干燥速率曲线测定实验讲义
干燥速率曲线
=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
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
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
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定 (1)
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定一、实验目的1. 了解厢式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
2. 掌握物料干燥曲线的测定方法。
3. 测定湿物料的临界含水量X C 。
二、基本原理干燥曲线即物料的自由含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它反映了物料在干燥过程中，自由含水量随干燥时间变化的关系。
物料干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，其基本变化趋势如图1(a)所示。
干燥曲线中BC 段为直线，随后的一段CD 为曲线，直线和曲线的交接点为 2. 干燥速率曲线干燥速率曲线是干燥速率N A 与物料的自由含水量Xc 的关系曲线。
因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还与物料的结构及所含水份的性质有关，所以干燥速率曲线只能通过实验测得。
干燥速率由恒速阶段转为降速阶段时的含水量称为临界含水量，用Xc 表示。
此点称临界点。
干燥速率是指单位时间内从被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量，用微分式表示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m s ；A ：被干燥物料的汽化面积, m 2； d ：干燥进行时间, s ；dW ：在dτ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
实验可按下式作近似计算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时间, s ；dW ：在τ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
从（2）式可以看出，干燥速率N A 为Δ区间内的平均干燥速率，故其所对应的物料含水量X 为某一干燥速率下的物料平均含水量X 平。
（3）式中：X 平：某一干燥速率下，湿物料的平均含水量，kg 水/kg 绝干物料； G i , G i+1：分别为Δτ时间间隔内开始和终了时湿物料的量, kg ； G C ：湿物料中绝干物料的量, kg 。
由X 平~τ、N A ~X 平作图可分别得到干燥曲线和干燥速率曲线。
三、实验装置流程及主要设备1. 实验装置流程干燥实验装置流程示意图如图所示。
食品工程原理实验——干燥曲线
实验四 干燥速率曲线与干燥速率曲线测定一、实验目的1. 测定在恒定干燥条件下，物料的干燥曲线与干燥速率曲线。
2. 用湿球法测定空气的湿度。
3. 测定恒速干燥阶段的传质系数K H 和传热系数a 。
4. 了解影响干燥速率曲线的主要因素。
二、 实验原理1. 恒定干燥条件——干燥过程中湿空气的温度、湿度、流速及物料接触方式均保持不变。
2. 干燥速率U=﹣τd dX A Gc ，kg/(m2·s)−−−→−差分代微分 U=﹣τ∆∆X A Gc Gc ——绝干物料质量，kg ； A ——物料干燥表面积，m2 。
以干燥时间τ对物料干基含水率X 作图，可得干燥曲线，如图a 所示。
以物料干基含水率X 对干燥速率U 作图，可得干燥速率曲线，如图b 所示。
1.传质系数和传热系数a 的确定在恒定干燥条件下，当干燥处于恒速阶段时，干燥速率可用湿度差或温度差作为推动力表示为： U=KH （HW ﹣H ） U=a(t ﹣tW)2.湿球温度湿球温度是湿空气与湿纱布之间传热和传质达到稳态时湿纱布的温度，其关联式可由上述传热方程和传质方程推出：tW=t ﹣a R K wH （Hw ﹣H)当空气速度为3.8~10.2 m/s 范围时，a/KH ≈0.96~1.005三、实验装置1、实验装置为对流箱式干燥器。
装置结构及流程图可参见实验仿真系统干燥实验界面图。
2、本装置采用电子天平和数码显示仪表。
四、实验方法1. 首先熟悉实验原理和实验装置结构及流程。
2. 本实验物料为砖片，规格如下：Gc=100g 尺寸为100mm*40mm*8mm3. 正确操作顺序：（1）启动风机，用风量调节阀调节流量；（2）调节温控器至合适温度后，接通加热器；（3）当达到恒定温度（继电器的红绿指示灯交替亮灭）后，将物料装入干燥室内，关上干燥室门，同时尽快按动计时器按钮，此时，可按动按钮，调入原始数据记录表格；（4）按动按钮可计入当前一组原始数据，在物料含水率范围内分为15~25个数据点；（5）按动按钮，进入数据处理环境界面，可以查看数据处理结果表格，并可按动按钮，选择或按钮，查看曲线图及其回归方程式；（6）如认为数据点分布不合适，可按动返回实验环境，按动按钮后重新做实验。
实验四干燥操作及干燥速率曲线的测定
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定一、实验目的 1. 了解厢式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
2. 掌握物料干燥曲线的测定方法。
3. 测定湿物料的临界含水量X C 。
二、基本原理干燥曲线即物料的自由含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它反映了物料在干燥过程中，自由含水量随干燥时间变化的关系。
物料干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，其基本变化趋势如图1(a)所示。
干燥曲线中B C 段为直线，随后的一段C D 为曲线，直线和曲线的交接点为 2. 干燥速率曲线 干燥速率曲线是干燥速率NA 与物料的自由含水量Xc 的关系曲线。
因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还与物料的结构及所含水份的性质有关，所以干燥速率曲线只能通过实验测得。
干燥速率由恒速阶段转为降速阶段时的含水量称为临界含水量，用Xc 表示。
此点称临界点。
干燥速率是指单位时间内从被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量，用微分式表示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m 2 s ； A ：被干燥物料的汽化面积, m 2； d ：干燥进行时间, s ；dW ：在dτ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
实验可按下式作近似计算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时间, s ； dW ：在τ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
从（2）式可以看出，干燥速率N A 为Δ区间内的平均干燥速率，故其所对应的物料含水量X 为某一干燥速率下的物料平均含水量X 平。
（3）式中：X 平：某一干燥速率下，湿物料的平均含水量，kg 水/kg 绝干物料； G i , G i+1：分别为Δτ时间间隔内开始和终了时湿物料的量, kg ； G C ：湿物料中绝干物料的量, kg 。
干燥速率曲线的测定实验
⼲燥速率曲线的测定实验⼲燥速率曲线的测定实验⼀、实验内容(1)在⼀定⼲燥条件下测定硅胶颗粒的⼲燥速率曲线；(2)测定⽓体通过⼲燥器的压降。
⼆、实验⽬的(1)了解测定物料⼲燥速率曲线的⼯程意义(2)学习和掌握测定⼲燥速率曲线的基本原理和实验⽅法。
(3)了解影响⼲燥速率的有关⼯程因素，熟悉流化床⼲燥器的结构特点及操作⽅法。
三、实验基本原理⼲燥时指采⽤某种⽅式将热量传给湿物料，使其中的湿分（⽔或者有机溶剂）汽化分离的单元操作，在化⼯，轻⼯及农、林、渔业产品的加⼯等领域有⼴泛的应⽤。
⼲燥过程不仅涉及到⽓、固两相间的传热和传质，⽽且涉及到湿分以⽓态或液态的形式⾃物料向内部表⾯传质的机理。
由于物料的含⽔性质和物料的形状及内部结构不同，⼲燥过程速率受到物料性质，含⽔量，含⽔性质，热介质性质和设备类型等各种因素的影响。
⽬前，尚⽆成熟的理论⽅法来计算⼲燥速率，⼯业上仍需依赖于实验解决⼲燥问题。
物料的含⽔量，⼀般多⽤相对于湿物料总量的⽔分含量，即以湿物料为基准的含⽔率，⽤ω（kg⽔分/kg湿物料）来表⽰，但⼲燥时物料总量不断发⽣变化，所以，采⽤以⼲物料为基准的含⽔率X（kg⽔分/kg⼲物料）来表⽰较为⽅便。
ω和X之间有如下关系：X=ωω=X 1+X在⼲燥过程的设计和操作时，⼲燥速率是⼀个⾮常重要的参数。
例如对于⼲燥设备的设计或选型，通常规定⼲燥时间和⼲燥⼯艺要求，需要确定⼲燥器的类型和⼲燥⾯积，或者，在⼲燥操作时，设备的类型及⼲燥器的⾯积已定，规定⼯艺要求，确定所需⼲燥时间。
这都是需要知道物料的⼲燥特性，即⼲燥速率曲线。
⼲燥速率⼀般⽤单位时间内单位⾯积上汽化的⽔量表⽰N A=dωAdτ式中N A——⼲燥速率，kg/(m2·s)；ω——⼲燥除去的⽔量，kg；A——平均⾯积，m2；τ——⼲燥时间，s。
⼲燥速率也可以以⼲物料为基准，⽤单位质量⼲物料在单位时间内所汽化的⽔量表⽰N A‘=dωG c dτ式中G c——⼲物料质量，kg。
干燥速率曲线测定实验报告(一)
干燥速率曲线测定实验报告(一)干燥速率曲线测定实验报告一、引言•介绍实验目的和背景•简要说明研究对象和方法二、实验过程1.准备工作–列出所需材料和仪器设备–详细描述实验场地和条件–说明实验样品来源和制备方法2.数据收集–记录实验样品初始质量和尺寸–设定实验周期和时间间隔–定期测量样品质量，并记录相应时间3.实验步骤–详细描述干燥过程中的操作步骤–注明实验参数的设定和调整方法–记录实验过程中的问题和调整措施三、数据分析1.数据整理–将实验数据整理成表格形式–添加必要的标注和单位–检查数据的准确性和完整性2.绘制干燥速率曲线–使用适当的软件或工具绘制干燥速率曲线–添加合适的坐标轴标签和图例–说明绘制过程中所使用的参数和方法3.数据分析和讨论–分析干燥速率曲线的形态和趋势–讨论可能的影响因素和机制–对实验结果进行解释和评价四、结论•简要总结实验结果和分析•强调实验的可行性和结果的可信度•提出改进实验方法或进一步研究的建议五、致谢•感谢实验指导老师和实验室的支持和帮助•感谢参与实验的同学们的合作和共同努力六、参考文献•引用相关文献和资料的列表，按照规定格式书写干燥速率曲线测定实验报告一、引言•实验目的：测定不同材料在不同干燥条件下的干燥速率曲线，了解其干燥过程的特点。
•背景：干燥速率曲线是描述材料干燥过程中湿度变化与时间关系的曲线，对于材料的干燥控制和工程应用具有重要意义。
二、实验过程1.准备工作–所需材料和设备：实验样品、电子天平、干燥箱等。
–实验场地和条件：实验在实验室内进行，保持恒定的温度和相对湿度。
–实验样品来源和制备方法：准备不同材料的样品，按照规定尺寸和质量进行制备。
2.数据收集–记录实验样品的初始质量和尺寸。
–设定实验周期和时间间隔，以便定期测量样品质量。
–在实验过程中，定期测量并记录样品质量，同时记录相应的时间。
3.实验步骤–按照实验计划，将样品置于干燥箱中。
–设定合适的干燥温度和时间，进行干燥操作。
《干燥曲线的测定》课件
改进建议
加强实验操作培训，提高操作人员的 技能水平，确保实验操作的准确性和 一致性。
问题
实验数据处理的算法和模型可能存 在局限性，影响结果的解释和应用 。
改进建议
深入研究干燥机理和数学模型，提 高数据处理和分析的准确性，为实 际应用提供更可靠的依据。
实验的未来发展与展望
04 实验结果分析
实验结果展示
干燥曲线图
展示不同干燥条件下，物料含水 率随时间的变化曲线，以便观察 干燥过程的变化趋势。
数据表格
列出各个时间点的物料含水率， 以便进行后续的数据分析和处理 。
结果分析方法
对比分析
将不同干燥条件下的干燥曲线进行对 比，分析各种条件对干燥过程的影响 。
数据处理
对实验数据进行处理，如计算干燥速 率、干燥时间和干燥效率等参数，以 便更深入地了解干燥过程。
干燥曲线测定的应用场景
01
03
04
农业领域
测定谷物、蔬菜、水果等农产 品的干燥曲线，优化农产品加 工和储存过程中的干燥工艺。
食品工业
测定食品原料和加工过程中的 含水量变化，控制食品质量和
安全。
纺织工业
测定纺织材料的含水量变化， 优化纺织品的生产和加工过程
。
环境监测
测定土壤、污泥等物料的含水 量变化，评估环境治理效果和
干燥曲线测定中的注意事项
实验前应充分了解被测物质的性 质和特点，选择合适的实验条件
和测量方法。
在实验过程中应严格控制实验条 件，如温度、湿度、压力等，以 保证实验结果的准确性和可靠性
。
对于具有危险性的物质或实验条 件，应在专业人员的指导下进行 实验，并采取必要的安全措施。
干燥速率曲线测定实验报告
干燥速率曲线测定实验报告一、实验目的干燥速率曲线的测定是为了了解物料在干燥过程中的水分变化情况，以及干燥速率与时间、温度、湿度等因素的关系。
通过本次实验，掌握干燥操作的基本原理和实验方法，学会使用相关仪器设备，分析实验数据，绘制干燥速率曲线，并对干燥过程进行分析和讨论。
二、实验原理干燥是利用热能使湿物料中的水分汽化并排除，从而获得干燥产品的过程。
在干燥过程中，物料的含水量随时间不断变化，而干燥速率则是单位时间内单位干燥面积上蒸发的水分量。
干燥速率可以通过对物料重量随时间的变化进行测量和计算得到。
当物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压时，水分会从物料表面向干燥介质中扩散，从而实现干燥。
在干燥初期，物料表面水分充足，干燥速率较高；随着干燥的进行，物料内部的水分向表面迁移的速度逐渐减慢，干燥速率也逐渐降低，直至达到平衡含水量。
三、实验设备与材料1、电热恒温鼓风干燥箱2、电子天平3、不锈钢盘4、湿物料（例如土豆片、湿棉花等）四、实验步骤1、准备一定量的湿物料，并称量其初始重量$m_0$。
2、将湿物料均匀铺在不锈钢盘中，放入已预热至设定温度的干燥箱内。
3、每隔一定时间（例如 5 分钟）取出物料，迅速在电子天平上称量其重量$m_i$，记录时间$t_i$。
4、重复步骤 3，直到物料的重量基本不再变化，即达到恒重。
5、关闭干燥箱，整理实验仪器和场地。
五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据的示例：｜时间（min）｜物料重量（g）｜｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 1000 ｜｜ 5 ｜ 850 ｜｜ 10 ｜ 700 ｜｜ 15 ｜ 580 ｜｜ 20 ｜ 480 ｜｜ 25 ｜ 400 ｜｜ 30 ｜ 350 ｜｜ 35 ｜ 320 ｜｜ 40 ｜ 300 ｜根据实验数据，可以计算出每个时间间隔内物料失去的水分量$＼Delta m_i$：＄＼Delta m_i ＝ m_{i-1} m_i$然后计算出干燥速率$u_i$：＄u_i ＝＼frac{＼Delta m_i}｛A ＼Delta t}＄其中，＄A$为物料的干燥面积，＄＼Delta t$为时间间隔。
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定 (1)
实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定一、实验目的1. 了解厢式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。
2. 掌握物料干燥曲线的测定方法。
3. 测定湿物料的临界含水量X C 。
二、基本原理干燥曲线即物料的自由含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它反映了物料在干燥过程中，自由含水量随干燥时间变化的关系。
物料干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，其基本变化趋势如图1(a)所示。
干燥曲线中BC 段为直线，随后的一段CD 为曲线，直线和曲线的交接点为 2. 干燥速率曲线干燥速率曲线是干燥速率N A 与物料的自由含水量Xc 的关系曲线。
因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还与物料的结构及所含水份的性质有关，所以干燥速率曲线只能通过实验测得。
干燥速率由恒速阶段转为降速阶段时的含水量称为临界含水量，用Xc 表示。
此点称临界点。
干燥速率是指单位时间内从被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量，用微分式表示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m 2 s ；A ：被干燥物料的汽化面积, m 2； d ：干燥进行时间, s ；dW ：在dτ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
实验可按下式作近似计算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时间, s ；dW ：在τ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。
从（2）式可以看出，干燥速率N A 为Δ区间内的平均干燥速率，故其所对应的物料含水量X 为某一干燥速率下的物料平均含水量X 平。
（3）式中：X 平：某一干燥速率下，湿物料的平均含水量，kg 水/kg 绝干物料； G i , G i+1：分别为Δτ时间间隔内开始和终了时湿物料的量, kg ； G C ：湿物料中绝干物料的量, kg 。
由X 平~τ、N A ~X 平作图可分别得到干燥曲线和干燥速率曲线。
三、实验装置流程及主要设备1. 实验装置流程干燥实验装置流程示意图如图所示。
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。
实验七 干燥速率曲线测定
实验七 干燥速率曲线测定实验学时： 4 实验类型：验证实验要求：必修 一、实验目的通过本实验的学习，使学生了解干燥器的结构，掌握恒定干燥条件的控制方法及干燥速率曲线的测定。
二、实验内容1、测定物料在恒定干燥条件下的干燥曲线并将其转换成干燥速率曲线，同时确定物料的临界含水量和平衡水分。
2、分别选择两个风速和两个气流温度完成第一项任务，了解风速和气流温度对干燥过程的影响。
三、实验原理、方法和手段将湿物料置于温度、湿度、流量不变的空气流中，称取相应的时间间隔内湿物料的质量，从而计算物料的湿含量X （干基）和干燥累计时间，即可标绘恒定干燥过程的干燥曲线。
干燥速率可由下式计算c G XU A θ=（7-1）从而可标绘干燥速率曲线。
四、实验组织运行要求集中授课形式五、实验条件实验装置图示说明：1、台秤 2、湿物料吊筐 3、湿球温度计 4、干球温度计 5、电加热器 6、倾斜压差计 7、喷嘴流量计 8、废气阀9、空气阀 10、蝶阀 11、风机喷嘴流量计： 孔口直径 68.46mm ， 孔流系数 0.6655 粘度校正系数 1.014，管道粗糙度校正系数 1.009六、实验步骤1、检查实验装置，调整好台秤，称量吊筐质量；将气阀调整到适度位置。
记录压差计零位读数。
2、启动风机，调节蝶阀10、控制一定的空气流量。
开启电加热器，将气流温度升至预定温度，并由恒温控制装置控制温度。
3、将湿物料试样装入干燥室吊筐内，从一初始质量开始计量，启动秒表，在相应时间间隔内记录数据，直至物料质量接近恒重为止（取13—14组数据）。
4、关闭电加热器，停风机。
取出物料，测量试样规格。
七、思考题1、实验中测量湿球温度有何意义？往湿球纱布上加水为何不能过多？2、在干燥室吊筐内放置湿物料后，是否需要立即称量和启动秒表计时，为什么？3、为使实验干燥过程在恒定干燥条件下进行，操作中需要控制好哪几个的地方？4、试分析本实验可能造成误差的主要原因。
5、说明装置上的三个阀门各有什么用处，它们的启闭程度对实验有何影响？八、实验报告实验报告应体现预习、实验记录和实验报告1．实验预习在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
干燥操作和干燥速率曲线的测定
1. 掌握测定物料干燥速率曲线的方法，并了解其实际 2. 熟悉实验室干燥设备的流程、工作原理及操作方法。 3. 4．了解和观察流化床的基本结构和流化状态
二、实验原理
干燥是化工生产中一种重要的单元操作，它是利用热
量将产品中的湿分（通常情况下指水分，以下如无特 别说明，均指水分）去掉的一种方法。
五、实验数据处理
时间 min 称量瓶 湿样总 干样总 样品湿 样品干 水重 空重（g）重（g） 量（g） 重（g） 重（g） （g） Xt(%)
六、思考题
1. 在70～80℃的空气流中经过相当长的时间的干燥，
可否得到绝对干料？ 2. 测定干燥速率曲线有何意义？ 3. 某些物料在热空气流中干燥，希望热气流的相对湿 度要小，而有一些物料则要在相对湿度较大的热气流 中干燥，这是为什么？ 4. 为什么在实验操作时要先开鼓风机送气，而后再 通电加热？
物料的湿含量即含水量，一般用相对物料总量的水分
含量来表示。常用的有以湿物料为基准的水分含量和 以干物料为基准的水分含量，即湿基含水量和干基含 水量，分别用符号w和X来表示。 湿基含水量w = （湿物料中水分的质量÷湿物料的总 质量）×100％ 干基含水量X ＝（湿物料中水分的质量÷湿物料中绝 干料的质量）×100％
在实际生产中要确定湿物料的干燥条件，例如已知干
燥要求，当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间； 或干燥时间一定时，确定干燥所需的面积，就必须掌
干燥过程不仅涉及气-固两相间的传热和传质，还涉及
到水分以气态或液态的形式自物料内部向表面传递的 机理。由于含水性质和粒度的差异，不同物料的水分 传递速率差别很大。因此，干燥速率受物料形状、物 料的含水量、含水性质、热介质性质和干燥设备等各 种因素的影响，目前还无法用理论方法来计算（除了 完全不吸水的物质外），而大多数情况下只能用实验 测定的方法。 在实验室测定干燥曲线和干燥速率曲线时，需要在恒 定的干燥条件下进行。因此，若以空气作为加热介质， 其进、出干燥器的状态，如温度、湿度、气速以及空 气的流动方式均应不变，即必须采用大量的空气来干 燥少量的物料。本实验以含水硅胶为被干燥物，测定 单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到被干燥物 料的质量恒定为止
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。
干燥速率曲线的测定
干燥速率曲线的测定一.实验目的1.隼握恒定干燥条件下物料干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
2.了解湿物料的临界含水最XC,恒速阶段传质系数KH、对流传热系数Q的测定方法。
3•熟悉洞道式循环干燥器的基本流程.工作原理和操作方法。
二・实验原理采用具有恒定温度t、湿度H的热空气作为干燥介质与含水湿物料进行接触，物料中的水分向介质中转移，完成干燥。
物料含水的性质决定干燥经力预热以及恒速干燥和降速干燥阶段。
完整的干燥过程中，物料含水率、物料温度以及干燥速率的变化如下图所示:干燥曲线图3-6干燥曲线与干燥揀率曲线图中，〃表示干燥速率，其定义为：(3・27)Ade式中：U—干燥速率.kg/（m2 -s）-V 一物料干甚含水率.膜（水）/kg（绝干物料）A —干燥面枳，山‘0 —时间，sG,—绝十物料质届，kg干燥曲线中a~b段为预热段，出现在干燥开始，持续时间较短，该阶段物料温度迅速升到空气的湿球温度tw：在随后的b~c段中，物料温度维持在tw,在温差t-tw作用卜• 空气将热鼠传递给物料而使物料所含非结合水汽化，水气在物料表面饱和湿度Hw与空气湿度之差Hw -H作用卜•扩散到空气中被带走。
此阶段干燥速率恒定：在物料中的非结合水被祛除之后，干燥进入图中sd所示的降速段，以祛除物料•中的结合水为主，干燥速率受到水分从物料内部扩散到物料表面的扩散速率控制，且随干燥进行不断下降，物料温度亦不断上升。
恒速段与降速段的交界点c所对应的含水星称为临界含水量，以Xc表示。
若干燥持续进行，最终达到物料与空气的平衡，物料含水率为半衡含水率。
物料的种类、含水性质、料层厚度和颗粒大小，热空气温度、湿度、流速，空气与固体物料间的相对运动方式等都是影响干燥速率的因素，采用理论计算确定干燥速率十分困难, 因此干燥速率大多采用实验测定的方法。
三.实验内容1. 测定恒定干燥条件下干燥曲线和干燥速率曲线，湿物料的临界含水量。
2. 测定恒速干燥阶段空气与物料间的对流传热系数。
干燥速率曲线测定实验
w C 1 w
干料为理论值； 干燥终了物料仍带有水分，即临界含水量。
干燥速率即水分汽化速率
dw NA Adt
面积不易确定时
dw N A GC dt
3. 干燥曲线与干燥速率曲线 3.1 实验条件： 物系 空气条件： 温度：由加热量控制 湿度：大气条件，短时间内认为恒定。 操作条件：气速及接触状况 3.2干燥曲线 物料自由含水量与时间关系
预热阶段: 物料温度 < 空气温度 水蒸气分压po>pi 热量 物料 空气 水分 恒速干燥阶段 物料温度 = 空气湿球温度 水蒸气分压po>pi 热量 物料 空气 水分
Hale Waihona Puke 非结合水的性质与液态水完全相同 Q汽化=Q吸收热量
降速干燥阶段 物料温度 < 空气温度 水蒸气分压po>pi 热量 物料 空气 水分
干燥时间；或干燥时间一定时，确定所 需干燥面积。因此必须掌握物料的干燥 特性即干燥速度曲线 。 物料的含水量，一般多用相对于物料总 量的水分含量，即以湿物料为基准的水 分含量，用符号w来表示，但因干燥时物 料总量在变化，所以采用以干料量为基 准的含水率C表示较为方便。
w: kg水/kg 湿物料=kg水/kg （干料+水） C： kg水/kg 干物料=kg水/kg （湿料-水）
华东理工大学
East China University of Science And Technology
干燥操作和干燥速度曲线测定
1. 实验目的 1.1掌握测定物料干燥速度曲线的工 程意义； 1.2熟悉实验用干燥设备的流程、工 作原理及实验组织方法； 1.3了解影响干燥速度曲线的因素。
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=0.13×0.17 = 0.0221m2、2# A=0.15×0.20 = 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=0.65，孔板孔径d0=0.040( m)重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度0.1级；干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度0.5级；孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度0.5级；孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度0.5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=0.141*0.082*2=0.023124(m2)（以实验室现场提供为准）。
绝干物料量(g)：1# G C =22.8，2# G C =25.36（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。
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干燥速率曲线测定实验讲义一、实验目的1．掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。
2．学习物料含水量的测定方法。
3．加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。
4．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。
二、实验容1.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。
2.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，干燥过程可分为两个阶段。
第一个阶段为恒速干燥阶段。
在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其部的水分能迅速地达到物料表面。
因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，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（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。
第二个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，干燥速率为水分在物料部的传递速率所控制。
故此阶段亦称为部迁移控制阶段。
随着物料湿含量逐渐减少，物料部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。
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；空气与固体物料间的相对运动方式。
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帆布物料进行干燥，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∆时间间隔干燥气化的水分量，kg 。
2． 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 。
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 tww tw r t t Sd r dQ Sd dW Uc )(''-===αττ （7-3） wtwt t r Uc -⋅=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/（m 2·℃）； Uc —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m 2·s ）； w t —干燥器空气的湿球温度，℃； t —干燥器空气的干球温度，℃； tw r —w t ℃下水的气化热，J/ kg 。
4． 干燥器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： 02732730t tV V t t ++⨯= （7-5）式中：t V —干燥器空气实际流量，m 3/ s ； 0t —流量计处空气的温度，℃；0t V —常压下t 0℃时空气的流量，m 3/ s ； t —干燥器空气的温度，℃。
ρPA C V t ∆⨯⨯⨯=2000 （7-6）2004d A π=（7-7）式中：C 0—流量计流量系数，C 0=0.67A 0—节流孔开孔面积，m 2；d 0—节流孔开孔直径， 第１－４套d 0=0.0500 m ，第５－８套d 0=0.0450 m ； ΔP —节流孔上下游两侧压力差，Pa ； ρ—孔板流量计处0t 时空气的密度，kg/m 3。
四、 实验装置与流程1. 仿真工艺图图1. 洞道干燥实验现场图2. 主体设备表1 干燥设备的结构认识位号 名称 用途 类型 P101 风机 提供空气流量 非变频动力装置 U101 电加热器 给空气加热 电导加热设备 V101 洞道干燥器干燥室通风设备3.测量仪表根据对流程的认识，在下面的表格中填写相关容。
表2 测量仪表认识4.实验说明空气通过阀门V12由风机提供动力，一定流量的空气通过电加热后进入洞道干燥室，干燥里面的湿物料，物料重量的变化通过重量传感器传递到仪表显示。
携带水分的空气由阀门V10排出。
旁路阀V11用来调节进口空气的湿度和流量。
本实验有四种物料可供选择，同一种物料下，改变空气流量和温度可以做不同的并行验证实验，检验空气流量和温度对干燥效果的影响。
五、实验步骤A.实验前的准备工作1．将被干燥的物料试样在水中进行充分浸泡；2．向湿球温度计的蓄水池中加水；3．全开新鲜空气进口阀和废气排出阀，全关废气循环阀；4．将空气流量调节阀全开，以启动时保护电机；5．将空气预热器加热电压调节旋钮拧至全关状态，防止启动时功率过大，烧坏加热器；B.实验操作步骤1．请从四种物料中选择一种需要实验测试的物料。
2．输入实验参数，包括支架重量，浸水后物料重量，浸水前物料重量，空气温度，环境湿度，大气压力，节流孔开孔直径和物料面积。
3．调节送风机吸入口的蝶阀V12到全开的位置，启动风机，4．用废气排出阀V10和废气循环阀V11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。
5．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。
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．改变物料，重新进行上述实验。
9．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。
10．实验完毕，一切复原。
六、注意事项1．重量传感器的量程为（0--200克），精度较高。
2．干燥器必须有空气流过才能开启加热，防止干烧损坏加热器，出现事故。
3．干燥物料要充分浸湿，但不能有水滴自由滴下，否则将影响实验数据的正确性，请注意输入物料初始重量的围。
4．实验开始后不要改变智能仪表的设置。
七、报告容1．根据实验结果绘制出干燥曲线、干燥速率曲线，并得出恒定干燥速率、临界含水量、平衡含水量。
2．计算出恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。
3．试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量的影响。
八、思考题1．空气湿度一定时，相对湿度φ与温度T的关系是：a、T越大，φ越大b、T越大，φ越小c、T与φ无关答案：B2．临界含水量与平衡含水量的关系是：a、临界含水量>平衡含水量b、临界含水量=平衡含水量c、临界含水量<平衡含水量答案：A3．下列关于干燥速率u的说确的是：a、温度越高，u越大b、气速越大，u越大c、干燥面积越大，u越小答案：A、B4．干燥速率是：a、被干燥物料中液体的蒸发量随时间的变化率b、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随时间的变化率c、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随温度的变化率d、当推动力为单位湿度差时, 单位表面积上单位时间液体的蒸发量答案：B5．若干燥室不向外界环境散热时，通过干燥室的空气将经历什么变化过程？a、等温过程b、绝热增湿过程c、近似的等焓过程d、等湿过程答案：B、C6．本实验中如果湿球温度计指示温度升高了，可能的原因有：a、湿球温度计的棉纱球缺水b、湿球温度计的棉纱被水淹没c、入口空气的焓值增大了，而干球温度未变d、入口空气的焓值未变，而干球温度升高了答案：A、B、C7．本实验装置采用部分干燥介质（空气）循环使用的方法是为了：a、在保证一定传质推动力的前提下节约热能b、提高传质推动力c、提高干燥速率答案：A8．本实验中空气加热器出入口相对湿度之比等于什么？a、入口温度：出口温度b、出口温度：入口温度c、入口温度下水的饱和和蒸气压：出口温度下水的饱和蒸气压d、出口温度下水的饱和和蒸气压：入口温度下水的饱和蒸气压答案：C9．物料在一定干燥条件下的临界干基含水率为：a、干燥速率为零时的干基含水率b、干燥速率曲线上由恒速转为降速的那一点上的干基含水率c、干燥速率曲线上由降速转为恒速的那一点上的干基含水率d、恒速干燥线上任一点所对应的干基含水率答案：B10．等式(t-t w)a/r=k (H w-H)在什么条件下成立？a、恒速干燥条件下b、物料表面温度等于空气的湿球温度时c、物料表面温度接近空气的绝热饱和和温度时d、降速干燥条件下e、物料升温阶段答案：A、B、C11．下列条件中哪些有利于干燥过程进行？a、提高空气温度b、降低空气湿度c、提高空气流速d、提高入口空气湿度e、降低入口空气相对湿度答案：A、B、C、E12．若本实验中干燥室不向外界散热，则入口和出口处空气的湿球温度的关系是：a、入口湿球球温度>出口湿球温度b、入口湿球球温度<出口湿球温度c、入口湿球球温度=出口湿球温度答案：C九、参考文献[1] 冷士良. 化工单元过程及操作. ：化学工业，2002[2] 金利等. 化工原理实验. 天津：天津大学，2005[3] 祖荣. 化工原理实验. ：化学工业，2004。