干燥速率曲线

—固体湿物料的量，kg；
—绝干物料量，kg。
3.恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定
Uc = = = （7-3）
α= （7-4）
式中：α—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m2·℃）；
Uc—恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2·s）；
tw—干燥器内空气的湿球温度，℃；
33
66
142.5
1.0
1.194
61.60
1.240
1.258
34
68
141.4
1.1
1.314
60.50
1.200
1.220
35
70
140.4
1.0
1.194
59.50
1.164
1.182
36
72
139.3
1.1
1.314
58.40
1.124
1.144
37
74
138.4
0.9
1.075
57.50
6、在稳定的条件下，记录干燥时间每隔2分钟干燥物料减轻的重量。直至干燥物料的重量不再明显减轻为止。
7、变空气流量或温度，重复上述实验。
8、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。
9、实验完毕，一切复原。
六、实验数据记录表
表 1 操作条件与物料性质记录表
备注：
表2干燥速率曲线测定原始数据记录表
1.1
1.314
66.80
1.429
1.449
29
58
146.7
1.0
1.194
65.80
1.393
1.411
30
60
145.6
1.1
1.314
64.70
1.353
1.373
31
62
144.6
1.0
1.194
63.70
1.316
1.335
32
64
143.5
1.1
1.314
62.60
1.276
1.296
1.091
1.107
38
76
137.3
1.1
1.314
56.40
1.051
1.071
39
78
136.5
0.8
0.955
55.60
1.022
1.036
40
80
135.4
1.1
1.314
54.50
0.982
1.002
41
82
134.4
1.0
1.194
53.50
0.945
0.964
42
84
133.3
1.1
五、操作流程
1、将干燥物料放入水中浸湿。
2、调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后启动风机。
3、用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，开启加热电源。在智能仪表中设定干球温度，仪表自动调节到指定的温度。
4、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。
5、把充分浸湿的干燥物料5固定在重量传感器4上并与气流平行放置。
0.582
0.598
52
104
123.3
1.1
1.314
42.40
0.542
0.562
53
106
122.4
0.9
1.075
41.50
0.509
0.525
54
108
121.5
0.9
1.075
40.60
0.476
0.493
55
110
120.5
1.0
1.194
39.60
0.440
0.458
56
112
119.7
序号
时刻/min
总质量/g
失重/g
U/（kg/(m2·h）
/g
X(kg水/ kg绝干物料)
X (kg水/ kg绝干物料)
1
2
177.0
96.10
2.495
2
4
175.9
1.1
1.314
95.00
2.455
2.475
3
6
174.7
1.2
1.433
93.80
2.411
2.433
4
8
173.5
1.2
1.433
92.60
2.367
2.389
5
10
172.3
1.2
1.433
91.40
2.324
2.345
6
12
171.3
1.0
1.194
90.40
2.287
2.305
7
14
170.1
1.2
1.433
89.20
2.244
2.265
8
16
169.0
1.1
1.314
88.10
2.204
2.224
9
18
168.0
1.0
1.831
19
38
157.3
0.9
1.075
76.40
1.778
1.795
20
40
156.1
1.2
1.433
75.20
1.735
1.756
21
42
155.2
0.9
1.075
74.30
1.702
1.718
22
44
154.1
1.1
1.314
73.20
1.662
1.682
23
46
153.0
1.1
1.314
0.478
33.80
0.229
0.236
66
132
114.4
0.3
0.358
33.50
0.218
0.224
67
134
114.1
0.3
0.358
33.20
0.207
0.213
68
136
113.8
0.3
0.358
32.90
0.196
0.202
69
138
113.5
0.3
0.358
32.60
0.185
0.191
4、恒速干燥段，物料表面与空气间对流传热系数计算
=27.6℃时，水的汽化热 =2437.8kJ/kg
UC=1.314看过/（m2·h），t=t干=60.0℃
α= = =27.46287W/(m2·℃)
八、误差分析
①尺寸相对误差
D(a）=D(b)=0.5mm；Er(a)= = =3.185 10-3；Er(b)= = =6.250 10-3
28
162.6
1.1
1.314
81.70
1.971
1.991
15
30
161.5
1.1
1.314
80.60
1.931
1.951
16
32
160.5
1.0
1.194
79.60
1.895
1.913
17
34
159.3
1.2
1.433
78.40
1.851
1.873
18
36
158.2
1.1
1.314
77.30
1.811
0.316
61
122
116.3
0.5
0.597
35.40
0.287
0.296
62
124
115.8
0.5
0.597
34.90
0.269
0.278
63
126
115.5
0.3
0.358
34.60
0.258
0.264
64
128
115.1
0.4
0.478
34.20
0.244
0.251
65
130
114.7
0.4
94
128.4
0.8
0.955
47.50
0.727
0.742
48
96
127.4
1.0
1.194
46.50
0.691
0.709
49
98
126.3
1.1
1.314
45.40
0.651
0.671
50
100
125.3
1.0
1.194
44.40
0Leabharlann Baidu615
0.633
51
102
124.4
0.9
1.075
43.50
干燥速率U= ≈ = =1.314kg/(m2·h)；
湿物料重量G’=W-支架重=175.9 - 80.9 = 95.0g；
干基含水量X = = =2.495kg水/ kg绝干物料；
平均含水量X=（X1+X2）/2=（2.495+2.455）/2=2.475kg水/ kg绝干物料。
3、根据以上数据画出图形如下：
110.0
0.3
0.358
29.10
0.058
0.064
80
160
109.8
0.2
0.239
28.90
0.051
0.055
81
162
109.5
0.3
0.358
28.60
0.040
0.045
82
164
109.4
0.1
0.119
28.50
0.036
0.038
83
166
109.2
0.2
0.239
28.30
绝干物料重量 27.5g；
支架重量（80.5+81.3）/2=80.9g ；
进口温度（35.5+44.5）/2=40.0℃；此时空气密度 空气=1.128kg/m3；
湿球温度（27.0+28.2）/2 =27.6℃；
干球温度（60.0+60.0）/2=60.0℃；
空气流量计压差读数：0.89kPa；
70
140
113.2
0.3
0.358
32.30
0.175
0.180
71
142
112.8
0.4
0.478
31.90
0.160
0.167
72
144
112.5
0.3
0.358
31.60
0.149
0.155
73
146
112.3
0.2
0.239
31.40
0.142
0.145
74
148
111.7
0.6
0.717
D(S)=D(2ab)=
= =0.1762 -3
Er(S)= = =0.7014 10-3
②时间相对误差
t—干燥器内空气的温度，℃。
VT0=C0×A0× （7-6）
A0= d02（7-7）
式中：C0—流量计流量系数，C0=0.67
A0—节流孔开孔面积，m2；
d0—节流孔开孔直径， d0=0.050 m；
ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pa；
ρ—孔板流量计处t0时空气的密度，kg/m3。
四、实验装置
图1干燥速率曲线测定实验装置图
1.194
87.10
2.167
2.185
10
20
166.9
1.1
1.314
86.00
2.127
2.147
11
22
165.8
1.1
1.314
84.90
2.087
2.107
12
24
164.7
1.1
1.314
83.80
2.047
2.067
13
26
163.7
1.0
1.194
82.80
2.011
2.029
14
一、实验目的
⒈掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
⒉学习物料含水量的测定方法。
⒊加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。
⒋学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。
⒌学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。
二、实验内容
⒈每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。
0.8
0.955
38.80
0.411
0.425
57
114
118.8
0.9
1.075
37.90
0.378
0.395
58
116
118.1
0.7
0.836
37.20
0.353
0.365
59
118
117.4
0.7
0.836
36.50
0.327
0.340
60
120
116.8
0.6
0.717
35.90
0.305
孔板流量计孔径d0=0.0450m，A0= d02= *0.04502= 1.590×10-3m2；
VT0=C0×A0× = 0.67×1.590×10-3× =0.0423m3/s；
Vt=Vto = 0.0423× = 0.0450m3/s；
u= 2.000m/s。
2、实验数据整理计算
表3 干燥速率曲线测定数据整理表
72.10
1.622
1.642
24
48
152.0
1.0
1.194
71.10
1.585
1.604
25
50
150.9
1.1
1.314
70.00
1.545
1.565
26
52
149.8
1.1
1.314
68.90
1.505
1.525
27
54
148.8
1.0
1.194
67.90
1.469
1.487
28
56
147.7
⒉ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。
三、实验原理
1.干燥速率的测定
U= ≈ (7-1)
式中：U—干燥速率，kg /（m2·h）；
S—干燥面积，m2；
—时间间隔，h；
— 时间间隔内干燥气化的水分量，kg。
2.物料干基含水量
X = （7-2）
式中：X—物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料；
1.314
52.40
0.905
0.925
43
86
132.4
0.9
1.075
51.50
0.873
0.889
44
88
131.4
1.0
1.194
50.50
0.836
0.855
45
90
130.3
1.1
1.314
49.40
0.796
0.816
46
92
129.2
1.1
1.314
48.30
0.756
0.776
47
t干燥器内空气的干球温度，℃；
rtw—tw℃下水的气化热，J/ kg。
4.干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理想气体的状态方程式可推导出：
Vt=Vto （7-5）
式中：Vt—干燥器内空气实际流量，m3/ s；
t0—流量计处空气的温度，℃；
Vt0—常压下t0℃时空气的流量，m3/ s；
序号
时刻/min
总质量/g
序号
时刻/min
总质量/g
1
26
2
27
3
28
4
29
5
30
6
31
7
32
8
33
9
34
10
35
11
36
12
37
13
38
14
39
15
40
16
41
17
42
18
43
19
44
20
45
21
46
22
47
23
48
24
49
25
50
七、数据处理
1、操作条件数据计算
干燥面积（帆布面积）S=2ab=2*0.157*0.08=0.02512m2；
30.80
0.120
0.131
75
150
111.1
0.6
0.717
30.20
0.098
0.109
76
152
110.8
0.3
0.358
29.90
0.087
0.093
77
154
110.6
0.2
0.239
29.70
0.080
0.084
78
156
110.3
0.3
0.358
29.40
0.069
0.075
79
158
0.029
0.033
84
168
109.0
0.2
0.239
28.10
0.022
0.025
85
170
109.0
0.0
0.000
28.10
0.022
0.022
86
172
108.9
0.1
0.119
28.00
0.018
0.020
计算举例：
以第二组为例，
失重 =Wn-Wn+1= W1-W2= 177.0=175.9=1.1g；
1—离心风机；2--孔板流量计；3--孔板流量计显示仪；4，11—重量传感器显示仪；5—干燥物料；6—电加热器；7—干球温度计；8，14—湿球温度计显示仪；9—洞道干燥室；10—废气排出阀；11—废气循环阀； 12—新鲜空气进气阀； 13---电加热控制； 15—温度显示仪； 16—孔板流量计压差变送器和显示仪。