化工原理课件干燥实验.

干燥实验

一、实验目的

1.掌握物料干燥速率曲线的测定方法

2.了解操作条件对干燥速率曲线的影响二、实验任务

测定纸板在恒定干燥条件下的干燥曲线和干燥速率曲线确定其平衡含水量X* 及其临界含水量X c 三、实验原理干燥曲线X-T

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。记录物料不同时间下质量,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。再将物料烘干后称重得到绝干物料重,则物料中瞬间含水率为:

c

c G G G X -=

干燥速率曲线为U -X 的关系

干燥速率,单位时间单位面积上汽化水份量。

τ

ττ∆-=

∆∆==+S G G S W Sd dW U i i 1

所测定的U 为物料的含水量有X i 下降至X i+1的干燥速率,为一个平均值。Gc

G G X c

i i -=, 是一个瞬时值,在U -X 图中X 应为平均值

S -被干燥物料的汽化面积τ-干燥时间

△W -一定间隔干燥时间汽化的水份量,本实验中为3g △τ-每汽化△Wg 时水分所需要的干燥时间。 Xi -湿物料在I 时刻的干基含水量,kg 水/kg 绝干料 Gi ,G i

+1――分别为△τ时间间隔内开始和终了时湿物料重量Gc ――绝干物料的质量

四、实验设备流程

空气由风机输送,经孔板流量计,电加热器后进入干燥室,对试样进行干燥,干燥后的废气再经风机循环使用。电加热器由晶体管继电器控制,使空气的温度恒定。

干燥室前方装有干球及湿球温度计,干燥室后也装有干球温度计,用以测量干燥室内空气的热状况。风机出口端的温度计用以测量流经孔板流量计的空气温度,空气流量用蝶阀调节,任何时候该阀都不能全关,否则电加热器会因空气不流动过热而损坏。风机进口端的片式阀用于控制系统所吸入的新鲜空气,而出口端的片式阀门则由空气进口端的片式阀则用于调节系统向外排出的废气量。五、实验步骤:

1.称量支架的重量,向湿球温度计中加水

2.打开面板右侧面上的总电源开关,这时风机启动,仪表自检后显示初始值。

3.打开加热I 、加热II 、加热III ,预热

4.将电子天平复位调零

5.干燥室前干球温度计接近75℃时,断开加热III

电子天平

温度控制显示器

孔板流量计

电加热器电子计时器

6.干燥条件稳定后,电子天平复位调零,放入装好置纸板的支架(注意:放入纸板后不要

在按动电子天平上的复位键

7.将两个计时器复位调零,启动第一个计时器记录干燥时间,同时记录试验的质量(为湿

纸板的重量和支架重量的总和

8.按要求减少的质量(如3克观察电子天平的显示值,达到时按停第一个计时器,同时

开启第二个计时器,记录时间△τ1及试样的质量;将第一个计时器复位调零,按要求减少的质量(如3克观察电子天平的显示值,达到时按停第二个计时器,同时开启第一个计时器,记录时间△τ2及试样的质量;如此反复,直到达到要求为止(即到达降速段后,再取4~6个实验点。

9.断开加热I、加热II,关闭总电源开关。

10.取出纸板,测量规格尺寸。

六、实验记录

试样物料:甘蔗渣化学浆板,试样尺寸:_________________

试样的绝干质量:Gc=____________;开始时湿物料的质量G1=________

流量计示值:_________; 风机出口温度T=______;干燥室前温度

t1=___________;

湿球温度t w=__________________;干燥室后温度t2=______________

七、实验结果与讨论

空气物理性质的确定:

流量计处空气温度t o=48.8(℃,查表得空气密度ρ=1.11(Kg/m3

湿球温度t w=40(℃,t w℃下水的气化热(kJ/ kg γtw=2600。

计算示例:

以第一组数据为例

1、计算干基含水量X=(总重量G T-框架重量G D-绝干物料量G C/绝干物料量

G C

2、计算平均含水量X A V=两次记录之间的平均含水量

3、计算干燥速率U=-(绝干物料量GC/干燥面积S*(△X/△T

4、绘制干燥曲线(X—T曲线和干燥速率曲线(U—X AV曲线

干燥速率曲线U—Xav 3.5 3.0 U*10 (Kg/s.m 2 2.5 2.0 U—Xav 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 -4 Xav(Kg/Kg 得出：平衡含水量、临界含水量八、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？ 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？ 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？ 4、分析空气的温度、流速和物料不同时，干燥速率曲线如何变化？（提示：分段考虑） 5、常用工业干燥器有哪几种？本实验所用哪种类型的干燥器？ 6