实验5、干燥实验讲解

实验洞道干燥实验

一、实验目的

1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理；

2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法；

3、了解操作条件改变对不同的干燥阶段所产生的影响。

二、实验原理

干燥是最常见的有效除湿的方法之一，干燥速率受众多因素的影响，主要与物料及其含水性质、干燥介质的性质、流速和干燥介质与湿物料接触方式等因素有关，一般由实验测定。

三、实验装置

图1 实验装置流程图

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。

四、实验步骤

(一)实验前的准备工作

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，使池内水面上升至

适当位置。

3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。

4. 调节新空气入口阀到全开的位置。

(二) 装置的实验操作方法

1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。

2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至所需读数。

3. 在温度显示控制仪表上，利用(＜,＞,︿)键调节实验所需温度值，sv窗

口显示，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。

4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，即可开始实验。此时，读

)。

取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(G

D

5. 将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子

物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥

器内取出，再将支架插入试样内直至尽头)。

6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意:不能用力过大，

使传感器受损。

7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间

记录数据一次( 记录总重量和时间 )，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。

注意: 最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。

注意：放入物料后不要在点击〈读取操作条件〉，那样会使实验程序进入错误状态，无法正常数据的采集和处理。

五、实验数据记录与处理

表一：洞道干燥实验原始数据表

六、 实验注意事项

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，请再按一下使其弹起，不再处于导通状态。

附录:

(一) 调试实验的结果

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 c

i i G G G X -=

， [kg 水／kg 绝干物料] (3) c

c

1i 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 AV

2

X X X 1

i 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 i 1i 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

tw

t 10U t S Q 3tw 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。

由流量公式[1]计算 t

t P

A c V ρ∆⨯⨯

⨯=200

其中，c 0-孔板流量计孔流系数，c 0=0.65 A 0-孔的面积 m 2

d 0-孔板孔径 ， d 0 =0.040 m

t V - 空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m 3

/h ；

P ∆-孔板两端压差，Kpa

t ρ-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m 3。 干燥试样放置处的空气流量

t 273t 273V V ++⨯

=试 ，[m 3

／h] (9)

干燥试样放置处的空气流速