洞道干燥实验数据及图示
6实验六干燥实验20150521(医大)
实验报告要求
讨论内容：
2、测定干燥速率曲线的意义。
3、恒定的干燥条件是什么？
了时湿物料的质量 [kg]
实验原理
横坐标
均含水量。
x
为相应于某干燥速率下的物料的平
x i x i 1 Gs ( i ) Gs ( i 1) x 1 2 2GC
以
u 为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平
x 为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。
均含水量
四、实验流程
二、实验任务
气速 第 1套 第 2套 第 3套 第 4套 高(3m/s) 高(3m/s) 高(3m/s) 低
(2.5m/s)
温度 高(90℃) 低(70℃) 高 高
(90℃) (90℃)
物料 厚 厚 薄 厚
三、实验原理
图1 干燥曲线
图2 干燥速率曲线
干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不 仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、 结构及所含水分性质的影响。
化工原理实验
干燥实验（洞道式）
福州大学化工原理实验室
二○一五年五月修订
福州大学化工原理实验室
实验六 洞道式干燥实验
一 实验目的 五 操作要点
二 实验任务
三 实验原理 四 实验流程
六 数据处理
七 报告要求
一、实验目的
了解洞道式循环干燥器的结构、基本流程。 掌握洞道式循环干燥器的使用方法。 掌握物料干燥速率曲线的测定方法。
洞道干燥实验
洞道干燥实验实验小组成员: 赵强、王田菲、孟照莉、梁帅、郭帅、曹中兴、温俊磊、郑文杰；设计时间：12月23日;一、设计目的及方案（1）设计目的：1、了解常压干燥设备的构造，基本流程和操作；2、测定物料干燥速率曲线及传质系数；3、研究气流速度对干燥速率曲线的影响；4、研究气流温度对干燥速率曲线的影响；5、利用正交表及实验结果确定最优方案。
（2）设计方案：二、实验原理及说明1、干燥曲线干燥曲线即物料的干基含水量x与干燥时间θ的关系曲线。
它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间的变化关系：x=F(θ)2、干燥速率曲线干燥速率曲线：在单位时间内，单位干燥面积上气化的水分质量。
A——干燥面积（m2）W——从被干燥物料中除去的水分质量（kg）本实验是通过测出每挥发一定量的水分（Δw）所需要间（Δθ）来实现测定干燥速率的。
在干燥条件下不变的情况下，对同类物料，当厚度和形状一定时，速率Na是物料干基含水量的函数。
Na = f(X)3、传质系数（恒速阶段）干燥时在恒速干燥阶段，物料表面与空气之间的传热速率和传质速率可分别以下面两式表示：Q ——由空气传给物料的热量（KJ ） α——对流传热系数（Kw/m2℃） t 、tw ——空气的干、湿球温度（℃）KH ——以湿度差为推动力的传质系（kg/m2s △H ）Hw 、H ——与t 、tw 相对应的空气的湿度（kg/kg 干空气）当物料一定，干燥条件恒定时，α，KH 的值也保持恒定。
在恒速干燥阶段物料表面保持足够润湿，干燥速率由表面水分汽化速率所控制。
若忽略以辐射及传导方式传递给物料的热量 则： rw —tw 时水的 汽化潜热（KJ/Kg ）因此有：即： 对于水—空气干燥传质系统，当被测气流的温度不太高，流速＞5m/s 时可简化为 ：4、KH 的计算：（1）查H 、Hw ：由干湿球温度t 、tw ，根据湿焓图或计算出相应的H ，Hw ； （2）计算流量计处的空气性质：利用干燥室处的H 来计算流量计处的物性。
洞道干燥实验
洞道干燥实验
右上角的控制面板 开总电源 物料重量 空气流量 进口温度 干球温度 湿球温度
风机开关
加热开关 关总电源 废气排出阀 新鲜空气进口阀
干球温度计 中压风机
孔板流量计 湿球温度计 空气进口温度计
废气循环阀
从背面通往风机入口 重量传感器
被干燥物料 加热器
洞道
实验装置全景
1、实验方法
(1)实验前的准备工作
①将被干燥物料试样浸泡；
②向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水。
(2) 实验操作方法
①记录显示仪表的基准数；
②将支撑架安装在洞道内；
③全开各蝶阀（废气排出阀、废气循环阀、新鲜空气进口阀）；
④按风机开关按钮启动风机，调节蝶阀，使空气流量压差达到指定值（0.65~0.8KPa）；
⑤按加热器开关按钮启动加热器；
⑥待空气流量压差及干球温度稳定在65℃后，记录支撑架重量；
⑦把准备好的被干燥物试样装在支撑架上放入洞道；
⑧稍候后按秒表计时，并同时记录总重量及各显示仪表数值，然后每隔3分钟重复记录各数据一次。
若记录间隔3分钟后总重量不变，即可结束实验；
⑨ 实验结束，按加热器开关按钮停止加热器，稍候后按风机开关按钮停风机。
2、注意事项
（1）在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤；
（2）在设定温度给定值时，不要改动其它仪表参数，以免影响控温效果；
（3）为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。
停车时则反之；
（4）突然断电后，在次开启实验时，检查风机开关、加热器开关是否已被按下，如果被按下，再按一下使其弹起，不再处于导通状态。
化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验
实验十干燥曲线及干燥速率曲线测定实验一、实验装置干燥器类型：洞道；洞道截面积：1# A=× = 0.0221m2、2# A=× = 0.030m2加热功率：500w—1500w；空气流量：1-5m3/min；干燥温度：40--120℃孔板流量计：孔流系数C0=，孔板孔径d0=( m)重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度级；干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度级；孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度级；孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度级；图10-1 洞道干燥实验流程示意图1.中压风机；2.孔板流量计；3. 空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；6.加热器；7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀；12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。
二、物料物料：毛毡；干燥面积：S=**2=(m2)（以实验室现场提供为准）。
绝干物料量(g)：1# G C=，2# G C=（以实验室现场提供为准）。
三、操作方法⒈ 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温度计的附加蓄水池内补充适量的水， 使池内水面上升至适当位置。
⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。
⒊ 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。
干球温度设定方法：第一套：长按——增大，设定好数值后，按键确定。
第二套：/减小，设定好后，自动确认。
⒋ 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。
此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。
⒌ 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。
洞道干燥实验数据及处理 禁止盗版
实验数据记录及数据处理结果示例(干燥面积A=0.117⨯0.084⨯2=0.02m 2,绝干物料Gc=0.0257kg)干基含水量X=GcGc绝干物料质量绝干物料质量总物料质量-干燥速率u=累计时间干燥面积总失水量⨯A w 1数据记录处理及结果：序号 累计时间/min 失水量w 1/kg ⨯10-3 总失水量w 2/kg ⨯10-3总物料质量/kg ⨯10-3干基含水量X/kg 水/kg 干料干燥速率u/kg/(m 2.s )⨯10-310 0.0 0.0 70.2 0.52278 0.00000 2 1 0.7 0.7 69.5 0.50759 0.75922 3 2 0.7 1.4 68.8 0.49241 0.75922 4 3 0.6 2.0 68.2 0.47939 0.65076 5 4 0.5 2.5 67.7 0.46855 0.54230 6 5 0.8 3.3 66.9 0.45119 0.86768 7 6 0.6 3.9 66.3 0.43818 0.65076 8 7 0.9 4.8 65.4 0.41866 0.97614 9 8 0.7 5.5 64.7 0.40347 0.75922 10 9 0.7 6.2 64.0 0.38829 0.75922 11 10 0.7 6.9 63.3 0.37310 0.75922 12 11 0.7 7.6 62.6 0.35792 0.75922 13 12 0.6 8.2 62.0 0.34490 0.65076 14 13 0.7 8.9 61.3 0.32972 0.75922 15 14 0.6 9.5 60.7 0.31670 0.65076 16 15 0.5 10.0 60.2 0.30586 0.54230 17 16 0.6 10.6 59.6 0.29284 0.65076 18 17 0.5 11.1 59.1 0.28200 0.54230 19 18 0.6 11.7 58.5 0.26898 0.65076 20 19 0.4 12.1 58.1 0.26030 0.43384 21 20 0.4 12.5 57.7 0.25163 0.43384 22 21 0.4 12.9 57.3 0.24295 0.43384 23 22 0.5 13.4 56.8 0.23210 0.54230 24 23 0.3 13.7 56.5 0.22560 0.32538 25 24 0.4 14.1 56.1 0.21692 0.43384 26 25 0.4 14.5 55.7 0.20824 0.43384 27 26 0.3 14.8 55.4 0.20174 0.32538 28 27 0.4 15.2 55.0 0.19306 0.43384 29 28 0.3 15.5 54.7 0.18655 0.32538 3029 0.3 15.854.40.180040.32538序号累计时间/min量w1/kg⨯10-3量w2/kg⨯10-3量/kg⨯10-3干基含水量X/kg水/kg干料u/kg/(m2.s)⨯10-331 30 0.4 16.2 54.0 0.17137 0.4338432 31 0.3 16.5 53.7 0.16486 0.3253833 32 0.2 16.7 53.5 0.16052 0.2169234 33 0.4 17.1 53.1 0.15184 0.4338435 34 0.2 17.3 52.9 0.14751 0.2169236 35 0.3 17.6 52.6 0.14100 0.3253837 36 0.4 18.0 52.2 0.13232 0.4338438 37 0.3 18.3 51.9 0.12581 0.3253839 38 0.3 18.6 51.6 0.11931 0.3253840 39 0.3 18.9 51.3 0.11280 0.3253841 40 0.2 19.1 51.1 0.10846 0.2169242 41 0.3 19.4 50.8 0.10195 0.3253843 42 0.2 19.6 50.6 0.09761 0.2169244 43 0.2 19.8 50.4 0.09328 0.2169245 44 0.4 20.2 50.0 0.08460 0.4338446 45 0.2 20.4 49.8 0.08026 0.2169247 46 0.2 20.6 49.6 0.07592 0.2169248 47 0.2 20.8 49.4 0.07158 0.2169249 48 0.3 21.1 49.1 0.06508 0.3253850 49 0.2 21.3 48.9 0.06074 0.2169251 50 0.1 21.4 48.8 0.05857 0.1084652 51 0.3 21.7 48.5 0.05206 0.3253853 52 0.2 21.9 48.3 0.04772 0.2169254 53 0.3 22.2 48.0 0.04121 0.3253855 54 0.2 22.4 47.8 0.03688 0.2169256 55 0.1 22.5 47.7 0.03471 0.1084657 56 0.2 22.7 47.5 0.03037 0.2169258 57 0.1 22.8 47.4 0.02820 0.1084659 58 0.2 23.0 47.2 0.02386 0.2169260 59 0.2 23.2 47.0 0.01952 0.2169261 60 0.1 23.3 46.9 0.01735 0.1084662 61 0.1 23.4 46.8 0.01518 0.1084663 62 0.1 23.5 46.7 0.01302 0.1084664 63 0.1 23.6 46.6 0.01085 0.1084665 64 0.1 23.7 46.5 0.00868 0.1084666 65 0.0 23.7 46.5 0.00868 0.0000067 66 0.1 23.8 46.4 0.00651 0.1084668 67 0.1 23.9 46.3 0.00434 0.1084669 68 0.1 24.0 46.2 0.00217 0.10846序号 累计时间/min量w 1/kg ⨯10-3 量w 2/kg ⨯10-3量/kg ⨯10-3干基含水量X/kg 水/kg 干料u/kg/(m 2.s )⨯10-370 69 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 71 70 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 72 71 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 73 72 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 74 73 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 75 74 0.0 24.0 46.2 0.00217 0.00000 76 75 0.1 24.1 46.1 0.00000 0.10846 77 76 0.0 24.1 46.1 0.00000 0.00000 78 77 0.0 24.1 46.1 0.00000 0.00000 79 78 0.0 24.1 46.1 0.00000 0.00000 80 79 0.0 24.1 46.1 0.00000 0.00000 81 80 0.0 24.1 46.1 0.00000 0.00000 82810.024.146.10.000000.00000失水量失水量/g020406080510152025失水量失水量/g 实验次序（60秒1次）204060800.00.10.20.30.40.50.6实验次序（60秒1次）干基含水量X/kg 水/kg 干料干基含水量X/kg 水/kg 干料干基含水量X/kg水/kg 干料。
洞道干燥实验数据处理
洞道干燥实验1. 调试实验的数据见表2， 表中符号的意义如下: S ─干燥面积， [m 2] G C ─绝干物料量， [g] R ─空气流量计的读数， [kPa] T o ─干燥器进口空气温度， [℃] t ─试样放置处的干球温度， [℃] t w ─试样放置处的湿球温度， [℃] G D ─试样支撑架的重量， [g]G T ─被干燥物料和支撑架的"总重量"， [g] G ─被干燥物料的重量， [g] T ─累计的干燥时间， [S]X ─物料的干基含水量， [kg 水／kg 绝干物料]X AV ─两次记录之间的被干燥物料的平均含水量， [kg 水／kg 绝干物料] U ─干燥速率， [kg 水／(s ·m 2)] 2. 数据的计算举例以表2所示的实验的第i 和i ＋1组数据为例 (1) 公式: 被干燥物料的重量 G:D i T i G G G -=， ，[g] (1) D 1i T 1i G G G -=++， ，[g] (2)被干燥物料的干基含水量 X:c ci i G G G X -=， [kg 水／kg 绝干物料] (3) cc1i 1i G G G X -=++ ，[kg 水／kg 绝干物料] (4) 两次记录之间的平均含水量 X AV2X X X 1i i AV ++=，[kg 水／kg 绝干物料] (5) 两次记录之间的平均干燥速率I 1i i1i 3C 3C T T X X S 10G dT dX S 10G U --⨯⨯-=⨯⨯-=++-- ，[kg 水／(s ·m 2)] (6) 干燥曲线X ─T 曲线，用X 、T 数据进行标绘，见图 2。
干燥速率曲线U ─X 曲线，用U 、X AV 数据进行标绘，见图 3 。
恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数twt 10U t S Q3tw C -⨯γ=∆⨯=α ，[Ｗ／(m 2℃)] (7)流量计处体积流量∨t [m 3／h]用其回归式算出。
洞道干燥实验
操作条件，而且还受物料性质、结构以及所含水分的性质的影响。
干燥速率为单位时间内在单位面积上汽化的水分质量，用微分式表示，则为
u dw
(kg/m3 s)
(1)
Ad
式中： u —— 干燥速率 [kg/m2s]
A —— 干燥表面 [m2]
d —— 相应的干燥时间 [s]
dw —— 汽化的水分量 [kg]
实验装置图
四、实验步骤
1、实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并称量绝干物料的质量。 2、将已知绝干质量的物料试样放入水中浸泡，稍候片刻取出，让水分均匀扩散至整个试样，然后
称取湿试样质量。 3、 开启风机，调节风速调节阀至预定风速值。适当打开阀15、16，调好触点温度计至预定温度
（这些一旦调整好后可以固定下来），开加热器。 4、将晶体管继电器开关打开，并打开一组或二组辅助加热器。待温度接近预定温度时应注意观察， 视情况增减辅助加热，避免“超温失控”或“欠温失控”，直至确信控制正常后，才让其自动运行。 5、检查称重天平是否灵活，并调平衡。记下支架重量。待空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿
3.85 3327
23 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
3.85 3666
2、干燥操作实验流程示意图
绝干物 料相关 数据测 定
实验结 束处理 数据
绝干物 料浸泡 称重
实验数 据记录
调天平 准 备开始测量
调整实验参 数 开始加热
继电器恒温 加热 预热
3、数据处理
物重 13.4 12.9 12.4 11.9 11.4 10.9 10.4 9.9 9.4 8.9 8.4 7.9 7.4 6.9 6.4 5.9 5.4 4.9 4.4 4.1 3.9 3.85 3.85
洞道干燥实验
17
48
115.3
0.6732
0.6439
2.668
18
19 20 21 22 23 24
51
54 57 60 63 66 69
114.1
113.0 111.9 110.9 110.0 109.0 108.3
0.6146
0.5610 0.5073 0.4585 0.4146 0.3659 0.3317
干燥曲线X─T曲线，用X、T数据进行标绘，见图 2。
干燥速率曲线U─X曲线，用U、XAV数据进行标绘，见图 3 。
恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数
流量计处体积流量∨t[m3／h]用其回归式算出。由流量公式[1]计 V 算
t
U C tw 10 3 Q S t t tw
序号
累计时间
T（分）
总重量
GT（g） 136.0 135.0 133.7 132.4 131.2 129.8 128.5
干基含水量
X（kg/kg） 1.6829 1.6341 1.5707 1.5073 1.4488 1.3805 1.3171
平均含水量
XAV（kg/kg） 1.6585 1.6024 1.5390 1.4780 1.4146 1.3488 1.2829
化工原理实验
洞道干燥实验
301实验室
一、实验目的
1. 学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测 定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解。 2. 学习干湿球温度、湿度计的使用方法，学习物料含水 量的测定方法。
3. 通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念，加
深对物料临界含水量Xc的概念及影响因素的理解。
四、实验操作(一)实验前的准 Nhomakorabea工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。 2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水，
洞道式干燥实验
二、实验任务
干燥条件对干燥特性曲线的影响研究
利用实验室洞道式干燥器， 完成湿含量、 利用实验室洞道式干燥器 ， 完成湿含量 、 干燥面 积 、 绝干质量一定的纸浆板在不同干燥条件下的恒定 干燥速率的比较实验， 干燥速率的比较实验 ， 进行不同干燥条件对干燥特性 曲线的影响研究。 曲线的影响研究。 任务要求 （1）在相同介质流速、不同介质温度（两种温度） 在相同介质流速、 不同介质温度（ 两种温度） 温度 测定恒定干燥速率曲线。 下，测定恒定干燥速率曲线。 在相同介质温度、不同介质流速（两种流速 流速） （2）在相同介质温度、不同介质流速（两种流速） 测定恒定干燥速率曲线。 下，测定恒定干燥速率曲线。
三、实验原理
干燥是利用热量去湿的一种方法，它不仅涉及到气、 干燥是利用热量去湿的一种方法，它不仅涉及到气、 固两相间的传热与传质， 固两相间的传热与传质，而且涉及到湿分以气态或液态的 形式自物料内部向表面传质的机理。 形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料的含水性质 和物料形状的差异，水分传递速率的大小差别很大，概括 和物料形状的差异，水分传递速率的大小差别很大， 起来，它受到物料及其含水性质，干燥介质的性质、流速， 起来，它受到物料及其含水性质，干燥介质的性质、流速， 干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。 干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。 目前对干燥机理的研究尚不够充分， 目前对干燥机理的研究尚不够充分，干燥速度的数据 还主要依靠实验。 还主要依靠实验。
四、实验流程图
空气流速由风速调节阀12(碟形阀)调节。 空气流速由风速调节阀12(碟形阀)调节。任何时 12 候这个阀都不允许全关， 候这个阀都不允许全关 ， 否则电热器就会因为空气 不流动而过热，引起损坏，除非两个片阀2 13全开 全开。 不流动而过热，引起损坏，除非两个片阀2和13全开。 风机进口端的片式阀门13用于控制系统所吸入的 风机进口端的片式阀门13用于控制系统所吸入的 13 空气量，而出口端的片阀2则用于调节系统内的热气 空气量，而出口端的片阀2 湿度。 湿度。 本实验设备还可以使用计算机进行数据采集与数 据处理，其操作过程如下页所述。 据处理，其操作过程如下页所述。
洞道干燥实验
下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量
等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。
干燥速率的测定方法
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 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X*，再将物料烘干后称重得到绝干 物料重Gc。
表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒 定且较大。
湿含量X
A
B预热段CXc Nhomakorabea恒速段
降速段
3.降速干燥段：物料开始升温，X 变化 减慢，气体传给物料的热量仅部分用 于湿份汽化，其余用于物料升温，当 X = X* ， = t。
D
X
物料表面温度
D
tw A B
C 干燥时间
到了第Ⅲ阶段，物料中含水量减少到某一临界含水量 时，由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足 以维持物料表面保持润湿，则物料表面将形成干区，干燥 速率开始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲线CD逐 渐达到平衡含水量 X * 而终止。
对流干燥过程是用热空气除去被干燥物料 中的水分。它包括传热与传质两个过程： 传热：热空气在干燥器中供给湿物料中水分 汽化所需的热量。
传质：汽化的水分由空气带走。
恒定干燥条件：
空气温度 恒定
•湿度
•流速
•与物料接触状况 大量空气干燥少量物料
湿空气的温度 1.湿空气的干球温度t 在湿空气中，用普通温度计测得的温度，称为 湿空气的干球温度，为湿空气的真实温度。 2.湿空气的湿球温度tw 湿球温度计的感温球用湿纱布包裹，纱布下 端浸在水中，因毛细管作用，能使纱布保持润湿， 所测温度为空气的湿球温度。未饱和湿空气的湿 球温度恒低于其干球温度。
洞道干燥实验(数字型)
X = c Wc〔Kg 水/kg 绝干物料〕 〔2〕式中：W ——物料的瞬间质量〔kg 〕W ——物料的绝干质量〔kg 〕C将 X 对θ 进展标绘，就得到如以下图所示的枯燥曲线。
x Au Aθx图 1、 枯燥曲线和枯燥速率曲线枯燥曲线的外形由物料性质和枯燥条件打算。
2、枯燥速率曲线枯燥速率曲线是指在单位时间内，单位枯燥面积上气化的水分质量。
N = a Ad θ dw = ∆w Ad θ()kg m 2 ⋅ s(3)A ——枯燥面积〔m 2〕W ——从被枯燥物料中除去的水分质量〔kg 〕枯燥面积和绝干物料的质量均可测得，为了便利起见，可近似用下式计算枯燥速率：N =dw = ∆w [kg/m 2s] 或 [g/m 2s] 〔4〕洞道枯燥试验(数字型)一、 试验目的：1. 了解常压枯燥设备的构造，根本流程和操作；2. 测定物料枯燥速率曲线及传质系数；3. 争论气流速度对枯燥速率曲线的影响；〔选作〕4. 争论气流温度对枯燥速率曲线的影响。
〔选作〕二、 试验原理及说明：1、枯燥曲线枯燥曲线即物料的干基含水量x 与枯燥时间θ 的关系曲线。
它说明物料在枯燥过程中，干基含水量随枯燥时间的变化关系： x=F(θ )〔1〕典型的枯燥曲线如图 3-11 所示。
试验过程中，在衡定的枯燥条件下，测定物料总质量随时间的变化，直到物料的质量恒定为止。
此时物料与空气间到达平衡状态，物料中所含水分即为该空气条件下的平衡水分。
然后将物料的绝干质量，则物料的瞬间干基含水量为：W - Wa Ad θ A ∆θ本试验是通过测出每挥发肯定量的水分〔Δ w 〕所需要的时间〔Δ θ 〕来实现测定枯燥速率的。
影响枯燥速率的因素很多，它与物料性质和枯燥介质〔空气〕的状况有关。
在枯燥条件下不变的状况下，对同类物料，当厚度和外形肯定时，速率Na 是物料干基含水量的函数。
Na = f(X)〔5〕3、传质系数(恒速枯燥阶段)枯燥时在恒速枯燥阶段，物料外表与空气之间的传热速率和传质速率可分别以下面两式表示：dQ Ad θ = α(t - t)w〔6〕 dw Ad θ = K(HHw- H )〔7〕Q ——由空气传给物料的热量〔KJ 〕α ——对流传热系数〔Kw/m 2℃〕 t 、t ——空气的干、湿球温度〔℃〕wK ——以湿度差为推动力的传质系数〔kg/m 2s △H 〕 H H 、H ——与t 、t 相对应的空气的湿度〔kg/kg 干空气〕ww当物料肯定，枯燥条件恒定时，α ，K H 的值也保持恒定。
化工原理实验一干燥实验
实验八干燥实验一、实验目的1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。
2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。
3. 测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。
4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数α的测定方法。
二、实验内容1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其影响因素。
2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数α和传质系数K H 。
三、基本原理干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。
干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。
由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。
概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。
目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大多采用实验的方法。
干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。
为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。
本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。
测定单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。
物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用ω来表示。
但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干基料为基准的含水量X 表示更为方便。
ω与X 的关系为：X =-ωω1（8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料；ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。
物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。
洞道干燥曲线测定实验——干燥演示
实验十、干燥实验一、实验目的：1．了解风道干燥设备的结构特点，熟悉干燥操作；2．恒定干燥条件下，测定物料的干燥曲线、干燥速率曲线及临界含水量；3．测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数；4．了解影响物料干燥速率的因素，改变某些操作条件（如物料湿含量、空气温度、风速等）比较干燥速率的变化。
二、实验原理：干燥过程是采用加热的方式将热量传递给湿物料，使湿物料中的水分气化并除去的操作。
随着干燥的进行同时发生传热和传质，其机理比较复杂，因此干燥速率仍采用实验方法测定。
干燥实验是在恒定干燥条件下进行的。
所谓恒定干燥条件即：保持干燥介质——空气的温度、湿度、流速及物料与干燥介质的接触方式等均维持不变测得干燥曲线和干燥速率曲线。
1．干燥曲线物料含水量X与干燥时间τ的关系曲线即为干燥曲线。
如图2-75所示。
图2-75 干燥曲线图2-76 干燥速率曲线2．干燥速率曲线干燥速率曲线是表示干燥速率U与物料含水量X的关系曲线。
如图2-76所示。
由图可见：BC段表示干燥速率保持恒定即不随物料含水量而变，称为恒速干燥阶段。
AB段为物料加热阶段由于加热时间很短，一般并入BC段考虑或可忽略，CDE段干燥速率随物料含水量的减少而降低，故称降速干燥阶段。
两个干燥阶段之间的交点C称临界点。
该点对应的物料含水量称临界含水量，以X0表示。
而该点的干燥速率仍等于恒速阶段的干燥速率，以U0表示。
与点E 对应的物料含水量为操作条件下的平衡含水量，此点的干燥速率为零。
（1）恒速阶段干燥过程开始时，由于物料的湿含量较大，其内部的水分迅速地到达物料表面，因此干燥速率为物料表面水分气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。
在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定，该表面水蒸气分压也维持恒定，所以干燥速率恒定不变。
（2）降速阶段当物料被干燥达到临界含水量后，便进入降速干燥阶段。
此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。
洞道干燥曲线(共30张PPT)
记下湿物料试样的初重。
式tw中下：水的---气空化气6热至.加γ物tw料热k表J/面k器g的传:二热膜组系数电（K阻W/m丝2·K加）；热，每组2.0kw，控温精度小于±1.0℃。
7.湿物料:帆布。 6即、水加分热汽器化电速流率不，宜可过用大单，位否时则间使内控从温被精干度燥降物低料。的单位面积上汽化的水分质量表示（kg/m2·s），在较小范围内，可按下式计算：
干燥实验原始数据记录
Байду номын сангаас
序 号
湿样品 质量g
干燥时间 间隔
Δτ/min
流量计示 值
R/mOmH2
风机出 干燥室 湿球 干燥室 口温度 前温度 温度 后温度
/℃ /℃ /℃ /℃
1
2
3
4 …
干燥实验数据处理结果
序
湿料含水量
与U对应的湿料含水量
干燥速率
号 X/（kg水分/kg绝干料） X/（kg水/kg绝干料） U×103/(kg/m2.s)
在恒速干燥阶段中，空气传给物料之显 热恰等于水分从物料汽化所需的潜热，即：
式中： ---湿球温度下水的汽化潜热（kJ/kg）。
即
则传质系数
当空气平行流过静止的物料层表面时， 对流传热系数
式中：L ---湿空气的质量流速（kg/m2·h）；其中
t---温度为t℃时，空气的密度（kg/m3）；
A---干燥器洞道流通面积（m2）。
（1）按流程及板面布置、电器线路示意图检查设 备及仪器、仪表是否齐全，完好。熟悉装置上各个 设备、仪表和部件使用方法，了解有关注意事项。
洞道式干燥器实验
干燥速率曲线测定实验一、实验目的：1.练习并掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
2.练习并掌握物料含水量的测定方法。
3.通过实验加深对物料临界含水量Xc概念及其影响因素的理解。
4.练习并掌握恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。
5.学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算。
二、实验内容：1.在固定空气流量和空气温度条件下，测绘某种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和该物料的临界含水量。
2.测定恒速干燥阶段该物料与空气之间的对流传热系数。
三、实验原理：当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。
根据介质传递特点，干燥过程可分为两个阶段。
第一阶段为恒速干燥阶段。
干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。
此时干燥速率由物料表面水分的气化速率所控制，故此阶段称为表面气化控制阶段。
这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸汽分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。
第二阶段为降速干燥阶段。
当物料干燥其水分达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。
此时物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制。
称为内部迁移控制阶段。
随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。
恒速段干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质、固体物料层的厚度或颗粒大小、空气的温度、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。
恒速段干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。
本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测绘干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。
1.干燥速率测定 Δτ'Δ≈τ'S W Sd dW U =（1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2·h ）； S —干燥面积，m 2，（实验室现场提供）； τ∆—时间间隔，h ；'W ∆—τ∆时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。
洞道干燥速率测定
化工原理实验报告实验名称：洞道干燥速率测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：指导老师：一、实验目的1.熟悉常压洞道式（厢式）干燥器的构造和操作；2.测定在恒定干燥条件（即热空气温度、湿度、流速不变，物料与气流的接触方式不变）下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线；3.测定该物料的临界湿含量X0；4.掌握有关测量和控制仪器的使用方法。
二、实验原理⒈ 干燥速率的测定ττ∆∆≈=S W Sd dW U '' （7-1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2·h ）； S —干燥面积，m 2，（实验室现场提供）； τ∆—时间间隔，h ；'W ∆—τ∆时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。
⒉ 物料干基含水量 '''Gc Gc G X -=（7-2） 式中：X —物料干基含水量，kg 水/ kg 绝干物料； 'G —固体湿物料的量，kg ； 'Gc —绝干物料量，kg 。
三、实验装置1.实验设备1中压风机；2孔板流量计；3空气进口温度计；4重量传感器；5被干燥物料； 6加热器；7干球温度计；8湿球温度计；9洞道干燥器；10.废气排出阀； 11废气循环阀；12新鲜空气进气阀；13压力变送器2、主要设备及仪器①鼓风机：MY250W，250W；②电加热器：4.5KW；③干燥室：180mm×180mm ×1250mm；④干燥物料：湿毛毡；⑤称重传感器：YZ108A型，0~300四、实验步骤与注意事项1.实验步骤1）打开仪表控制柜上的仪表电源开关，开启仪表。
2）打开仪表控制柜上的风机电源开关，开启风机，这时加热管停止按钮灯亮。
3）按下加热管启动按钮，刚开始加热时，打开加热管电源开关，可通过仪表实现自动控制。
4）将干燥的毛毡小心的悬挂于称重传感器上，测出干燥时毛毡的重量。
5）将毛毡加入一定的水并使其润湿均匀，注意水量不能过多或过少。
3,干燥
实验三 干燥实验（洞道干燥、流化床干燥）干燥实验一 洞道干燥1 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干燥特性的实验方法。
（3）掌握利用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）实验研究干燥操作条件对洞道干燥过程特性的影响。
2 基本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量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要通过实验测定。
干燥过程是复杂的传热、传质过程，通常根据空气状态的变化将干燥过程分为恒定干燥操作和非恒定（或变动）干燥操作两大类。
恒定状态下的干燥操作（简称恒定干燥）是指干燥操作过程中空气的温度、湿度、流速及与物料的接触方式不发生变化，如用大量空气对少量物料进行间歇操作可视为恒定干燥，本实验重点考查恒定干燥。
2.1 干燥速率的定义干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即：c d d =-d d G X W U A A ττ= （3.1）（3.1）式中：U —干燥速率，又称干燥通量，kg/(m 2·s)；A —干燥表面积，m 2；W —一批操作中汽化的水分量，kg ；τ—干燥时间，s ；G c —绝干物料的质量，kg ；X —物料湿含量，kg 水分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减小。
2.2 干燥速率的测定方法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X *，再将物料烘干后称重得到绝干物料重G c ，则物料中瞬间含水率X 为： c cG G X G -= （3.2） 计算出每一时刻的瞬间含水率X ，然后将X 对干燥时间τ作图，如图3.1，即为干燥曲线。
洞道干燥实验测定
8.流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定8.1实验目的1． 掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义；2． 熟悉实验干燥设备的流程、工作及实验组织方法； 3． 了解影响干燥速率曲线的因素。
8.2基本原理干燥原理是利用加热的方法使水分或其它溶剂从湿物料中汽化，除去固体物料中湿分的操作。
干燥的目的是使物料便于运输、贮藏、保质和加工利用。
本实验的干燥过程属于对流干燥，其原理见图1。
①．传热过程 热气流将热能传至物料，再由表面传至物料的内部。
②．传质过程 水分从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，再通过物料表面的气膜扩散到热气流的主体。
由此可见，干燥操作具有热质同时传递的特征。
为了使水气离开物料表面，热气流中的水气分压应小于物料表面的水气分压。
8.2.1干燥速率曲线测定的意义对于设计型问题而言，已知生产条件要求每小时必须除去若干千克水，若先已知干燥速率，即可确定干燥面积，大致估计设备的大小；对操作型问题而言，已知干燥面积，湿物料在干燥器内停留时间一定，若先已知干燥速率，即可确定除掉了多少千克水；对于节能问题而言，干燥时间越长，不一定物料越干燥，物料存在着平衡含水率，能量的合理利用是降低成本的关键，以上三方面均须先已知干燥速率。
因此学会测定干燥速率曲线的方法具有重要意义。
8.2.2干燥曲线和干燥速率曲线的关系含水率C ：单位干物料G c 中所带的水分量W定义： C= －cG W（kg 水／kg 干） （1） 含水率随时间的变化作图，见图2：干燥过程分为三个阶段Ⅰ.物料预热阶段Ⅱ.恒速干燥阶段；Ⅲ.降速干燥阶段。
图2 干燥曲线图干燥速率N A 的定义有二种表示： (一)．单位时间单位面积汽化的水量即：N A = －τAd dW (kg 水／m ２．s) (2) (二). 单位干物料在单位时间内所汽化的水量 即：N A ＇= －τd G dWc (kg 水／kg 干．s) (3)(2)式定义中，由于干燥面积的定量难以实验测定，故本实验以(3)式定义作为实验依据． 对(1)式求导得： dW ＝－G c dC (4) 所以， N A ＇= －τd G dW c = －τd dC(5)也就是说，在干燥曲线图中含水率随时间变化曲线上的任何一点切线的斜率值即为干燥速率值，将这些斜率的变化值对应于含水率作图即为干燥速率曲线图，见图3。
洞道与流化态干燥实验
流化态干燥与洞道干燥的比较摘要本实验通过流化床干燥和洞道干燥两种不同干燥方法，对新鲜胡萝卜进行干燥，通过比较分析，了解两种干燥方法的干燥效果，干燥过程中水分变化情况。
关键词流态化干燥洞道干燥胡萝卜水分1 前言胡萝卜富含维生素和矿物质, 胡萝卜素含量特别高，含水率高，其干制品是脱水蔬菜主要产品之一。
但是胡萝卜素在热风干燥或日晒下容易氧化损失, 致使色泽不佳, 干燥后往往难以保证其天然品质和色泽。
目前在脱水蔬菜生产中应用最多的是常压洞道干燥和流化态干燥。
常压热风干燥普遍存在干燥速度慢、成本高、复水性能差、品质低等缺陷[1]。
本实验通过两种干燥方式，比较干燥产品的品质从而比较两种方式的干燥特点。
胡萝卜丁的初始含水率高于90%, 为高含水物料[1]。
2实验材料与仪器2.1实验材料与试剂新鲜胡萝卜2.2 实验仪器2.2.1 流态化干燥实验装置流态化干燥实验装置如图3所示，由旋涡气泵22输送的热空气流，经毕托管18和斜管微压计11进行流量计量和电加热19预热，通过流化床分布版17与干燥室12中的湿物料进行流化接触和干燥。
废弃上升至干燥室顶部的旋风分离器8，将其中夹带的物料分离后放空。
加热前、后空气流的温度以及尾气的温度分别由XMTD数显调节仪1进行温度调节控制及显示。
图1 流化床结构简图2.2.2 洞道干燥实验装置实验采用干燥器在恒定干燥条件下干燥颗粒毛细孔胶状物质，其流程如图4所示。
空气由风机1输送，经孔板流量计2，电加热器5送入干燥室6，然后返回风机，循环使用。
由片式阀门15补充一部分新鲜空气，由阀门16放空一部分循环气，以保持系统湿度恒定。
电加热器由触点温度计12及晶体管继电器13控制。
使进入干燥室空气的温度恒定。
干燥室前方装有干球温度计10和湿球温度计11，干燥室后以及风机出口也装有干球温度计10，用以确定干燥室的空气状态。
空气流速由蝶形阀4调节，注意：任何时候阀4都不允许全关，否则电加热器就会因空气不流动而过热，引起损坏[2]。