干燥速率曲线的测定实验

枯燥速率曲线的测定试验一、试验内容在肯定枯燥条件下测定硅胶颗粒的枯燥速率曲线；测定气体通过枯燥器的压降。二、试验目的了解测定物料枯燥速率曲线的工程意义学习和把握测定枯燥速率曲线的根本原理和试验方法。了解影响枯燥速率的有关工程因素，生疏流化床枯燥器的构造特点及操作方法。三、试验根本原理〔水或者有机溶剂汽化分别的单元操作，在化工，轻工及农、林、渔业产品的加工等领域有广泛的应用。尚无成熟的理论方法来计算枯燥速率，工业上仍需依靠于试验解决枯燥问题。物料的含水量，一般多用相对于湿物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的含水率，〔kg/kg〕来表示，但枯燥时物料总量不断发生变化，所以，承受以干物料为基准的含水率X〔kg/kg〕来表示较为便利。和XωX=1−ωω= 𝑋1+𝑋计或选型，通常规定枯燥时间和枯燥工艺要求，需要确定枯燥器的类型和枯燥面积，或者，是需要知道物料的枯燥特性，即枯燥速率曲线。枯燥速率一般用单位时间内单位面积上汽化的水量表示式中𝑁𝐴——枯燥速率，kg/(m2·s)；𝜔——枯燥除去的水量，kg；𝐴——平均面积，m2；𝜏——枯燥时间，s。

𝑑𝜔=𝐴𝑑𝜏枯燥速率也可以以干物料为基准，用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量表示𝑑𝜔式中𝐺𝑐——干物料质量，kg。由于

𝑁𝐴‘=

𝑑𝜏𝑑𝜔=−𝐺𝑐𝑑𝑋因此𝑑𝑋𝑁𝐴‘=−𝑑𝜏枯燥速率表示在肯定的枯燥条件下物料的含水率与枯燥时间之间的关系。况，枯燥曲线〔枯燥速率曲线〕都可以分为两个阶段，即恒速枯燥阶段和降速枯燥阶段。如12-112-2恒速枯燥阶段如图12-2中的BC变，并近似等于热空气的失球温度。假设枯燥条件恒定，则枯燥速率亦恒定不变。会有一为时不长的预热阶段，如图AB所示。由于预热阶段一般格外短暂，在试验中会由于试验条件和检测条件的局限而测定不出该段曲线。降速枯燥阶段使这局部水汽化，全部这些因素综合起来，使得枯燥速率不断下降，物料温度也渐渐上升，最终到达平衡含水率Ce而终止。恒速阶段与降速阶段交点处的含水率称为临界含水率，用Co表示。率得到一系列不同时间对应的枯燥速率𝐴‘。通过作图标绘即可得到枯燥速率曲线。应当留意的是，枯燥〔速率〕曲线，临界含水率均显著地受到物料构造〔大小和形态〕和物料与热风的解除状态〔与枯燥器的类型有关〕的影响，例如，对于粉状物料，假设其颗粒呈分散状态在热风中枯燥时，不但枯燥面积大，其临界含水量也比较低，简洁枯燥；假设物料〔速率曲线和临界含水率数据才有工业应用价值。四、试验设计试验方案本试验拟承受流化枯燥方法枯燥硅胶颗粒物料，硅胶粒度为40-60目。通过测定不同时间硅胶颗粒的含水率变化和物料温度检测测点及测试方法试验中需测定的数据有枯燥时间τ和与之对应的物料温度t和含水率X。枯燥时间用计时表计时。物料的温度用水银玻璃温度计测定。由于在流化状态下测定硅胶颗粒的温度有困难，近似以测定流化床床层温度来代替。物料的含水率X承受烘干称重法测定。其测定方法为：抽取肯定量的试样置于试样瓶中，称其重量，记为𝜔1，𝜔1=𝜔0+𝜔‘1𝜔0为瓶重，g；𝜔‘1为样品〔湿物料〕重，g。120℃烘干20min，再将试样瓶取出称重，并记为𝜔2，𝜔2=𝜔0+𝜔‘2𝜔‘2为干物料重，g。则样品中水分含量为样品的干基含水率

𝜔‘2=𝜔2−𝜔0∆𝜔=𝜔2−𝜔1掌握点及调整方法

𝑋=

∆𝜔𝜔‘2试验中需要掌握的操作变量有：空气流量，空气温度。空气流量用转子流量计调整。空气温度用电加热器和固态继电器掌握仪表自动调整。试验装置和流程主要设备和仪表、玻璃流化床枯燥器，床层内径140mm；空气源〔罗茨鼓风机；转子流量计；空气电加热器；固态继电器控温仪系统；水银玻璃温度计；电热烘箱；0.0001g。12-3由罗茨鼓风机输送的空气流，经转子流量计计量和电加热器预热后，通过流化床的空气风分别器脱除其中的微粒后排空，样品借助于安装在床层中部的“推拉式”取样器采集。五、试验操作要点预先调整风量12-14/，使床层颗粒层处于良好流化状态。开启电加热器开关预热空气，翻开旁路放空阀4。待空气升温至60-70oC左右，将旁路放空阀关闭使热空气进入床层。每隔5~10min候，实行密集点取样，直至床层温度达61℃完毕取样。试验完毕后，先关闭电加热电源开关，待床层冷却后，在关闭空气阀〔转子流量计。取完后则要翻开盖子一起放入微波炉烘干大约5min冷至常温后再去称重。1212原始数据记录165℃14.5m³/h64℃220m³/ht/minT/℃瓶子编号t/minT/℃瓶子编号036.01034.211532.02.533.01032.02532.2121532.41032.2132033.031533.0142533.841833.53034.252034.0153335.062335.01’3635.872636.02’3936.382937.03’4237.093238.04’4537.83539.04738.13739.85’5239.3104041.05540.0瓶子编号𝜔0𝜔1𝜔2∆𝜔𝜔‘2X134.106637.198436.82850.36992.72190.1359229.676433.149332.78620.36313.10980.1168330.561331.498031.40840.08960.84710.1058434.502936.726436.55640.17002.05350.0828531.936933.817233.68680.13041.74990.0745633.294635.750835.62750.12332.33290.0529733.158335.167435.04210.12531.88380.0665830.870733.220233.07590.14432.20520.0654932.899434.819134.75830.06081.85890.03271033.077834.343334.29650.04681.21870.03841134.162936.132035.88730.24471.72440.14191233.751635.162735.00520.15751.25360.12561331.042833.097532.91760.17991.87480.09601431.252033.120432.99150.12891.73950.07411533.483935.514135.38470.12941.90080.06811’34.103337.001236.82160.17962.71830.06612’29.670032.514032.38540.12862.71540.04743’30.553933.293733.19140.10232.63750.03884’34.498436.708936.60340.10552.10500.05015’31.935433.745333.71120.03411.77580.0192数据处理依据试验数据点(θ-τX-τ)标绘枯燥曲线。求出枯燥曲线上各点的斜率N’A，标绘枯燥速率曲线。对试验结果进展分析争论，论述所得结果的工程意义。对试验数据误差进展争论，分析缘由。床40.0床40.039.038.037.036.035.034.0θ干0.10000.0800水0.0600X0.040055152535455533.032.031.030.0551525354555时间τ/min0.16000.14000.1200其次组：41.041.040.039.038.037.0温36.0θ 35.034.033.032.005101520时间τ/min253035400.160.140.12干基0.1含0.08水X0.040.0203271217时间τ/min22273237观看图像可知，试验所得的曲线与标准曲线有较大出入。在θ-τ图中，曲线一开头有一个下降的趋势，这是由于前一次试验完毕后，没有等其温度降验的开头都会有这么一个下降的阶段。因此，没有测得预热段曲线。X-τ当引起的。无视这些特别点后，曲线变为：第一组：干

0.16000.14000.1200基0.1000含0.0800水率0.0600X0.04000.02000.00008 2 12 22时间τ/min

32 42 52其次组：0.150.150.13基水0.07率X0.050.030.013271217时间τ/min22273237求得各点斜率，作枯燥速率曲线：第一组：0.30.250.20.150.10.0500102030405060其次组：0.450.40.350.30.250.20.150.10.0500510152025303540结果争论：在试验过程中，预热阶段由于前一组残温的原因，不能测得。在温度上升较快的阶段，密集取样。通过观看枯燥速率曲线可知，曲线前半段结果较为抱负，后半段数据起伏较大。高。误差分析：1〕在称重时没有做到完全密封，而枯燥的硅胶具有极强的吸水性，因而造引起误差；试验过程中，温度为水银温度计读数，肉眼读数，误差较大；水参加不均匀，导致水分分布不均匀；两次试验参加的水量不完全相等。改进意见：将读数改为电子温度计，削减人为误差；将加水斗改为喷淋式的，使水分尽量均匀分布。七、思考题测定速率曲线有什么理论或应用意义？枯燥速率曲线具有很重要的意义。在枯燥过程中，有些物料的枯燥期望热气流的