干燥实验设计

XXcWc〔Kg/kg〕〔2〕式中：W——物料的瞬间质量〔kg〕W〔kg〕将X对θ进展标绘，就得到如以下图所示的枯燥曲线。CxAuAθ0x1、枯燥曲线和枯燥速率曲线枯燥曲线的外形由物料性质和枯燥条件打算。2、枯燥速率曲线枯燥速率曲线是指在单位时间内，单位枯燥面积上气化的水分质量。N adwwAd Adkg m2s〔3〕洞道枯燥试验(设计型)设计者：试验小组成员：2023-1-9一、试验目的：了解常压枯燥设备的构造，根本流程和操作；测定物料枯燥速率曲线及传质系数；争论气流速度和气流温度对枯燥速率曲线的影响。二、试验原理及说明：1、枯燥曲线θ在枯燥过程中，干基含水量随枯燥时间的变化关系：X=F(θ) 〔1〕典型的枯燥曲线如图3-11所示。含水量为：WWA——枯燥面积〔m2〕从被枯燥物料中除去的水分质量〔kg〕1算枯燥速率：N dw wa Ad A

[kg/m2s]或[g/m2s] 〔4〕本试验是通过测出每挥发肯定量的水分〔Δw〕所需要的时间〔Δθ〕来实现测定枯燥速率的。影响枯燥速率的因素很多，它与物料性质和枯燥介质〔空气〕的状况有条件下不变的状况下，对同类物料，当厚度和外形肯定时，速率Na是物料干基含水量的函数。Na=f(X) 〔5〕3、传质系数(恒速枯燥阶段)分别以下面两式表示：dQAdtt 〔6〕wdwAdK HH w

H

〔7〕Q——由空气传给物料的热量〔KJ〕α——对流传热系数〔Kw/m2℃〕t、t〔℃〕wK〔kg/m2s△H〕HHH——t、t〔kg/kg〕w w当物料肯定，枯燥条件恒定时，α，KH

的值也保持恒定。在恒速枯燥阶段物料外表保持足够润湿，枯燥速率由外表水分汽化速率所掌握。假设无视以由空气以对流的方式供给，此时物料外表温度即空气的湿球温度tw化所需热量等于空气传入的热量，即：rd

时水的汽化潜热〔KJ/Kg〕 〔8〕w w Q w wrd dQ

w Ad

Ad即： rKHw h w

wtt

〔9〕K H r Hw w

w 〔10〕H5m/s时，上式〔10〕又可简化为：K H 1.09KHH、H：w

〔11〕由干湿球温度t、t，依据湿焓图或计算出相应的H，H；w w2计算流量计处的空气性质：由于从流量计到枯燥室虽然空气的温度、相对湿度发生变化，但其湿度未tL流量计处湿空气的比体积：v=(2.83×10-3+4.56×10-3H)(t+273) [kgH 水/m3 ]干气流量计处湿空气的密度是：ρ=〔1+H〕/vH

[kg/m3 ]湿气计算流量计处的质量流量m[kg/s]：测得孔板流量计的压差计读数为ΔP[Pa]：u0

C0

[m/s]2P流量计处的质量流量：m=u2P0 0

为孔板孔面积枯燥室的质量流速G[kg/m2s]：HmmG：枯燥室的质量流速为：G=m/A [kg/m2s] A为枯燥室的横截面积传热系数α的计算：〔空气〕流过物料外表可以是平行的，也可以是垂直的，也可以的传热系数，所以其两个横向面积的影响可无视。承受α阅历式：对水-空气系统，当空气流淌方向与物料外表平行，其质量G=0.68~8.14kg/m2s；t=45~150℃。0.0143G0.8 [kw/m2℃] 〔12〕KH由〔12〕计算出α代入〔11〕式即可用式计算出传质系数K。H三、试验装置3热电阻Gc=21g热电阻Gc=21g湿球温度计原理图棉纱气流湿物料尺寸水杯控枯燥室重量传感器电加热器蝶阀ΔP进鲜气排出部分废气 tLφ55.77φ72离心风机图1 洞道式枯燥装置〔本试验装置可由调整风机的频率来调整风量，试验时蝶阀处于全开状态，流入风机进口，形成循环风洞枯燥。度不变。承受自动控温，具体温度可人为设定。本试验有三个计算温度，一是进枯燥室的干球温度〔为设定的仪表读数，。有关参数：，750w圆管内径：73.6mm方管尺寸：150×200mm〔宽×高〕孔板流量计：全不锈钢，环隙取压，孔径57.01mm，m=0.6 C=0.7402×1.5Kw，自动控温WMF—2023，0～5000Pa热电阻传感器：Pt100温度掌握器：宇电518MCK—ZS4130×80×1〔长×宽×厚21本试验消耗和自备设施：电负荷：3+0.75Kw四、试验步骤：170〔不能滴水试验用。2600～900Pa；4〔一般在80—之间。开启加热开关，温控器开头自动掌握电热丝的电流进展自动控温，渐渐到达设定温度。52分种，开头读取物料重量〔最好从整克数据开头记录，记录下试样质量每36760℃机的开关，关闭仪表上电开关。友情提示：180—95℃之间。2、放物料时，手要用水淋湿以免烫手；放好物料时检查物料是否与风向平行。留意事项1、在总电源接通前，应检查相电是否正常，严禁缺相操作。乱动。3、全部仪表按键最好由教师提前设定或调整好，学生不要乱动。4、开加热电压前必需开启风机，并且必需调整变频器有肯定风量，关闭风机前必需先关闭电加热，且在温度降低到60℃以下时再停风机。本装置在设计时，说明书进展。五、试验数据记录与计算例如：1设备物料有关恒定数据〔单位：mm〕长宽物料尺寸厚绝干重〔g〕枯燥室尺寸高 宽孔板尺寸孔径 管径130801029.34200 15057.0173.65表2 试验数据记录表№t〔℃〕t〔℃〕t〔℃〕W〔g〕ΔP〔Pa〕Δθ(s)X(g/g)Na(g/ms)wL193.633.868.010380502.5106294.134.268.61008052933.40840.40956394.634.568.8978032132.30610.56338494.934.469.1948071992.20380.60300595.034.469.2918051832.10160.65570695.134.669.3888091861.99930.64516795.334.869.5858011731.89710.64615895.134.969.6827991861.79480.64516995.034.969.5798001701.69260.655881095.034.869.3767981891.59030.634921195.234.869.6738001951.48810.615381295.135.169.6707972021.38580.594061395.235.169.6677952101.28360.571421495.135.169.9647962011.18130.597001595.034.969.5617982061.07910.582521694.935.069.5587902040.97680.588231795.335.069.9557952020.87460.594061894.734.770.0528032140.77230.560751994.835.069.0497962120.67010.566042095.435.169.6467932010.56780.597022195.134.969.6438012200.46560.545452294.935.069.7408032150.36330.558142395.134.770.0377952440.26110.491822494.934.569.8348062910.15880.412372595.234.570.1318024070.05660.29484现以第2组数据为计算例如：1、枯燥速率曲线6

WWCWC

10029.342.4129.34

[g/g]

w 3 0.41 [g/(m2S)]A 0.0250293A=2〔0.13*0.08+0.08*0.01+0.13*0.01〕=0.0250m22、KHH、H：w查得湿球温度tw下：饱和蒸汽压Ps=5547.2[Pa] 汽化潜热rw=2409.7[KJ/Kg]P

5547.2sH 0.622sW 101325Ps

0.622 0.0361013255547.2HH

(tt )1.090.036(94.94434.789) 1.09 0.0088W W rW

2409.7计算流量计处的空气性质：流 量 计 处 湿 空 气 的 比 体 积 ：v (2.831034.56103H)(t273)(2.831034.561030.0088)(94.944273)H1.056 [m3/Kg干气]流量计处湿空气的密度是：ρ=〔1+H〕/vH

=(1+0.0088)/1.56=1.065 [kg/m3 ]湿气计算流量计处的质量流量m[kg/s]：22P2800.81.065qC0

A0

0.740.002551

0.0732

[m3/S]

0

3.140.0570120.002551

2]

C 0.740 4 4 0流量计处的质量流量：m=q×ρ=0.0732×1.065=0.0687[kg/s]枯燥室的质量流速G[kg/m2s]：枯燥室的质量流速为：G=m/A=0.08687/0.03=2.29[kg/m2s]A=0.15×0.2=0.03 m2枯燥室的流速为：u=q/A=0.0732/0.03=2.4398 [kg/m2s]传热系数α的计算：0.0143G0.80.01432.290.80.02546 [kw/m2℃]计算K： KH

1.09

0.032461.09

0.02978

[Kg/m2S]3、实测恒速枯燥阶段的传质系数从枯燥速率曲线图中可得恒速阶段的平均枯燥速率：Na=0.5984[g/m2S]7实测传质系数为：K Na

0.5984/1000 0.02198

[Kg/m2S]H H H 0.0360.0088W六、多指标正交试验设计及其结果的直观分析较优方案。在进展综合分析时，应依据以下四条原则：的原则，选取消灭次数较多的优水平；的水平；对重要的指标。在本试验中需要考察三个指标：K〔传质系数，Na〔枯燥速率，X〔临界h C含水量，传质系数和枯燥速率越大越好，临界含水量越小越好，依据前期探究3AB选择羊毛毡最正确枯燥条件。水平3因素水平表A〔Pa〕B〔℃〕170085280090390095由于这是一个2因素3449表4 试验方案及试验结果试验号AB空列空列K N XhaC111110.0270.5970.483212220.0210.4950.800313330.0230.5830.806421230.0360.6400.540522310.0280.4800.320623120.0240.6000.561731320.0270.6400.432832130.0220.5980.545933210.0230.5510.6408主次和优方案〔5，并画出各因素与各指标的趋势图〔2示。指标K1指标K1K2K3Kk1hk2k3RK1K2K3Nak1k2k3RBAK1K2K3Xk1Ck2k3RAB空列空列0.07050.08960.07230.07720.08740.07070.08000.07180.07200.06960.07770.08090.02350.02990.02410.02570.02910.02360.02670.02390.02400.02320.02590.02700.00560.00670.00260.0030BA1.67501.87701.79541.62801.72001.09341.68601.73501.78941.73401.70301.82140.55830.62570.59850.54270.57330.36450.56200.57830.59650.57800.56770.60710.03810.26120.03650.06452.08931.45531.58941.44332.14601.66541.98001.79271.66