尺寸、試樣枯燥面積、試樣絕干質(zhì)量Gc、開始時(shí)濕試樣質(zhì)量G0.

2．根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果作出U-X曲線，并說明條件。實(shí)際試驗(yàn)過程記錄與數(shù)據(jù)處理

絕干物料重量：Gc=66.8g枯燥物料尺寸：0.0086*0.063*0.076m表面積A：0.011967m2

枯燥初始重量：G1=76g最終平衡重量：G2=69.5g

試驗(yàn)記錄的樣品減重與時(shí)間間隔數(shù)據(jù)列于表1中，利用試驗(yàn)原理中的計(jì)算公式對(duì)表中的數(shù)

據(jù)進(jìn)行處理得到物料干基含水量與枯燥速率的數(shù)據(jù)也列于表1中。

表1.枯燥試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)與處理結(jié)果

Gcg75.775.475.174.874.37473.773.473.172.872.572.372.171.971.571.27170.870.570.37069.869.769.5

0.30.30.30.30.50.30.30.30.30.30.30.20.20.20.40.30.20.20.30.20.30.20.10.2

66.8g55.547.2637543.54247.54455.462.567.643.53790.765.879.482120.5115185.3130104.9126

0.1332340.1287430.1242510.119760.1122750.1077840.1032930.0988020.0943110.089820.0853290.0823350.0793410.0763470.0703590.0658680.0628740.059880.0553890.0523950.0479040.044910.0434130.040419

0.004490.004490.004490.007490.004490.004490.004490.004490.004490.004490.002990.002990.002990.005990.004490.002990.002990.004490.002990.004490.002990.00150.00299

枯燥物料尺

寸Am20.45170.531130.3979260.5570970.5763070.5968890.5277760.5697580.4525150.401110.2472320.3842050.45170.3685320.3809930.210490.2038160.2080440.145330.1352910.1285610.0796610.132642

0.0086*0.063*0.076m

0.011967

0.1354790.1309880.1264970.1220230.1160180.110030.1055390.1010480.0965570.0920660.0875750.0838320.0808380.0778440.0733530.0681140.0643710.0613770.0576350.0538920.050150.0464070.0441620.041916

以枯燥速率U對(duì)物料干基含水量X作圖，得到枯燥速率曲線，如圖2所示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)比較分散，畫線時(shí)注意其應(yīng)符合枯燥過程的規(guī)律。六、思考題

1．本試驗(yàn)在原來的條件下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的枯燥，最終能否達(dá)到絕干物料？不能達(dá)到絕干物料的重量。由于當(dāng)時(shí)的環(huán)境狀態(tài)沒有完全達(dá)到絕干的程度。2．試驗(yàn)過程中為什么風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的片閥要部分開啟？

保證內(nèi)部空氣的溫度和濕度保持恒定不變。

3．怎樣才能保持試驗(yàn)過程中濕球溫度計(jì)的測(cè)定結(jié)