干燥操作和干燥速率曲线的测定

1、实验十干燥操作和干燥速率曲线的测定烈崔眉:AtI掌握测定物料干燥速率曲线的方法，并了解其实际 意义Q2.熟悉实验室干燥设备的流程、工作原理及操作方法。3了解影响T燥曲线的主要因素。牛了解和观察流化床的基本结构和流化状态、实验原理干燥是化工生产中一种重要的单元操作，它是利用热 量将产品屮的湿分（通常情况下指水分，以下如无特 别说明，均指水分）去掉的一种方法。在实际生产中要确定湿物料的燥条件，例如已知 燥要求，当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间； 或干燥时间一定时，确定干燥所需的面积，就必须掌 握物料的T燥特性，即干燥速率曲线。二干燥过程不仅涉及气丽两和间的传热和I涉及到水分以气态或液态的形式门

2、物料内部向表面传递的机理。由丁含水性质和粒度的差异，不同物料的水分 传递速率差别很人。因此，十燥速率受物料形状、物 料的含水量、含水性质、热介质性质和干燥设备等各 种因索的影响，目前还无法用理论方法來计算（除了 完全不吸水的物质外），而大多数情况下只能用实验 测定的方法。在实验室测定干燥曲线和干燥速率曲线时，需要在恒 定的干燥条件下进行。因此，若以空气作为加热介质, 其进、出干燥器的状态，如温度、湿度、气速以及空 气的流动方式均应不变，即必须采用大量的空气來干 燥少暈的物料。本实验以含水硅胶为被干燥物，测定 单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到被干燥物 料的质量恒定为止k若将很湿的物料置丁恒

3、定的干燥条件下，测定被干燥 物料的质量和温度随时间的变化关系，可得到如图所 示的干燥曲线。=1一 WXVP =l = x十燥速宰物料的湿含量即含水量，一般用相对物料总量的水分 含量來表示。常用的有以湿物料为基准的水分含量和 以干物料为基准的水分含量，即湿基含水量和干基含 水量，分别用符号W和X来表不。湿基含水暈w=（湿物料中水分的质量湿物料的总 质量）X1OO%干基含水量X =（湿物料屮水分的质量宁湿物料屮绝 干料的质量）X1OO %但因干燥时物料总量在变化，所以采用干物料为基准 的水分含量X表示较为方便。W和X之间有如下关 系：含水半兀總脚慮阶影（Ill）降速燥八、干燥速率（即水分汽化率Na

4、）町用单位时间单位干燥面积 麻汽化Mj水量袤示：入卩aw 2 _-1段。含水童很犬的物料因其表而有液态水存在，当它在恒 縱;瓚铀fe耒聽莽程牆鶴礬岚勰辎船, 这一阶段即是第1阶段（物料的预热阶段）。徉随后的冕 潮瓯由脚咖枷姗豁加气卑 第II阶段小，含水率石随时间成比例减少，其干燥速率不 变，即为恒速丁燥阶在第III阶段中，物料表面己无液 态水存在，而物料内部的水分L 1詮部扩散到表面的速率慢 于水分在物料农面的蒸发速率，则物料表面将蒸干，其温 度乂开始上升，传入的热量也因此而减少，且传入的热量 部分用丁加热物料，所以燥速率会很快隧低，最后达到以忽略。温度低时，或根据物料特性，也可能没有第11阶

5、 段。式中:A被干燥物料的汽化面积（m2）；r干燥时间（S）;W从被燥物料小汽化的水分量（kg） OT燥速率也可用单位丁物料在单位时间内所汽化的水分量 丧刀JN；=竺1畑站】.r式中，Gc为物料的质量（kg）o 因为dW= -GcdX故N； =-dWfdT因此在燥曲线图中，含水率曲线对时间的斜率即为Na O 若将Na（或Na）对X乍图即可得到燥速率曲线实验装置木实验采用流化床1:燥器，以热空气流丁燥变色硅胶。 实验装置见图。由鼓风机输送的空气流，经转了流量计计量和电加热 器预热后，然后通过流化床的分布板，再和床层中颗 粒状的湿物料进行流态化的接触和干燥，废气上升至 T燥器的顶部后放空。空气流量

6、和温度分别由阀门和 自耦变压器调节。a空K41_旋涡泵2转于流磧计：3电加热管：4流化床：5収样器；6热空气温度计:7丿木丿温度计5 8储水椚实验步骤I插上电源，打开鼓风机开关。2.预先调节风吊：（约12I4m3/h）,使床中的颗粒处J：良好的 流化状态。3储水槽内加入一定量的水。同时打卄进水卄关，比水滴入流 K床中。4从取样U取出少量样品（约o5g）到称量瓶中，瓶了必须盖 轧綁和期8需略純取J rl，将样品放入微波炉中烘 5?异必赢為关，矗调节加赛电压预热空气流至20 iioC左右，当空气状态稳定和床层温度在4oC左右时，每隔3 /min取一次样，亟复步骤4称重。取1215个实验点，同时记录床 戾温度。6实验结束后，先关闭预热器电源；待床层温度降到宅温后， 再关闭鼓风机电源实验数据处理时间称帛:瓶湿样总干样总样品湿样品干水屯XX%)min空重（g）i审：g）呈-K (g)取g）3）1在7。8oC的空气流中经过相当长的时间的干燥， 可否得到绝对干料？