试验1干燥速率曲线测定试验一试验目的⒈掌握干燥曲线和干燥速率

1、实验1干燥速率曲线测定实验一实验目的1. 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。2. 学习物料含水量的测定方法。3. 加深对物料临界含水量 XC的概念及其影响因素的理解。4. 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。5. 学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。二实验原理当湿物料与干燥介质相接触时， 物料表面的水分开始气化， 并向周围介质传递。 根据干燥过 程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。第一个阶段为恒速干燥阶段。 在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大， 其内部的水分能 迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制， 故此阶段亦称为表 面气化

2、控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化， 物料表面的温度维 持恒定（等于热空气湿球温度） ，物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。第二个阶段为降速干燥阶段， 当物料被干燥达到临界湿含量后， 便进入降速干燥阶段。 此时, 物料中所含水分较少， 水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率， 干燥速 率为水分在物料内部的传递速率所控制。 故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。 随着物料湿含量逐 渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气

3、的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。本实验在恒定干恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。1. 干燥速率的测定,dWWkg。(1)(7-1 )U =Sdi SAt式中：U 干燥速率，kg / （ mb h）； s燥面积，m,（实验室现场提供）；.：.时间间隔，h；时间间隔内干燥气化的水分量,Gj = Gt，i -Gd，gGi 1 =Gt, i 1 -Gd，gGi -GcXi，kg水/ kg绝干物料(3)G cG.百GXii 1 c ，kg水

4、/ kg绝干物料Gc22X AVXi Xi 1，kg水/ kg绝干物料(5)两次记录之间的平均干燥速率uGc E dXS dTGC 10- X-XjxS 丁 1 T|,kg 水/ (s m)(6)9S干燥面积，miG C绝干物料量，gR 空气流量计的读数，kPaT 。一干燥器进口空气温度，C t 试样放置处的干球温度，C t w试样放置处的湿球温度，C G D试样支撑架的重量，gG t被干燥物料和支撑架的“总重量“，gG 被干燥物料的重量，gT 累计的干燥时间，SX 物料的干基含水量，kg水/ kg绝干物料X av两次记录之间的被干燥物料的平均含水量，kg水/ kg绝干物料U 干燥速率，kg水

5、/ （s 卅）式中，Co-孔板流量计孔流系数，Co=O.65A0-孔的面积m2d0-孔板孔径 ，d 0 =0.040 mVt-空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，斥巾P-孔板两端压差，Kpa3 心-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m。干燥试样放置处的空气流量273 43试亍，m/ h(9)干燥试样放置处的空气流速Vu，m / s3600 汉 A2.物料干基含水量(10)G-GcX 二Gc式中：X 物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料;(7-2 )G固体湿物料的量，kg ；Gc绝干物料量，kg。3恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定,dW dQ Uc 二Sd

6、rtw Sd(7-3 )UC Ttwoc =t tw(7-4 )w/(m2 C)；式中：一恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，Uc 恒速干燥阶段的干燥速率，kg/ （ m s）；tw 干燥器内空气的湿球温度，c；t干燥器内空气的干球温度，c；tw tw C下水的气化热，J/ kg。4.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岀:Vt=Vt0273 t273(7-5 )式中：Vt 干燥器内空气实际流量，m/ s ；t o 流量计处空气的温度，C；Vt0 常压下toe时空气的流量，m/ s ； t干燥器内空气的温度，C。Vto=CoAo兀 2Ao

7、d o4式中：Co流量计流量系数，Co=o.67 a节流孔开孔面积，m；do节流孔开孔直径，d 0=0.050 m ；(7-6 )(7-7 )节流孔上下游两侧压力差，Pa；3P 孔板流量计处t0时空气的密度，kg/m1.干燥曲議物料含水量X与干燥时间r的关系曲线即为F燥111J线.如图2-76所示a2-76干幔曲线2.01.61,2O.80.400.10.20.30,40 50.60.7X- 2-77 干嫌速率曲践L阶啟1G-J1、/AX；Z千燥速率曲域干燥速率曲线是表示干燥速率U与物料含水疑X的关系閒线，如图2-77 所示b三实验装置5 干燥物料（帆布）；6 电加热器；7干球温度计；8 14

8、湿球温度计显示仪；9 洞道干燥室； 10废气排出阀；11废气循环阀；12新鲜空气进气阀；13电加热控制仪表；16孔板流量计压差变送器和显示仪四实验步骤1调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后启动风机。2用废气排岀阀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。3在空气温度、流量稳定的条件下，用重量传感器测定支架的重量并记录下来。4把充分浸湿的干燥物料（帆布）5固定在重量传感器 4上并与气流平行放置。5在稳定的条件下，记录干燥时间每隔 2分钟干燥物料减轻的重量。直至干燥物料的重量不 再明显减轻为止。6变空气流量或温度，重复上述实验。

9、7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。8实验完毕，一切复原。五注意事项1. 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。2. 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，岀现事故。3. 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。4. 实验中不要改变智能仪表的设置。六数据处理xav-U00.05xav1) GD=80g Gc=22.2gs=0.0098m2P=0.87kpaT(mi n)G(g) W(g)U(kg/ m 2s)Gi(kg)XiXav0103.10023.10.0410.0412102.70.40.0003422.70.0230.0324102.40.30.0002522.40.0090.0166102.20.20.0001722.200.00458102.20022.2001)GD=80gGc=22.4gs=0.0098m2P=0.88kpaT(mi n)G(g) W(g)U(kg/ m 2s)Gi(kg)XiXav0103.4页023.40.045:0.0452102.90.50.00042522.90.0220.03354102.70.2