洞道干燥实验指导书-改

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1、浙江科技学院实验报告课程名称：化工原理实验名称：干燥特性曲线测定实验学院：生物与化学工程学院专业班:姓名:学号:同组人员:实验时间：年月日指导教师:实验课程名称：化工原理%1.实验项目名称：干燥特性曲线测定实验%1.实验目的和要求：1.了解洞道式干燥装置的基木结构、工艺流程和操作方法。2.学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。3.掌握根据实验千燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。4.实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。%1.实验内容和原理实验内容：测定时间与物料质暈的变化关系，计舁含水屋、干燥速度

2、，绘制干燥曲线与干燥速率曲线。实验原理：在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含竝等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质「变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两人类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这利噪作为恒定干燥条件下的干燥操作。1.干燥速率的定义干燥

3、速率的定义为中位干燥而积(提供湿分汽化的而积)、单位时间内所除去的湿分质虽。即口竺=_込(1)AdrAdr式中，［/一干燥速率，又称干燥通量，kg/(nrs)；力一干燥表面积，m3W—汽化的湿分量，kg；r一干燥时间，s；Gc—绝F物料的质呈，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少。2.干燥速率的测定方法将湿物料试样置于怛定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分XS再

4、将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc,则物料屮瞬间含水率X为(2)Gc计算出毎一时刻的瞬间含水率X,然后将X对干燥时间r作图，如图1,即为干燥曲线。X-tasD11I11E0a46310LE1干燥时图1恒定干燥条件卜•的干燥曲线上述干燥Illi线还町以变换得到干燥速率Illi线。山已测得的干燥Illi线求岀不同X下的斜率—,Mlljrt（1）dr讣算得到T燥速率将U对X作图，就是干燥速率曲线,如图2所示。A*、/fA7/X.Xc0020L3040.5Q60.7干茎含水丰图2恒定干燥条件下的干燥速率曲线1.干燥过程分析预热段见图1、2中的AB段或AB，段。物料

5、在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度心，干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。预热段经历的时问很短，通常在干燥计算中忽略不计，有些干燥过程甚至没有预热段。本实验中也没有预热段。恒速干燥阶段见图1、2中的BC段。该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。但曲于这一阶段去除的是物料表而附肴的非结介水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定千燥条件I、•，物料表而始终保持为湿球温度如，传质推动力保持不变，因而干燥速率也不变。于是，在图2中，BC段为水平线。只要物料表面保持足够湿润，物料的干燥过程中总冇也速阶段。而该段的干燥速率人小取决于物料表血

6、水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段乂称为表而汽化控制阶段。降速干燥阶段随着干燥过程的进行，物料内部水分移动到表血的速度赶不上表面水分的气化速率，物料表而局部出现“干区”，尽管这时物料其余表而的平衡熬汽压仍与纯水的饱和蒸汽压相同、传质推动力也仍为湿度差，但以物料全部外表面计算的I：燥速率因“F区”的出现而降低，此时物料中的的含水率称为临界含水率，用Xc表示，对应图2中的（2点，称为临界点。过C点以后，干燥速率逐渐降低至D点，C至D阶段称为降速第一阶段。干燥到点D时，物料全部表血都成为干区，汽化面逐渐向物料内部移动，汽化所需的热最必须通

7、过已被丁燥的固体层才能传递到汽化而；从物料中汽化的水分也必须通过这层丁燥层才能传递到空气主流中。I：燥速率因热、质传递的途径加长而卜-降。此外，在点D以后，物料中的作结合水分已被除尽。接卜•去所汽化的是各种形式的结合水，I人J而，平衡蒸汽压将逐渐卜•降，传质推动力减小，干燥速率也随Z较快降低，直至到达点E时，速率降为零。这一阶段称为降速第二阶段。降速阶段I：燥速率Illi线的形状随物料内部的结构而异，不-定都呈现前面所述的曲线CDE形状。对于某些影孔性物料，可能降速两个阶段的界限不是很明显，曲线好像只令CD段；对丁-某些无孔性吸水物料，汽化只在表而进行，干

8、燥速率取决于固体内部水分的扩散速率，故降速阶段只有类似DE段的曲线