过程工程实验干燥速率实验

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1、过程工程原理实验装订线专业：化学工程与工艺姓名：学号日期：地点：实验报告课程名称：过程工程原理实验指导老师：成绩：__________________实验名称：干燥实验实验类型：_______同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1.了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。2.学习测定物料在恒定干燥条件下的干燥特性曲线的实验方法。3.学习根据干燥曲线求取干燥速率曲线以

2、及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量、传质系数和传热系数的实验分析方法。4.实验研究干燥条件对干燥过程特性曲线的影响。二、实验任务1.运用干、湿球温度法测量空气的相对湿度。2.在恒定干燥条件下测定物料的干燥曲线。3.根据实验测定的干燥曲线，求取干燥速率曲线，并计算恒速阶段干燥速率、临界含水量和平衡含水量，以及在此干燥条件下的传质系数与传热系数。三、实验原理1.干燥速率的定义干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分气化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即（1）式中U——干燥速率，又称干燥通量，kg/m2·s；S——

3、干燥表面积，m2；W——汽化的湿分量，kg；τ——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小。2.干燥速率的测定方法干燥过程是传热、传质同时进行的过程，其机理比较复杂，一般采用间歇干燥实验测定干燥速率。由（2）计算出每一时刻的Xi，在直角坐标系中标绘出干燥曲线（X~τ曲线，见图1）。然后根据式（1）计算出干燥速率Ui，进而标绘出干燥速率曲线（U~X曲线，见图2）。7

4、过程工程原理实验图1干燥曲线图2干燥速率曲线根据干燥速率曲线的变化特征，干燥过程可分

5、为恒速干燥阶段和降速干燥阶段，两个阶段的干燥机理及影响因素各不相同。1)恒速干燥阶段记单位时间内从单位面积物料表面传递到空气主体的水分量为（），有(3)根据物料平衡关系，此水分应等于汽化水分于是有（4）记单位时间内从空气主体传递到单位面积物料表面的热量Q（），有（5）根据能量平衡关系，此热量应等于水分汽化所耗能量，有（6）2)降速干燥阶段减速干燥阶段为物料内部水分迁移控制阶段。当固体物料的湿含量降到临界含量Xc以下后，物料表面的汽化速率大于物料内部水分向表面迁移的速率，物料表面不能保持全部润湿。部分物料表面汽化的是结合水分

6、，其汽化速率由内部水分向表面迁移的速率控制。由于计算干燥速率时仍以物料总表面积为基准，因此干燥速率比恒速干燥阶段低。随着干燥时间的增加，润湿表面越来越少直至消失，非润湿表面下的内部水分向表面迁移的速率也不断减小，总的干燥速率连续降低，直至物料重量不在发生变化，物料湿含量达到在此干燥条件下的平衡湿含量X*。从7

7、过程工程原理实验图2中的U～X曲线上可得出Xc及X*的具体数据。降速干燥阶段的干燥速率与物料的外部形状、内部结构和物化性质等因素有关。四、实验仪器与装置本实验所采用的洞道式干燥装置如图3所示。1——空气流量计2——进

8、风管3——风机4——加热器5——调节器6——热电阻7——干球温度计8——湿球温度计9——干燥室10——温度计11——风道12——风量调节阀图3干燥特性曲线测定实验装置示意图五、实验数据记录及处理1)原始数据记录表1原始数据记录表绝干质量：12.6g干燥面积：43.7088cm2时间/s风机出口温度/℃入口空气干球温度t1/℃空气出口温度t2/℃出口湿球温度tw/℃空气流量物料质量/g119623.69896979.34356764.90365647.7601320.00602516.686691131524.0206018

9、0.27731365.49639148.804520.00602616.534122141724.23317580.58896665.73331549.4256060.00603216.402615150224.43289880.15235165.77645949.771370.00603916.279034163724.75556879.63350765.32244149.8010370.00601516.109932170524.87576179.5480565.20857249.906860.00602716.009

10、38177325.02668679.83354965.46792650.1046490.00591515.934035187525.20193780.44342866.15221450.5973050.00592415.827759199425.4341280.53495866.3004350.7654