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:实验吋间：年月口一、实验课程名称：化工原理二、实验项目名称：干燥特性曲线测定实验三、实验目的和要求：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干燥特性的实验方法。3.掌握根据实验干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。四、实验内容和原理实验内容：测定时间与物料质量的变化关系，计算含水量、干燥速度，绘制干燥曲线与十■燥速率曲线。实验原理：

2、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下燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基木的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化,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耍通过实验测定。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大类。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屮温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。1.干燥速率的定义干悚速率的定义为单位干燥面积(提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分

3、质最。即(1)一GcdXAdrAdr式中，U—干燥速率,又称干燥通量,kg/(m2s)；4一干燥表面积,m2；W—汽化的湿分量，kg；r一干燥时间，s；Gc—绝干物料的质量，kg；X-物料湿含量，kg湿分/kg于物料，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(2)将湿物料试样置于恒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F达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X•。再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc,则物料中瞬间含水率X为x=gGc计算出每一时刻的瞬间含水

4、率X,然后将X对干燥时间r作图,如图1,即为干燥曲线。图i恒定干燥条件下的于燥曲线上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同X卞的斜率牛，再由式（1）计算得到干燥速率U,将〃对X作图，就是干慄速率曲线，如图2所示。C一—A*///A[/X.-XXc00.10.2（K304OlS060.7千JS含水车＞：图2恒定干燥条件下的干燥速率曲线B・干燥过程分析预热段见图1、2中的AB段或AB，段。物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度伽，T燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。预热段经历的时间很短，通常在干燥讣算中忽略不计，有些干燥过程甚至没有预热

5、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。但由于这一阶段去除的是物料表而附着的非结介水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒泄卩燥条件卜-，物料表面始终保持为湿球温度如，传质推动力保持不变，因而十燥速率也不变。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有恒速阶段。而该段的干燥速率大小取决『•物料表面水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段乂称为表面汽化控制阶段。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而的速度赶不上农面水分的气化速率，物料农而局部出现“干区”，尽管这时

6、物料其余农面的平衡蒸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，但以物料全部外表而计算的干燥速率因“T•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（3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。丁燥到点D时，物料全部表面都成为丁区，汽化面逐渐向物料内部移动，汽化所需的热屋必须通过已被干燥的固休层才能传递到汽化而；从物料屮汽化的水分也必须通过这层T•燥层才能传递到空气主流中。干燥速率因热、质传递的途径加长而下降。此外，在点D以后，物料中的非结合水分已被除尽。接下去所汽化的是各种形式的结合水，因而，平衡煎汽

7、压将逐渐下降，传质推动力减小，于燥速率也随之较快降低，直至到达点E时，速率降为零。这一阶段称为降速第二阶段。降速阶段干燥速率曲线的形状随物料内部的结构而界，不一定都呈现询而所述的曲线CDE形状。对于某些多孔性物料，可能降速两个阶段的界限不是很明显，曲线好像只冇CD段；対于某些无孔性吸水物料，汽化只在表血进行，干燥速率取决于固体内部水分的扩散速率，故降速阶段只冇类似DE段的曲线。批注[ul]:实验报省该部分可省略！!与恒速阶段相比，降速阶段从物料