洞道式干燥实验20120904(化制)

1、化工原理实验二一二年九月修订（洞道式）1一 实验目的二 实验任务三 实验原理四 实验流程五 操作要点六 数据处理七 报告要求八 方案设计实验七洞道式干燥实验福州大学化工原理实验室2一、实验目的了解洞道式循环干燥器的结构、基本流程和操作方法。掌握物料干燥速率曲线的测定方法。了解干燥速率曲线在工业干燥设计中的意义。 3二、实验任务实验任务（1）在相同介质流速、不同介质温度下，测定恒定干燥速率曲线。实验任务（2）在相同介质温度、不同介质流速下，测定恒定干燥速率曲线。 实验任务（3）改变纸浆板厚度，在一定的介质温度、介质流速下，测定恒定干燥速率曲线。 温度变化的比较 介质流速变化的比较 物料厚度变化的

2、比较4不同干燥条件 5二、实验任务 每个小组选择其中一个实验条件进行实验 实验报告综合4个小组的实验结果，绘制恒定干燥速率曲线，将第2套、第3套、第4套的干燥速率曲线分别与第1套比较。 6 干燥是利用热量去湿的一种方法， 它不仅涉及到气、固两相间的传热与传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料形状的差异，水分传递速率的大小差别很大，概括起来，它受到物料及其含水性质，干燥介质的性质、流速，干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。 目前对干燥机理的研究尚不够充分，干燥速度的数据还主要依靠实验。 三、实验原理7 若将湿物料置于一定的干燥条件下，如一

3、定的温度、湿度和气速的空气流中，测定被干燥物料的质量和温度随时间的变化关系，则得图1所示的曲线，即物料含水量时间曲线和物料温度时间曲线。 在图1中物料含水量曲线对时间的斜率就是干燥速率 ，若干燥速率 对物料含水量进行标绘可得图2所示的干燥速率曲线。三、实验原理8 图1 干燥曲线 图2 干燥速率曲线 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、结构及所含水分性质的影响。 三、实验原理9123456789101211131-风机，2-片式阀门（排出空气），3-入口温度计，4-孔板流量计，5-电加热器，6-电器面板，7-干球温度计， 8-湿球温度计，9

4、-电子天平，10-干燥室，11-出口温度计， 12-风速调节阀， 13-片式阀门（吸入空气）四、实验流程图10 空气由风机输送，经孔板流量计、再经电加热器后流过干燥室，然后回入风机循环使用，空气流动方向如上页图中箭头所示。四、实验流程图注意：空气流速由风速调节阀12(碟形阀)调节。任何时候这个阀都不允许全关！为什么？ 本实验设备还可以使用计算机进行数据采集与数据处理，其操作过程如下页所述。11 操作方法 开动干燥设备，启动计算机，双击桌面上的“干燥实验”图标，按计算机的提示操作并输入资料，即可开始实验。同时计算机会实时显示温度和干燥曲线。数据采集与处理12干燥室及试样的准备试样天平试样架重 量

5、传感器 实验前将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量（约吸水60g ）。待干燥系统温度稳定后，打开干燥室的门将湿试样放入。13加热2加热1仪表电源风机开关入口温度出口温度总电源开关干球温度湿球温度孔板压差电流表电器面板及加热控制 依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。14电器面板及加热控制 加热1由智能数显调节仪控制，加热2通过组合开关由手动控制，用作起动或冬季辅助加热。 当干球温度计显示值接近设定值时，关闭加热2，使加热温度平稳，如果加热2关闭后长期达不到控制温度(欠温控

6、制)则应重开加热2。相反如果超温失控，则应关去加热2乃至加热1。15湿球温度计本装置是利用干燥室内的正压，使空气按图中箭头方向向外排出，以获得较高流速，同时湿气往外排出也可避免系统内湿度增加。湿球湿度计示意图湿度计安装前应检查图中A处是否畅通；水从喇叭口加入，注意加至刚到U形管下端顶部为止，不要过多，以避免流入风道内。实验过程，视蒸发情况，中途加水一、二次。 16（1）实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并记录绝干试样的质量。（2）将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后取出称取湿试样质量。（3）检查电子天平是否灵活，并复零位。（4）往湿球温度计内入适量的加水。（5）

7、依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，调节蝶形阀12至预定风速值。适当打开片阀2和13。五、实验操作要点17五、实验操作要点（6）在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。待温度接近预定温度时，关闭加热2开关。（7）空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿试样放到支架上，关好干燥室的门。待天平显示一个整数值时，立刻开动第1只秒表（实验用2只秒表）。18（8）待水分失去3g后，停第一只秒表，与此同时开动第2只秒表。记下干燥时间。以后每失去3g水(在降速阶段可以失去2g或1g水) ，均记下其干燥时间。如此反复进行，直至试样接近平衡水分为止。（9）实验结束，先关电加热器

8、，使系统冷却后再关风机，卸下试样，并收拾整理现场。 五、实验操作要点（续）19六、实验数据处理(kg/m2s)式中： 干燥速率，kg/（m2s）；A 干燥表面 (m2) ； 相应的干燥时间 (s)；汽化的水分量，kg。20式中： 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。 、 分别为时间间隔内开始和终了时湿物料的质量 kg21横坐标为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量。 以为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。六、实验数据处理22其中空气入口温度，K。 式中：流经孔板的空气体积流量，m3/s；

9、压差计示值，Pa； 流经孔板的空气密度，kg/m3 ， 状态和状态相同。 六、实验数据处理风速的计算1、计算体积流量： 23六、实验数据处理风速的计算2、计算平均风速U：如果孔板流量计的压差示值Pa，平均风速可按下式计算： 式中：U按流量计算的平均风速，m/s；S2干燥室流通截面积，S2=0.150.2=0.03 m2； T，T1空气入口温度和干燥室前温度，K。24七、实验报告要求1、实验报告在实验结束一周后交。2、应在坐标纸上绘制恒定干燥速率曲线。3、要有3张恒定干燥速率曲线比较图（将第2套、第3套、第4套的干燥速率曲线分别与第1套比较）。4、重点讨论不同干燥条件对恒速干燥速率、临界含水量、平衡含水量的影响，以及测定干燥速率曲线的意义。25实验名称： 干燥实验实验小组成员：方案设计时间： 一.实验方案设计思路二.实验