洞道干燥实验

1、洞道干燥实验一、实验目的1,熟悉道式干燥装置的基本结构、工艺流程、工作原理和操作方法。2 .了解湿物料临界含水量Xc及干燥速率的影响因素，掌握不同干燥阶段的强化干燥途径。3 .在恒定干燥操作条件下，测定湿物料干燥曲线、干燥速率曲线及临界含水量Xc。4 .计算恒速干燥阶段湿物料与热空气之间对流传热系数a及传热系数KH.二、实验原理干燥过程是采用加热的方式将热量传递给湿物料，使湿物料中的水分气化并除去的操作。随着干燥的进行同时发生传热和传质，其机理比较复杂，因此干燥速率仍采用实验方法测定。干燥实验是在恒定干燥条件下进行的。所谓恒定干燥条件即：保持干燥介质一一空气的温度、湿度、流速及物料与干燥介质的

2、接触方式等均维持不变测得干燥曲线和干燥速率曲线。将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G,直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X*。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc,则物料中瞬间含水率X为G-1GcX二Gc计算出每一时刻的瞬间含水率X,然后将X对干燥时间T作图，上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同下的斜率dX,再由式(101)计算得到干燥速率U,d.将U对对作图，就是干燥速率曲线在干燥速率曲线图中与干燥速率U相对应的物料平均含水

3、量：了=耳+¥用2-式中：某一干燥速率下湿物料的平均含水量Kg水/Kg绝干物料无、了用一一AT时间间隔内开始和终了时的含水量Kg水/Kg绝干物料(1)恒速阶段干燥过程开始时，由于物料的湿含量较大，其内部的水分迅速地到达物料表面，因此干燥速率为物料表面水分气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。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，该表面水蒸气分压也维持恒定，所以干燥速率恒定不变。(2)降速阶段当物料被干燥达到临界含水量后，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气化速率，干燥速率为水分在

4、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，所以干燥速率不断下降。(3)恒速干燥阶段时物料表面与空气之间对流传热系数的测定dWAdGCdXAd干燥速率的定义为单位干燥面积(提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量。即式中,U干燥速率，又称干燥通量，kg/(m2s)；A干燥表面积,W汽化的湿分量，kg;T干燥时间，S；Gc绝干物料的质量，kg；X-物料湿含量，kg湿分/kg干物料，负号表示X随干燥时间的增加而减少。当物料在恒定的干燥条件下进行干燥时，物料表面与空气之间的传热过程可用下式表示：)=t-九kHJUc/(H

5、s,tw-H)式中：B恒速干燥阶段物料表面与空气之间对流传热系数w/m2C-£恒速干燥阶段的干燥速率Kg/m2h4干燥器内空气的湿球温度Ci干燥器内空气的干球温度Crtw湿球温度下水的汽化潜热J/KgkH以湿度差为推动力的气象传质系数kg水/(s吊)HS,tw4时空气的饱和湿度kg/kg绝干空气H空气湿度kg/kg绝干空气三、设备参数洞道截面尺寸：长170mm，宽130mm干燥物系：湿混纺布料-水干燥物尺寸：141mmx82mm鼓风机：上海兴益电器厂BYF7132型三相低噪声中压风机，最大出口风压为1.7kpa,电机功率为0.55kW.45KW,额定电压空气预热器：三个电热器并联，每

6、个电热器的额定功率220V。装置流程图1.中压风机；.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。四、实验步骤与注意事项1.实验步骤(1)适当打开风机空气进口阀4,全开废气出口阀6.(2)启动风机，调节废气循环阀5或风机空气进口阀，使空气流量计压差达到设定值。(3)将支撑架放在洞庭质量传感器上称出其质量。(4)取出烘箱中绝

7、干物料，用支撑架固定安置在洞道质量传感器上称出绝干物料质量。(5)将书籍质量的绝干物料放入水中浸湿，取出稍候片刻，待水分均匀扩散至整个物料后称取湿物料质量。(6)向湿球温度计的蓄水池加入适量水，注意水量不能过多，以免溢流洞道内。(7)启动空气加热器，待干球温度稳定在某设定温度，空气流量稳定后，把湿物料放进洞道，关闭洞道门，记录质量显示仪表数值，然后每隔3min记录数据一次。(8)待湿物料和支撑架的总质量恒定时，可终止实验。2.注意事项(1)在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤。(2)为了设备的安全，开机时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。停车时则反之。(

8、3)实验过程中要特别注意观察湿球温度，要注意向湿球温度蓄水池加水，以免水量过少造成湿球温度偏高。五、数据记录和处理项目撑架X/g物料/g空气流里压差/KPa空气进口温度/C干球温度/C湿球温度/C干燥面积/mA2洞道面积/mA247.222.90.7344.07033.60.02310.0221厅P累计时间/min总重/g干基含水量/(kg/kg绝干物料)平均含水量/(kg/kg绝干物料)干燥速率(kg/(s*mA2)1080.90.470.460.112380.30.450.430.2236P79.4P0.410.390.334978.50.370.350.2251277.80.340.32

9、0.22615P77.0r0.300.280.17718P76.2P0.270.250.1782175.50.240.220.11924r75.0r0.210.200.111027P74.5P0.190.180.06113074.20.180.170.111233P73.80.160.150.121336773.5:0.150.140.06143973.20.140.130.061542P73.10.130.120.061645:72.9:0.120.110.06174872.60.110.100.06185172.40.100.090.061954P72.3r0.090.080.06205772.10.08计算过程：、，G-Gc/、X=gc=(80.9-42.7-22.9)/22.9=0.47=_=(0.45+0.47)/2=0.46U=-dW=-GCdX=-(22.9/0.0231)*(0.43-0.46)/180=0.11六、思考题1 .如何提高干燥速率？答：(1)提高干燥介质温度(2)增大介质流速，减薄边界层厚度等，提高对流传热系数。也可提高对流传质系数，利于提高干燥速度(3)降低干燥的压力2 .影响干燥速率的因素有