洞道干燥曲线测定实验讲解学习
干燥速率曲线的测定实验
序号：化工原理实验报告实验名称：干燥速率曲线的测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－3班姓名：曾学礼学号37同组者姓名：周锃刘翰卿指导教师：张亚静日期：2011年10月18日一、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、实验原理当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可以分为两个阶段，恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
恒速段的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；空气与固体物料的相对运动方式。
恒速段的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毛毡物料进行干燥；测定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：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τU------干燥速率，kg/（m2.h）S------干燥面积，m2△τ ------时间间隔，h△W`------△τ时间间隔内干燥气化的水分量，kg2.物料干基含水量：X=（G`-Gc`）/ Gc`X------物料干基含水量，kg水/kg绝干物料G`------固体湿物料的量，kgGc`------绝干物料量，kg3.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= dW`/Sdτ=dQ`/r tw Sdτ=α（t-t w）/r twα= Uc r tw /（t-t w）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）t w -------干燥器内空气的湿球温度，℃t-------干燥器内空气的干球温度，℃r tw ------ t w℃下水的气化热，j/kg4.干燥器内空气实际体积流量的计算V t=V t0×（273+t）/（273+ t0）V t------干燥器内空气实际流量，m3/ s；t0------流量计处空气的温度，℃；V t0------常压下t0℃时空气的流量，m3/ s；t-------干燥器内空气的温度，℃。
干燥曲线与干燥速率曲线的测定
干燥曲线与干燥速率曲线的测定一、实验目的及任务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、学习测定物料在守恒干燥条件下干燥特性的试验方法。
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、临界水含量、平衡含水量的实验分析方法4、学习恒速干燥阶段干燥条件对于干燥过程特性的影响；加加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。
5、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。
6、学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。
二、基本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。
根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可以分为两个阶段。
第一阶段为恒速干燥阶段。
干燥速率为物料表面上的水分的汽化速率控制，故此阶段也称为表面汽化控制阶段。
在此阶段，干燥介质传给物料的热量全用于水分的汽化，物料表面的温度也保持恒定，物料表面的水蒸气分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。
第二阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，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汽化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。
故此阶段也称内部迁移控制阶段。
随物料湿含量减少，物料内部的水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。
恒速段干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料种类及性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间相对运动方式。
本实验恒定干燥条件下对工业呢物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速干燥段速率和临界含水量的测定方法和影响因素。
1、干燥速率的测定U=dW/(Adτ)≈ΔW/(AΔτ)2、物料干基含水量X=(G- G c)/G c3、恒速干燥阶段，物体表面与空气之间的对流传热系数的测定U c= dW/(Adτ)=dQ/(r tw Adτ)= α(t-t w)/ r tw α= U c·r tw/(t-t w)4、干燥器内空气实际体积流量的计算V to=C0×A0× 2×ΔP/ρA=π·d2/4三、实验装置与流程1、实验装置C01、风机E01、加热器M01、洞道干燥器V01、蓄水瓶洞道干燥实验流程示意图2、装置流程将润湿的工业呢，悬挂于干燥室内的料盘，干燥室其侧面与底面均外包绝热材料，防止导热影响。
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。
干燥特性曲线实验报告
洞道干燥特性曲线测定实验一、实验目的1. 了解洞道干燥装置和流化床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干燥速率曲线、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.量，τ 2. （1（2用干毛巾吸干表面水分，待用。
（3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。
待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。
将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iCG 。
则物料中瞬间含水率iCiCi i G G G X -=。
计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。
图11－1恒定干燥条件下的干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iX 下的斜率iid dX ，再由式11－1计算得到干燥速率U ，将U 对X 作图，就是干燥速率曲线，如图11－2所示。
图11－2恒定干燥条件下的干燥速率曲线3. 干燥过程分析预热段见图11－1的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tW ,干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。
预热段经历的时间很短。
恒速干燥阶段见图11－1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面附着的非结合水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定干燥条件下，物料表面始终保持为湿球温度tW ，传质推动力保持不变，因而干燥速率也不变。
于是，在图11－2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处于恒速阶段。
而该段的干燥速率大小取决于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，故该阶段又称为表面汽化控制阶段。
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。
干燥速率曲线的测定实验
序35号：化工原理实验报告实验名称：干燥速率曲线的测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－3班姓名：曾学礼学号37同组者姓名：周锃刘翰卿指导教师：张亚静日期：2011年10月18日一、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、实验原理当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可以分为两个阶段，恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
恒速段的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；空气与固体物料的相对运动方式。
恒速段的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毛毡物料进行干燥；测定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：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τU------干燥速率，kg/（m2.h）S------干燥面积，m2△τ ------时间间隔，h△W`------△τ时间间隔内干燥气化的水分量，kg2.物料干基含水量：X=（G`-Gc`）/ Gc`X------物料干基含水量，kg水/kg绝干物料G`------固体湿物料的量，kgGc`------绝干物料量，kg3.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= dW`/Sdτ=dQ`/r tw Sdτ=α（t-t w）/r twα= Uc r tw /（t-t w）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）t w -------干燥器内空气的湿球温度，℃t-------干燥器内空气的干球温度，℃r tw ------ t w℃下水的气化热，j/kg4.干燥器内空气实际体积流量的计算V t=V t0×（273+t）/（273+ t0）V t------干燥器内空气实际流量，m3/ s；t0------流量计处空气的温度，℃；V t0------常压下t0℃时空气的流量，m3/ s；t-------干燥器内空气的温度，℃。
实验6洞道干燥实验
洞道干燥实验一、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。
二、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。
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，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。
主要参数与公式：三、 实验装置四、 实验步骤1、 单价开启风机，再单击自动读数2、 将鼠标指向天平右边的砝码并按住左键迅速拖走，此时天平向左倾，当天平平衡时，会自动“读取数据”，此时一个秒表停止，另一个秒表启动，再减重，再自动读取数据，依次类推，建议每次减重1克，读一组数据，直到余30克左右。
3、 干燥结束后，关闭风机。
天平通风机温度计秒表加热器 湿球温度计干燥箱五、数据处理质量（g）减重（g）干燥时间（s）X(kg水/kg干料）Ux（kg·m-2·s-1)1 74 1.75 1 0 0.00 0.0002 73 1.71 1 56 1.73 5.4773 72 1.67 1 53 1.69 5.7874 71 1.63 1 51 1.65 6.0145 70 1.60 1 49 1.61 6.2606 69 1.56 1 49 1.58 6.2607 68 1.52 1 47 1.54 6.5268 67 1.49 1 48 1.50 6.3909 66 1.45 1 48 1.47 6.39010 65 1.41 1 48 1.43 6.39011 64 1.37 1 48 1.39 6.39012 63 1.34 1 48 1.35 6.39013 62 1.30 1 48 1.32 6.39014 61 1.26 1 48 1.28 6.39015 60 1.23 1 48 1.24 6.39016 59 1.19 1 48 1.21 6.39017 58 1.15 1 48 1.17 6.39018 57 1.11 1 51 1.12 6.01419 56 1.08 1 52 1.09 5.88920 55 1.04 1 53 1.06 5.78721 54 1.00 1 54 1.02 5.68022 53 0.97 1 56 0.98 5.47723 52 0.93 1 57 0.95 5.38124 51 0.89 1 59 0.91 5.19925 50 0.85 1 61 0.87 5.02826 49 0.82 1 63 0.83 4.86927 48 0.78 1 65 0.80 4.71928 47 0.74 1 68 0.76 4.51129 46 0.71 1 71 0.72 4.32030 45 0.67 1 73 0.69 4.20231 44 0.63 1 77 0.65 3.98332 43 0.59 1 81 0.61 3.78733 42 0.56 1 85 0.57 3.60834 41 0.52 1 89 0.54 3.44635 40 0.48 1 94 0.50 3.26336 39 0.44 1 100 0.46 3.06737 38 0.41 1 107 0.42 2.86638 37 0.37 1 114 0.39 2.69039 36 0.33 1 122 0.35 2.51440 35 0.30 1 133 0.31 2.30641 34 0.26 1 147 0.28 2.08642 33 0.22 1 165 0.24 1.85943 32 0.18 1 192 0.20 1.59744 31 0.15 1 238 0.16 1.28845 30 0.11 1 363 0.13 0.845六、思考题1、什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。
洞道干燥特性曲线测定实验
1. 什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？
答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。
本实验中，固定蝶阀使流速固定在120m3/h；密封干燥厢并利用加热保持温度恒定在75℃；湿料铺平湿毛毡后，干燥介质与湿料的接触方式也恒定。
2. 控制恒速干燥阶段速率的因素是什么？控制降速干燥阶段干燥速率的因素又是什么？
答：恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。
降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。
3. 为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？
答：让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之，如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器。
理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。
湿毛毡恒重时，即为实验结束。
4. 若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率、临界湿含量又如何变化？为什么？
答：若加大热空气流量，干燥曲线的起始点将上升，下降幅度变大，并且到达临界点的时间缩短，临界湿含量降低。
这是因为风速增加后，加快啦热空气的排湿能力。
干燥速率曲线的测定实验
序35号：化工原理实验报告实验名称：干燥速率曲线的测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－3班姓名：曾学礼学号37同组者姓名：周锃刘翰卿指导教师：张亚静日期：2011年10月18日一、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、实验原理当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可以分为两个阶段，恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
恒速段的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；空气与固体物料的相对运动方式。
恒速段的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毛毡物料进行干燥；测定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：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τU------干燥速率，kg/（m2.h）S------干燥面积，m2△τ ------时间间隔，h△W`------△τ时间间隔内干燥气化的水分量，kg2.物料干基含水量：X=（G`-Gc`）/ Gc`X------物料干基含水量，kg水/kg绝干物料G`------固体湿物料的量，kgGc`------绝干物料量，kg3.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= dW`/Sdτ=dQ`/r tw Sdτ=α（t-t w）/r twα= Uc r tw /（t-t w）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）t w -------干燥器内空气的湿球温度，℃t-------干燥器内空气的干球温度，℃r tw ------ t w℃下水的气化热，j/kg4.干燥器内空气实际体积流量的计算V t=V t0×（273+t）/（273+ t0）V t------干燥器内空气实际流量，m3/ s；t0------流量计处空气的温度，℃；V t0------常压下t0℃时空气的流量，m3/ s；t-------干燥器内空气的温度，℃。
洞道干燥实验讲义
干燥速率曲线的测定实验一、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X 0；4.掌握有关测量和控制仪器的使用方法。
二、基本原理单位时间被干燥物料的单位表面上除去的水分量称为干燥速率，即ττAd dW Ad dX G u C =-= kg/(m 2s)式中， G C 为湿物料中的干物料的质量，kg ；X 为湿物料的干基含水量，kg 水/kg 干料；A 为干燥面积，m 2；dW 为湿物料被干燥掉的水分，kg ；d τ干燥时间，s 。
当湿物料和热空气接触时，被预热升温并开始干燥，在恒定干燥条件下，若水分在表面的汽化速率小于或等于其从物料内层向表面层迁移的速率时，物料表面仍被水分完全润湿，干燥速率保持不变，称为等速干燥阶段或表面汽化控制阶段。
当物料的含水量降至临界湿含量以下时，物料表面仅部分润湿，且物料内部水分向表层的迁移速率又低于水分在物料表面的汽化速率时，干燥速率就不断下降，称为降速干燥阶段或内部扩散阶段。
三、实验装置1．装置流程空气用风机送入电加热器，经加热的空气流入干燥室，加热干燥室中的湿毛毡后，经排出管道排入大气中。
随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由称重传感器和智能数显仪表记录下来。
实验装置如图1所示。
图1 干燥装置流程图1.风机2.管道3.进风口4.加热器5.厢式干燥器6.气流均布器7.称重传感器8.湿毛毡9.玻璃视镜门10、11、12.蝶阀2．主要设备及仪器（1）鼓风机：BYF7122,370W（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：SH－18型，0～200g。
四、实验步骤（1）实验步骤1．开启风机。
2．打开仪控柜电源开关，加热器通电加热，干燥室温度（干球温度）要求恒定在70℃。
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，
实验六干燥曲线和干燥速率曲线的测定
实验六 干燥曲线和干燥速率曲线的测定一、 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. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法；二、实验原理当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程分为两个阶段。
恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
恒速阶段的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浸透水的工业呢进行干燥，测定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、干燥速率的测定 ττ∆∆-=-=X SG d dX SG U C C2、被干燥物料的重量G D T G G G -=3、物料的干基含水量X CC G G G X -=4、恒速阶段的对流传热系数α wtw S t t r U tS Q -=∆=α5、式样放置处空气流速的计算，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：002027327320273273t t t V V++⨯++⨯=流三、实验装置与流程将湿润的工业呢，悬挂于干燥室内的料盘，干燥室其侧面及底面均外包绝热材料，防止导热影响。
空气由鼓风机送入电加热器，经加热的空气流入干燥室，加热干燥室料盘中的湿物料后，经排出管道通入大气中。
随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由重量传感器转化为电信号，并由智能数显仪记录下来。
四、实验步骤1. 按下电源开关的绿色按键，再按变频器开关（RUN/STOP），开动风机。
2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至指定读数（1.05-1.15）。
3. 在温度显示控制仪表上，利用(＜，∨，∧)键调节实验所需温度值（60℃）（SV）窗口显示，此时（PV）窗口所显示的即为干燥器实际干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。
干燥特性曲线测定实验
干燥特性曲线测定实验一、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的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、传质系数和传热系数的实验分析方法4、实验研究干燥条件对干燥过程特性的影响二、实验原理：干燥速率定义为单位时间、单位干燥表面积所干燥除去的湿分重量，以U 代表之，故：U = －(Gc / A)*dX/dt式中： U－干燥速率 [kg/m^2*s]；A－干燥面积 [m^2]；Gc－物料绝干重量 [kg]；X－物料干基湿含量 [kg水/kg 干物料]。
物料中所含湿分性质不同，反应在物料的干燥上，其过程的变化也必各异。
为了减少影响因数，我们将湿物料在恒定干燥条件下做干燥实验。
试验中，通过对湿物料在不同时间内失重的称量，即可得到干燥时间与物料湿含量的关系，将数据加以整理可得物料干燥的干燥速率 U~X 曲线。
对于任何一种干燥速率曲线，均有恒速干燥与?降速干燥阶段。
临界湿含量，即为恒速与降速阶段的分界点。
而临界湿含量对于干燥机理和干燥器的设计都是十分重要的。
在本实验中，即测出物料失重与时间的关系，得出曲线，进而求出 Xc 及 X* 。
1、湿度 H单位质量干气体中所含有的水蒸气质量的多少称为气体的湿度(Humidity), 也称气体的湿含量，以符号 H 表示。
湿空气中的蒸汽质量? mvH = －－－－－－－－－－ = －－－ (Kg/Kg)?湿空气中的干空气质量 mg2、湿球温度tw用水保持湿润的纱布包裹温度计的感温部分(水银球)，此种温度计称为湿球温度计．若将湿球温度计置于一定温度和湿度的湿空气中，达到平衡或稳定时的温度称为该空气的湿球温度 tw。
3、绝热饱和温度在外界不补充能量且无热省失时，当湿度为 H、温度为 t的不饱和空气与大量的循环水密切接触时，水分即不断地向空气中气化，气化所需的潜热只能来自空气，因此空气的温度随过程的进行逐渐下降，湿度则升高，但是空气的焓却保持不变。
洞道干燥实验
时间 0
209 329 441 551 656 759 867 973 1077 1194 1308 1418 1541 1703 1891 2068 2284 2546 2849 3070 3327 3666
表 2 数据处理
时间差
干燥速率
x 平均含水量
209
0.397399418 2.925373134
Gs(i)
Gs(i1)
(3)
式中： Gs(i) 、 Gs(i1) —— 分别为 时间间隔内开始和终了时湿物料的质量 [kg] 图2中的横坐标 x 为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量。
x
xi
xi1 2
Gs(i) Gs(i1)
2Gc
1
(4)
以 u 为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量 x 为横坐标，即可绘出干燥速率曲线（见
7.9
1308
13 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
7.4
1418
14 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
6.9
1541
15 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
6.4
1703
16 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
5.9
1891
17 72.8
81.2
75.8
58.9
27.5
大。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
图1 干燥速率曲线
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
洞道干燥实验
洞道干燥实验一、实验内容1.熟悉常压洞道式（厢式）干燥器的构造和操作。
2.测定干燥曲线和干燥速率曲线。
二、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.了解影响干燥曲线的因素。
三、实验原理干燥是利用加热的方法使水分或其他溶剂从物料中气化，除去固体物体中湿分的操作。
干燥是指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分汽化分离的单元操作。
若将物料至于一定的干燥条件，例如一定的温度、湿度和气速的空气流中，测定被干燥物料的重量和温度随时间的变化关系，则得如图所示的曲线，即物料含水量—时间曲线和物料温度—时间曲线。
干燥过程分为三个阶段：1、物料预热阶段2、恒定干燥阶段3、降速阶段。
图AB和A/B/阶段处于预热阶段，在随后的BC阶段和B/C/,由于物料表面存在自由水分，物料表面温度等于空气的湿球温度t w,物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定。
到了CD阶段，物料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水分的蒸发，不足以维持物料表面保持湿润，则物料表面将形成干区，干燥速率开始降低，含水量越低，速率越慢。
在降速阶段，随着水分汽化量的减少，传入的湿热较汽化带出的潜热为多，热空气中部分热量用于加热物料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、结构以及所水分性质的影响。
三、实验操作1.开启风机2.打开仪控柜电源开关，加热通电加热，干燥室温度恒定在70℃3.在干燥厢后给湿球加水约30g.4.将毛毡加入一定量的水并使其湿润均匀。
5.当干燥室温度到达70℃时，将湿毛毡放置称重传感器上。
6.记录时间和脱水量。
7.毛毡恒重时，关闭仪表电源，取下毛毡。
8.关闭风机，切断总电源，打扫实验室。
四、实验注意事项1.必须先开风机，后来加热器，否则，加热管可能被烧坏。
2.传感器的负荷量仅为200g,放毛毡小心以免损坏传感器。
洞道干燥实验实验报告
一、实验目的1. 了解洞道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干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量等干燥特性数据的分析方法。
4. 研究干燥条件对干燥过程特性的影响。
二、实验原理洞道干燥是一种连续式干燥方式，适用于大批量物料的干燥。
干燥过程中，物料在洞道内连续移动，与干燥介质（热空气）进行热交换，从而实现水分的蒸发。
干燥过程分为三个阶段：1. 预热阶段：物料表面水分开始蒸发，温度逐渐升高。
2. 恒速干燥阶段：物料表面水分蒸发速度达到最大值，干燥速率基本保持恒定。
3. 降速干燥阶段：物料内部水分开始蒸发，干燥速率逐渐降低。
干燥特性曲线是指干燥过程中物料干基含水量与干燥时间的关系曲线。
干燥速率曲线是指干燥过程中物料干基含水量与干燥速率的关系曲线。
三、实验装置1. 洞道干燥装置：长1.10米、宽0.125米、高0.180米，加热功率500w—1500w，空气流量1-5m/min，干燥温度40--120℃，天平量程0-200g，最小秤量值0.1g，干、湿球温度计。
2. 风机：用于输送干燥介质。
3. 孔板流量计：用于测量空气流量。
4. 倾斜式压差计：用于测量空气压力。
5. 风速调节阀：用于调节空气流量。
6. 电加热器：用于加热干燥介质。
7. 干燥室：用于放置待干燥物料。
8. 试样架：用于放置待干燥物料。
9. 热重天平：用于测量物料重量。
10. 电流表：用于测量电加热器电流。
11. 干球温度计、湿球温度计、触点温度计：用于测量干燥介质温度。
四、实验步骤1. 准备实验材料：待干燥物料、洞道干燥装置、相关仪器设备。
2. 安装洞道干燥装置，连接相关管道和仪器。
3. 开启风机，调节空气流量至预定值。
4. 打开电加热器，调节加热功率至预定值，使干燥室温度达到恒定值。
5. 将待干燥物料放入干燥室，确保物料均匀分布。
6. 开启天平，记录物料初始重量。
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。
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。
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KH---以湿度基ΔH为推动力的传质系数（kg/m2·s·ΔH）。
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：
dQrwdW
式中：rw ---湿球温度下水的汽化潜热（kJ/kg）。
即
dW dQ
S r w S K H ( H w H ) r w ( t tw )
(3).物料的干基含水量
X GGC GC
与干燥速率相对应的湿物料含水量（物 料平均干基含水量）X
Xi/
Xi Xi1 2
式中：X i ---第i次测定的湿物料干基含水量(kg水/kg绝干料)； X i1---第i+1次测定的湿物料干基含水量(kg水/kg绝干料)。
(4).恒速阶段 对流传热系数 与传质系数 KH
实验原理（1）
由于干燥过程既涉及传热过程又涉及传质过程，其机理 比较复杂。一般干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即 实验采用大量的空气干燥少量的湿物料，因此干燥介质（热 空气）进出干燥器的温度、湿度、气速以及与物料的接触方 式在整个干燥过程中都保持恒定。在干燥过程中，定时测定 物料的质量变化，并记录每一时间间隔内物料的质量变化及 物料的表面温度，直至物料的质量恒定为止，此时物料与空 气达到平衡状态，物料中所含水分即该条件下的平衡水分。 然后再将物料放到电烘箱内烘干到恒重为止，即可测得绝干 物料的质量。上述实验数据经整理后可分别绘出物料的干燥 曲线和干燥速率曲线。
1.干燥曲线
以物料含水量 与干燥时间、物料 表面温度与干燥时 间的关系曲线，均 称为干燥曲线，如 图8-1所示。
2.干燥速率曲线
干燥速率曲线是干燥速 率随物料平均干基含水量的 变化曲线图。其具体形状与 物料性质及干燥条件有关， 比较典型的如图8--2所示。 恒速干燥阶段的干燥速率大 小决定于物料外部的干燥条 件，而降速干燥速率的大小 主要取决于物料本身结构、 形状和尺寸，而与外部的干
（2）检查湿球温度测量铂电阻包装、安装是否正 确，并向湿球温度计的蓄水池中加水。
（3）将物料试样事前称准绝干料质量（放在烘箱 内，在80℃下烘烤，用精密天平称量，几次称量 值相同后，视为绝干料重），也可由指导教师提 供该值。之后，将要干燥的物料试样在水中进行 充分浸泡。
燥条件关系不大。
恒速阶段的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 浸透水的帆布进行干燥，测定干燥曲 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(U)
即水分汽化速率，可用单位时间内从被 干燥物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：
实 验 装 置 及 流 程
实验装置的主要技术参数
1.洞道干燥器:其规格为120×120×1200mm； 2.鼓风机为XGB--2型漩涡气泵:最大流量为50（m3/h）； 3.称重传感器:最大量程为300g； 4.孔板流量计:不锈钢制品，配Ｕ形管压差计，自行设计、标
定。 5.温度计:干球温度为铂电阻，湿球温度为铂电阻外包纱布。 6.加热器:二组电阻丝加热，每组2.0kw，控温精度小于
在恒速干燥阶段，物料在恒定的干燥条件下进行干燥
时，物料表面与空气间的传热过程和传质过程分别用下
式表示，
传热过程：
S dQ(ttw)
传质过程： S dW KH(H WH)
式中： ---空气至物料表面的传热膜系数（KW/m2·K）；
H、t---空气的湿度（kg水/kg绝干料）和温度（K）；
HW、tw ---湿球温度下空气的饱和湿度（kg水/kg绝干料）和湿物 料表面温度（即空气的湿球温度）（K）；
则传质系数
KH
rw
ttw HwH
当空气平行流过静止的物料层表面时， 对流传热系数
0.020 (L4 )0.8
式中：L
---湿空气的质量流速（kg/m2·h）；其中LVt
t
A
t ---温度为t℃时，空气的密度（kg Nhomakorabeam3）；
A---干燥器洞道流通面积（m2）。
(5).空气体积流量 V的t 计算
±1.0℃。 7.湿物料:帆布。 8.流量与压差关系: V 0 2 .1R 2 0 适.5( 用1 m 3 范/h 围)15~50m3/h，R—
mmH20(标准温度0℃)
实验步骤
1、实验前的准备工作 2、实验方法
1、实验前的准备工作(1)
（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。
洞道干燥曲线测定实验
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、湿球温度计的使用方法，学习被 干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方 法；
3、通过实物了解干燥操作中废气循环的流程 和概念；
4、掌握由气体流量计读数求指定界面处气体 流速的计算方法。
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：
V t V 20
27 t3 0 27 t3 2 7 2 302 7 t3 0
式中： V t — 试样放置处空气体积流量（m2/h）；
V20 — 常压下20℃时空气体积流量（m2/h）； 由U形管压差计读数和校正曲线查得；
t0 — 流量计处空气温度（℃）； t — 干燥器内空气的温度（℃）；
实验原理（2）
物料干燥过程分三个阶段：第一阶段为物料的 预热段，此时空气中的部分热量用于加热物料，物 料的含水量及温度均随时间变化不大；第二阶段为 恒速段，此阶段内空气传给物料的显热恰好等于水 分从物料中汽化所需的潜热，而物料表面的温度等 于热空气的湿球温度；第三阶段为降速段，进入该 阶段后，物料开始升温，热空气中部分热量用于加 热物料，另一部分热量用于汽化水分，直至物料中 所含水分降到平衡含水量为止，干燥过程即终止。
US W G SC X
式中： U ---干燥速率（kg/m2.s）
S ---干燥面积（m2）
---时间间隔（s）
GC ---绝干物料量（kg） X ---时间间隔内干燥气化的干基含水量
(2).被干燥物料的重量 G
G G TG D
式中：GT ---被干燥物料和支撑架的总质量（kg） GD ---式样支撑架的质量（kg）