河北工程大学-化工原理-萃取试验

1、河北工程大学-化工原理-萃取 试验作者:日期:11课题名称：化工原理试验试验名称：干燥试验学院：理学院专业：应用化学班级：1001同组人员：一组徐德玉马兴峰吴峰王胜指导老师：裴振昭试验日期：2013 年6月22号一、实验目的1、熟悉并掌握洞道干燥仪器的原理及操作步骤。2、掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。3、学习物料含水量的测定方法。4、加深对物料临界含水量 Xc的概念及其影响因素的理解。5、计算恒速阶段的干燥速率以及降速阶段干燥速率线斜率。6、学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。二、 实验原理物料在恒定干燥条件下的干燥过程分为三个图1干燥速率曲线阶段：I物料预热阶段；H恒速干燥阶段

2、；川降速 阶段图2。图中AE段处于预热阶段，空气中部分热 量用来加热物料。在随后的第H阶段BC,由于物料 表面存在自由水分，物料表面温度等于空气的湿球 温度tw，传入的热量只用来蒸发物料表面的水分， 物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且较 大。到了第川阶段，物料中含水量减少到某一临界 含水量时，由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持润湿，CD逐渐达到则物料表面将形成干区，干燥速率开始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲线 平衡含水量X*而终止。干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、结构以及所含水分的性质的影响。

3、用微分式表示，则为干燥速率为单位时间内在单位面积上汽化的水分质量dw3u ：:(kg/m s)Adi式中：u干燥速率kg/m 2s2A干燥表面m d 相应的干燥时间sdw 汽化的水分量kg因为dw = Qdx所以式(1)可改写为dwGcdx Gc ：xu Ad . Ad . A.：.式中：Gc湿物料中绝干物料的质量kg湿物料含水量 kg水/ kg绝干料负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。Gc ：x 二 Gc式中. G s(i)、Gs(i 卡)Gs（i）GcGs（i 和一GcGcGc-Gs(i) - Gs(i 1)分别为厶-时间间隔内开始和终了时湿物料的质量kg图2中的横坐标X为相应于某干

4、燥速率下的物料的平均含水量。X =XiXi.12Gs(i) *Gs(i+)、2G-1（见以u为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量x为横坐标，即可绘出干燥速率曲线图2 ）。三、仪器与试剂与实验流程图实验装置为洞道式循环干燥器（见图2），其 基本参数如下:洞道尺寸：长1.10米、宽0.125米、高0.180米；加热功率：500w 1500w;3空气流量：1-5m/min ;干燥温度：40-120 C;天平：量程（0-200g ），最小秤量值0.1g ;干、湿球温度计。journo 啊 w 糊 m w四、实验步骤1实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并称量绝干物料的质量。2、 将已知绝干质量的物

5、料试样放入水中浸泡，稍候片刻取出，让水分均匀扩散至整个试样，然后 称取湿试样质量。3、 开启风机，调节风速调节阀至预定风速值。适当打开阀15、16，调好触点温度计至预定温度（这些一旦调整好后可以固定下来），开加热器。4、将晶体管继电器开关打开，并打开一组或二组辅助加热器。待温度接近预定温度时应注意观察， 视情况增减辅助加热，避免 超温失控”或欠温失控”直至确信控制正常后，才让其自动运行。5、检查称重天平是否灵活，并调平衡。记下支架重量。待空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿 试样放到支架上。立刻加砝码使天平接近平衡，但砝码一边稍轻，待水分干燥至天平指针平衡 时开动秒表。6、 间隔一定时间后（根据

6、干燥速率快慢，选择0.5min2min）,称量物料质量，记下干燥时间、 干湿球温度计10和11读数、倾斜式压差计读数以及称量天平读数。如此往复进行，直至试样接 近平衡水分为止（5mi n称量天平读数不变）。7、实验结束，先关电加热器，使系统冷却后再关风机，卸下试样，并收拾整理现场。五、实验数据及处理1、实验数据记录表1干燥速率曲线实验数据记录测旦 里占八、湿球温度计11读数,C干球温度计10A读数,C干球温度计10B读数,C干球温度计10C读数,C孔板流量计读数干燥物称量，g时间，s172.881.275.858.927.513.40272.881.275.858.927.512.920937

7、2.881.275.858.927.512.4329472.881.275.858.927.511.9441572.881.275.858.927.511.4551672.881.275.858.927.510.9656772.881.275.858.927.510.4759872.881.275.858.927.59.9867972.881.275.858.927.59.49731072.881.275.858.927.58.910771172.881.275.858.927.58.411941272.881.275.858.927.57.913081372.881.275.858.927.

8、57.414181472.881.275.858.927.56.915411572.881.275.858.927.56.417031672.881.275.858.927.55.918911772.881.275.858.927.55.420681872.881.275.858.927.54.922841972.881.275.858.927.54.425462072.881.275.858.927.54.128492172.881.275.858.927.53.930702272.881.275.858.927.53.8533272372.881.275.858.927.53.853666

9、2、干燥操作实验流程示意图3、数据处理表2数据处理物重时间时间差干燥速率x平均含水量13.4012.92092090.3973994182.92537313412.43291200.692137322.77611940311.94411120.74157572.62686567211.45511100.7550588952.4776119410.96561050.791014082.32835820910.47591030.8063735772.1791044789.98671080.7690414672.0298507469.49731060.7835516831.8805970158.91

10、0771040.7986199851.7313432848.411941170.7098844311.5820895527.913081140.72856561.4328358217.414181100.7550588951.283582096.915411230.6752559221.1343283586.417031620.5126943110.9850746275.918911880.4417897790.8358208965.420681770.4692456410.6865671644.922842160.3845207330.5373134334.425462620.3170094

11、60.3880597014.128493030.1644682740.2686567163.930702210.1503284680.1940298513.8533272570.0323176960.1567164183.85366633900.149253731根据实验结果绘制出干燥曲线、干燥速率曲线，并得出恒定干燥速率、临界含水量、平衡含水量。2.01.50.0 - B3.0_2.5-1.0 -0.5-50010001500200025003000t/S.35004000干燥曲线图3:干燥速率曲线图4:由干燥速率曲线可得恒定干燥速率：0.73g/m 2s由干燥速率曲线可得临界含水量：0.8

12、 kg水/kg绝干料平衡含水量：(3.85-3.35 ) /3.35=0.149 kg 水/kg绝干料4、试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量的影响。空气流量增大，恒定干燥速率增大，临界含水量不变六、结果与讨论由干燥速率曲线可见，实验结果大体上还是和理论相一致，预热阶段时间很短，数据记录得 不是很及时表现得不是很明显，只体现在第一个点；恒速阶段，干燥速率基本不变，但是具体的 点波动较大，应该是晶体管继电器在控制温度时，是在一定范围波动， 从而使得干燥速率的波动;降速阶段，还是比较准确的。七、思考题1.在7080C的空气流中干燥， 经过相当长的时间， 能否得到绝干物料？为什么？通常要获

13、得绝 干物料采用什么方法？答：不能得到绝干物料，因为热空气的相对湿度没有到零，并且到降速阶段干燥速率受物料内部 水分扩散速率控制，所以相当长时间不能得到绝干物料。要得到绝干物可采用提高温度，降低干 燥空气的相对湿度，以及降压处理。2测定干燥速率曲线有何意义？它对设计干燥器及指导生产有些什么帮助？答：可确定干燥的几个阶段，预热阶段，恒速阶段，降速阶段，以及干燥所需要的大概时间。研究干燥速率曲线，可以据此使干燥速度控制在恒定干燥阶段，防止被干燥物开裂等不希望出现 的情况发生。3. 使用废气循环对干燥作业有什么好处？干燥热敏性物料或易变形、开裂的物料为什么多使用废 气循环？怎样调节新鲜空气和废气的比例？答：好处是在保证一定传质推动力的前提下节约热能，要尽量使反应速率控制在恒速阶段，使用 废气循环可使传质动力不至于过大而使物料分解，变形，开裂等。调节新鲜空气和废气的比例来 控制传质推动力为一适当的