化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验

实验十 干燥曲线及干燥速率曲线测定实验 一、实验装置干燥器类型：洞道；洞道截面积：1# A=0.130.17 = 0.0221m2、2# A=0.150.20 = 0.030m2加热功率：500w1500w； 空气流量：1-5m3/min； 干燥温度：40-120孔板流量计：孔流系数C0=0.65，孔板孔径d0=0.040( m)重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度0.1级；干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150），精度0.5级；孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150），精度0.5级；孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度0.5级； 图10-1 洞道干燥实验流程示意图1.中压风机；2.孔板流量计；3. 空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；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.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。二、物料物料：毛毡；干燥面积：S=0.141*0.082*2=0.023124(m2)（以实验室现场提供为准）。绝干物料量(g)：1# GC=22.8，2# GC=25.36（以实验室现场提供为准）。三、操作方法 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温度计的附加蓄水池内补充适量的水， 使池内水面上升至适当位置。 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。 用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，开启加热电源。在智能仪表中设定干球温度，仪表自动调节到指定的温度。干球温度设定方法：A/MSETSET第一套：长按 键至设定状态，定位、 增大，设定好数值后，按 、 键确定。第二套：，定位、 / 增大/减小，设定好后，自动确认。 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上并与气流平行放置。注意：不能用力过大，避免使传感器受损。7立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间（3分钟）记录一次数据（记录总重量和时间），直至干燥物料的重量不再明显减轻为止（重量变化小于0.1克）。 关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。 实验完毕，一切复原。四、注意事项 重量传感器的量程为（0-200克），精度较高。在放置干燥物料时务必要轻拿轻放，以免损坏仪表。 干燥器内必须有空气流过才能开启加热，防止干烧损坏加热器，出现事故。 干燥物料要充分浸湿，但不能有水滴自由滴下，否则将影响实验数据的正确性。 实验中不要改变智能仪表的设置。五、数据处理实例 干燥实验数据整理表 设备编号：1#空气孔板流量计读数R（KPa)0.5干球温度t()60流量计处空气温度to()48.8湿球温度tw()40to()空气密度(Kg/m3)1.11 tw下水的气化热 (kJ/ kg) tw 2600流量计孔流系数C00.65洞道截面积(m2)=0.13*0.170.0221孔板孔径d0( m)0.04干燥面积(m2)S=0.141*0.082*2=0.023124框架重量GD（g)72.2绝干物料量GC：(g)22.8对流传热系数(w/m2)=40.60干燥器内空气实际体积流量Vt(m3/ s)=0.0254 干燥器内空气流速u(m/s)=1.1477 序号累计时间 T(分)总重量 GT （g）干基含水量X（kg/kg）平均含水量 XAV（kg/kg）干燥速率 U104 kg/（sm2）10128.61.4737 1.4452 3.123 23127.31.4167 1.3904 2.883 36126.11.3640 1.3399 2.643 49125.0 1.3158 1.2939 2.403 512124.0 1.2719 1.2500 2.403 615123.0 1.2281 1.2083 2.162 718122.11.1886 1.1689 2.162 821121.2 1.1491 1.1294 2.162 924120.31.1096 1.0899 2.162 1027119.4 1.0702 1.0504 2.162 1130118.51.0307 1.0110 2.162 1233117.6 0.9912 0.9715 2.162 1336116.70.9518 0.9320 2.162 1439115.8 0.9123 0.8925 2.162 1542114.90.8728 0.8531 2.162 1645114.0 0.8333 0.8136 2.162 1748113.10.7939 0.7741 2.162 1851112.20.7544 0.7346 2.162 1954111.30.7149 0.6952 2.162 2057110.40.6754 0.6557 2.162 2160109.50.6360 0.6162 2.162 2263108.60.5965 0.5789 1.922 2366107.80.5614 0.5439 1.922 2469107.0 0.5263 0.5110 1.682 2572106.30.4956 0.4803 1.682 2675105.6 0.4649 0.4474 1.922 2778104.80.4298 0.4123 1.922 2881104.0 0.3947 0.3794 1.682 2984103.30.3640 0.3487 1.682 3087102.6 0.3333 0.3202 1.442 3190102.0 0.3070 0.2961 1.201 3293101.5 0.2851 0.2763 0.961 3396101.10.2675 0.2566 1.201 3499100.6 0.2456 0.2346 1.201 35102100.10.2237 0.2149 0.961 3610599.7 0.2061 0.1952 1.201 3710899.20.1842 0.1732 1.201 3811198.70.1623 0.1535 0.961 3911498.30.1447 0.1360 0.961 4011797.90.1272 0.1184 0.961 4112097.50.1096 0.1031 0.721 4212397.20.0965 0.0899 0.721 4312696.90.0833 0.0789 0.481 4412996.70.0746 0.0702 0.481 4513296.50.0658 0.0614 0.481 4613596.30.0570 0.0526 0.481 4713896.10.0482 0.0439 0.481 4814195.90.0395 0.0373 0.240 4914495.80.0351 50147计算实例： 空气物理性质的确定：流量计处空气温度to=48.8()，查表得空气密度=1.11(Kg/m3)湿球温度tw=40()，tw下水的气化热 (kJ/ kg) tw=2600。以第一组数据为例1、计算干基含水量X=（总重量GT-框架重量GD-绝干物料量GC）/绝干物料量GC=(128.6-72.2-22.8)/22.8=3.123（kg/kg）2、计算平均含水量 XAV=两次记录之间的平均含水量=(1.4737+1.4167)/2=1.4452（kg水/kg绝干物料）3、计算干燥速率U=-（绝干物料量GC/干燥面积S）*（X/T）=-（22.8*0.001/0.023124)*(1.4167-1.4737)/(3*60)=0.0003123 kg/（sm2）4、绘制干燥曲线（XT曲线）和干燥速率曲线（UXAV曲线）5、计算恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数W/m2 Uc恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2s）=0.0002162twtw下水的气化热，kJ/ kg。查表P351,tc-t=374-40=334.查表得,tw=2600=2.162*0.0001*2600*1000/(60-40)=28.116、计算干燥器内空气实际体积流量Vt(m3/ s) 。其中： =0.254Vt0t0时空气的流量，m3/ s；=0.0245t0流量计处空气的温度，t0=48.8；t干