干燥速率曲线测定实验

--------试验７枯燥速率曲线测定试验一、试验目的⒈了解洞道枯燥器的构造，练习操作。⒉在恒定空气温度和流量条件下，测定物料的枯燥曲线和枯燥速率曲线。Xc的概念及其影响因素的理解。⒋测定恒速枯燥阶段物料与空气之间对流传热系数。二、试验原理当湿物料与枯燥介质相接触时,物料外表的水分开头气化，并向四周介质传递。依据枯燥过程中不同期间的特点，枯燥过程可分为两个阶段。第一个阶段为恒速枯燥阶段。在过程开头时，由于整个物料的湿含量较大,其内部的水分能快速地到达物料外表。因此,枯燥速率为物料外表上水分的气化速率所掌握,故此阶段亦称为外表气化掌握阶段。在此阶段,枯燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化,物料外表的温度维持恒定(等于热空气湿球温度〕,物料外表处的水蒸汽分压也维持恒定，故枯燥速率恒定不变。其次个阶段为降速枯燥阶段，当物料被枯燥到达临界湿含量后,便进入降速枯燥阶段。枯燥速率为水分在物料内部的传递速率所掌握。故此阶段亦称为内部迁移掌握阶段。随着物料湿含量渐渐削减,物料内部水分的迁移速率也渐渐削减，故枯燥速率不断下降。恒速段的枯燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质;固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。恒速段的枯燥速率和临界含水量是枯燥过程争论和枯燥器设计的重要数据。本试验在恒定枯燥条件下对帆布物料进展枯燥,测定枯燥曲线和枯燥速率曲线,目的是把握恒速段枯燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。⒈枯燥速率的测定UdW”W”(7-1)式中：U—枯燥速率，ｋg/〔m2·h)；S2〔—时间间隔,h；W”时间间隔内枯燥气化的水重量,ｋg。⒉物料干基含水量(7-2)X—物料干基含水量，kg/kg

Sd SXG”Gc”Gc”G—固体湿物料的量，kg;Gc—绝干物料量,kg。⒊恒速枯燥阶段,物料外表与空气之间对流传热系数的测定Uc

dW”Sd

dQ”r Sd

(ttw)r(７-3〕

tw twUcr twttw(7－4)式中：—恒速枯燥阶段物料外表与空气之间的对流传热系数,W/〔m２·℃)；Uc—恒速枯燥阶段的枯燥速率,kg/(m2·s〕;t —枯燥器内空气的湿球温度，℃；wt—枯燥器内空气的干球温度,℃；r —ttw

℃下水的气化热,Ｊ/kg。⒋枯燥器内空气实际体积流量的计算由节流式流量计的流量公式和抱负气体的状态方程式可推导出:Vt

V t0

273 t273 t0〔7-５〕式中：V—枯燥器内空气实际流量，m3／s；tt —流量计处空气的温度，℃;0V —常压下t℃时空气的流量，m3/s;t0 ０t—枯燥器内空气的温度,℃。2PV 2Pt0 0 0〔7-６)(7-7〕,C=0.６70 0A—节流孔开孔面积，m2;０dd=0．05０m；0 ０ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pａ；ρ—孔板流量计处t 时空气的密度，kg/m3。0

A 0 4 0四、试验装置7-1枯燥器类型：洞道洞道尺寸:长１.10.1250.１80加热功率:５00w—１500ｗ;空气流量:1-5m3／ｍin；枯燥温度：４0--120℃〔-20ｇ.2(0１5℃，精度05孔板流量计处温度计显示仪：量程(０-１00℃),精度０.5孔板流量计压差变送器和显示仪:量程(0－４Kpａ〕,精度０．5级;0.57-1洞道枯燥试验流程示意图1—离心风机；2—孔板流量计；3、15—孔板流量计处温度计显示仪；4、17—重量传感器显示仪；5—枯燥物料〔帆布；67—干球温度计；8、14—湿球温度计显示仪；9—洞道枯燥室；10—废气排出阀；11—废气循环阀；12—颖空气进气阀；13—电加热掌握仪表；16—孔板流量计压差变送器和显示仪四、操作方法⒈将枯燥物料(帆布)放入水中浸湿。⒉调整送风机吸入口的蝶阀１2⒊用废气排出阀1０和废气循环阀１1表中设定干球温度,仪表自动调整到指定的温度。⒋在空气温度、流量稳定的条件下，用重量传感器测定支架的重量并记录下来。⒌把充分浸湿的枯燥物料(帆布)54⒍在稳定的条件下，记录枯燥时间每隔2量不再明显减轻为止。⒎变空气流量或温度,重复上述试验。⒏关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。⒐试验完毕,一切复原。五、报告内容平衡含水量。⒉转变空气温度、流量绘制出枯燥曲线、枯燥速率曲线,并得出恒定枯燥速率、临界含水量、平衡含水量。⒊计算出恒速枯燥阶段物料与空气之间对流传热系数。六、思考题试分析空气流量或温度对恒定枯燥速率、临界含水量的影响。分析承受废气循环枯燥湿物料的优缺点?七、试验结果RR:0．9０kＰa流量计处的空气温度ｔo：39.3℃干球温度t:6０℃湿球温度t:４0.0℃Ｗ框架重量G:８1.0gD绝干物料量G：2０.5g枯燥面积：0.１２×0０8８×2０.024992２序C洞道截面积:0.13×0.17=0.0２２１ｍ2号累计时间T(分〕总重量G(g〕T干基含水量X〔kｇ/kg〕平均含水量ＸＡＶ〔kg/ｋg〕枯燥速率U×１０4[kg／(s·m2)］１01３6．01.６８2９1.6585２．２２３２31３５.01.63411.６０24２.８９０36133．７1．５7071.539０2.8９049132.41.50731.４7802.6685１2１3１.21.44８81.４1463．11２615129.81.３８0５1．３488２.89071812８.5１.３1711．2８２93.1128211２７.11.24881.21７12.8909241２５.81.1854１.１51２3．1121０２71２4.41.11７１1.0854２．89０113012３.１1．05３７1.019５3.1１2１233121．７0.9８5４0．９５372．８9013361２0.４０.９2200.8902２．8901４3９11９．10.８5850．82６82．890１5４２117.80.79510.76５9２.６6816451１6.６0.７３６６0.70492．8９０1７481１５30.６7320.64３9２.6681８51114．10.61460．５8７82.4451９54１１３.00.561０0.53412．４45２05７111.90.５073０.４8292．２2３216011０．9０．45850.４3６6２．001２263110.00．414６0.39022.223２366１０9.０0．36５９0．３4８8１.5５62469108.30.３３１70.３１4６1.55625721０7.6０.29760.2８2９1.334２67５10７.0０.26830．25３７1