实验九:干燥速率曲线的测定(3500字)

来源:m.ttfanwen.com时间:2017.5.12

实验九干燥速率曲线的测定

化 工

实验九干燥速率曲线的测定

原 理 实 验 报 告

实 验 名 称: 干燥速率曲线的测定

学 院:

专 业: 化学工程与工艺

班 级: 化工09-5班

姓 名: 陈茜茜 学 号 09402010501

同 组 者 姓 名: 孙彬芳 陈俊燕

指 导 教 师:

日 期: 2011

实验九干燥速率曲线的测定

年11月03日

一、 实验目的

1、熟悉常压洞道式(厢式)干燥器的构造和操作;

2、测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变,物料与气流的接触方式不变)

下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线

3、测定该物料的临界湿含量X0;

4、掌握有关测量和控制仪器的使用方法。

二、 实验原理

1、干燥曲线:物料含水量X与干燥时间t的关系曲线。

物料干基含水量

X?G'?Gc' (1) Gc'

式中:X—物料干基含水量,kg水/kg绝干物料;

G`—固体湿物料的量,kg;

Gc`—绝干物料量,kg。

2、干燥速率曲线:表示干燥速率变化的曲线,干燥速率指单位时间、单位干燥面积上汽化的水分质量。

a、干燥速率的测定

U?dW'?W' (2) ?Sd?S??

式中:U—干燥速率,kg/(m2·h);

S—干燥面积,m2,(实验室现场提供);

??—时间间隔,h;

?W'—??时间间隔内干燥气化的水分量,kg。

b、恒速干燥阶段,物料表面与空气之间对流传热系数的测定

Uc??(t?tw)dQ'dW'?? (3) Sd?rtwSd?rtw

??Uc?rtw (4) t?tw

式中:?—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数,W/(m2·℃); Uc—恒速干燥阶段的干燥速率,kg/(m2·s);

tw—干燥器内空气的湿球温度,℃;

t—干燥器内空气的干球温度,℃;

rtw—tw℃下水的气化热,J/ kg。

c、干燥器内空气实际体积流量的计算

由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出:

Vt?Vt0?273?t273?t0 (5)

式中:Vt—干燥器内空气实际流量,m3/ s;

t0—流量计处空气的温度,℃;

Vt0—常压下t0℃时空气的流量,m3/ s;

t—干燥器内空气的温度,℃。

Vt0?C0?A0?2??P

? (6)

A0??

4d02 (7)

式中:C0—流量计流量系数,C0=0.67

A0—节流孔开孔面积,m2;

d0—节流孔开孔直径, 第1~4套d0=0.0500 m,第5~8套d0=0.0450 m; ΔP—节流孔上下游两侧压力差,Pa;

ρ—孔板流量计处t0时空气的密度,kg/m3。

3、临界湿含量Xo:由实验测定,从所得干燥速率曲线上读取。

4、含水率:

a、湿基含水率w=W/G总

b、干基含水率X=W/Gc

G总= W+ Gc

三、 实验装置流程

1、装置流程

空气用风机送入电加热器,经加热的空气流入干燥室,加热干燥室中的湿毛毡后,经排出管道排入大气中。随着干燥过程的进行,物料失去的水分量由称重传感器和智能数显仪表记录下来。实验装置如图所示。

1-风机 2-孔板流量计 3-空气进口温度计 4-质量传感器 5-干燥物料

6-加热器 7-干球温度计8-湿球温度计 9-洞道干燥器 10-废气排出阀

11-废气循环阀 12-新鲜空气进气阀 13,14,15,16,17-参数显示仪表

图1 干燥装置图

2、主要设备及仪器

(1)鼓风机:MY250W,250W

(2)电加热器:4.5KW

(3)干燥室:180mm×180mm×1250mm

(4)干燥物料:湿毛毡

(5)称重传感器:YZ108A型,0~300g

四、 实验步骤及注意事项

1、实验步骤

(1)打开仪表控制柜上的仪表电源开关,开启仪表。

(2)打开仪表控制柜上的风机电源开关,开启风机,这是加热管停止按钮灯亮。

(3)按下加热管启动按钮,启动加热管电源,刚开始加热时,打开加热管电源开关,可通过仪表实现自动控制及调节旋钮实现手动控制干球温度。干燥室温度要求恒定在70℃。

(4)将毛毡加入一定量的水并使其润湿均匀,注意水量不能过多或过少。

(5)当干燥室温度恒定在70℃时,一定在老师的指导下十分小心地悬挂于称重传感器下的托盘上。

(6)记录时间、毛毡和剩余水的重量,每分钟记录一次数据;每两分钟记录一次干球温度和湿球温度。

(7)待毛毡恒重时,即为实验终了时,按下停止按钮,停止加热,

实验九干燥速率曲线的测定

注意保护称重传感器,

小心取下毛毡。

(8)等20分钟后,当干球温度降到30度左右时关闭风机电源、仪表电源,清理实验设备。

2、注意事项

(1)必须先开风机,后开加热器,否则加热管可能会被烧坏。

(2)特别注意传感器是非常精密的仪器,且其负荷量仅为300g,放取毛毡时必须十分小心,绝对不能下拉或用力上提,否则会完全损坏称重传感器导致不能再使用。

(3)风量不得低于50m3/h,否则会因为风量过小而使加热管烧坏。

五、 原始实验数据(附页)

表一:

实验九干燥速率曲线的测定

冷空气流量Vmax=76.8m3/h Vmin=72.2m3/h V=1/2(Vmax+ Vmin)=74.5 m3/h 托盘质量:29.2g 绝干物料量:13.6g

毛毡长:11.79cm 毛毡宽:11.79cm 毛毡高:0.30cm 凹槽长:5.89cm 凹槽宽:0.9cm S=0.0267m2

干球温度t=1/2(tmax+tmin)= 1/2(75.9+61.1)=68.5℃ 湿球温度tw=1/2(twmax+twmin)= 1/2(69.9+57.8)=63.85℃

六、 数据处理

以第一分钟的数据为例, G’=83.7-29.2=54.5g Gc’=13.6g

X=(54.5-13.6)/13.6=3.007 △ W=83.7-84.2=0.5g

U=△W/S△t=0.5/(0.0267*1)=1.124 kg/(m2·h)

实验九干燥速率曲线的测定

实验九干燥速率曲线的测定

实验九干燥速率曲线的测定

实验九干燥速率曲线的测定

1、绘制干燥曲线(失水量~时间关系曲线)

2、根据干燥曲线作干燥速率曲线

3、从干燥速率曲线读出临界湿含量Xc=0.65(kg水/kg绝干料)

七、 结果分析与讨论

本实验相对来说操作较简单,没有特别复杂的地方,但要注意一点就是取放毛毡时必须轻拿轻放不能用力!

本次实验取得效果较理想。图表数据精确度较高。但也不可避免的存在误差,最终影响临界含水量的确定。分析原因如下:

1、精密称重仪的秤盘与风速方向未能完全平行,流体流动的非理想性致使秤盘上下存在压差,仪器读数未能精确反映实际的质量变化。

2、实验过程中的数据记录依赖电脑软件,各数据的测量均依靠传感器完成,该系统误差也需加以考虑。

3、在计算毛毡的表面积时,其实际形状并不是理想的矩形,使所计算的表面积有所误差。且毛毡横向地放置,其各表面的干燥情况并不一致。

4、实验时温度需要人为的控制,温度不断在65到75摄氏度之间徘徊也会影响我们对实验数据获取的精确性,影响实验结果的精确度。

八、 思考题解答

1、毛毡含水是什么性质的水分?

答:毛毡含水有自由水和平衡水,其中干燥除去的为自由水。

2、实验过程中干、湿球温度计是否变化?为什么?

答:干球温度是变化的。干球温度是指空气温度,由于空气流量是不稳的,干燥温度是

在70℃上下波动的。

湿球温度也是变化的。由于失水量是在变化的,同时湿球温度也是变化的。

3、恒定干燥条件是指什么?

答:在间歇干燥实验中,用大量的热空气干燥少量的湿物料,空气的温度、湿度、气速

及流动方式都恒定不变。

4、如何判断实验已结束?

答:毛毡恒重,即重量显示仪的读数不变。 但实际试验中不可能出现恒定不变的情况,

会有上下的小浮动。


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干燥速率曲线测定实验

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