干燥实验

八干燥实验

姓名：孙学号：0904500

8．1 实验目的

1、了解气流常压干燥设备的流程和工作原理；

2、测定物料的干燥曲线和干燥速率曲线；

。

3、测定传质系数K

H

8.2 实验原理

干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验操作为间歇式，采用大量的热空气干燥少量的湿物料，空气进出干燥器的温度、湿度、流速及物料的接触方式不变。

干燥曲线是指物料的平均干基湿度和温度随干燥时间而变化的关系曲线。干燥速率曲线则是指干燥速率随平均干基湿度而变化的曲线。

平均干基湿度是指1kg绝干物料中含水分的Kg数。绝干物料是把物料放在烘箱内，保持物性不变的条件下干燥至恒重而得。

1、干燥曲线

如图2-2-8-1所示，AB为预热阶段，BC为恒速阶段，CD为降速阶段。

2、干燥速率曲线

图2-2-8-2称干燥速率曲线，它可由图2-2-8-1干燥的数据整理而得。C点对应的湿度叫临界湿度Xo，E点对应的湿度叫平衡湿度X

。

P

图2-2-8-1 干燥曲线

图2-2-8-2 干燥速率曲线

干燥速率曲线的形状随物料内部结构的不同而异。像纸板等多孔吸水性物料，干燥时水分借毛细孔作用由物料内部向表面迁移，干燥过程有恒速和降速两阶段，恒速阶段如图2-2-8-2中BC 直线段，降速阶段曲线常似图中CD 段。对于沙石类无孔固体，干燥时水分是借扩散作用由物料内部向表面迁移，此类物料的干燥常常不存在恒速阶段，作图时可用一水平虚线表示其恒速干燥过程，而它们的降速干燥阶段常似图中DE 段形状。测定不同时间的湿料质量后，可按下列公式计算物料的湿度X 和干燥速率u 。

C W G G W -=[kg] (1) C

G W X =

[kg 水/kg 绝干料] （2）

)(1---=∆i i W W W [kg] （3） 1--=∆i i i τττ [s] （4） τ

∆⋅∆=

A W u 3600 [kg 水/m 2

·h] （5）

式中：Gc ——绝干物料质量[kg]

G w ——干燥过程称得的湿料质量[kg] W ——干燥过程湿料中尚含有的水分量[kg] X ——物料的平均干基湿度[kg 水/kg 绝干料] △W ——汽化水分量[kg] τi ,τ

i-1

——前后二次测定时间[s]

△τ——汽化△W 水分所需要时间[s] A ——干燥面积[m 2]

u ——干燥速率[kg 水/m 2

·h]

式（3）中的负号表示W 值随时间增加而减少。 3、恒速阶段传质系数的求取

在恒速阶段干燥过程的质量传递速率可用下式计算：

)(H H K u W H m -= [kg 水/m 2

·h] （6）

式中：u m ——恒速阶段干燥速率平均值，可由作图求得 K H ——传质系数[kg 水/m 2·h ·△H]

H w ——空气的饱和湿度[kg 水/kg 干空气]，可查图表或用下式计算： 1

.26

10

34.2W

W t H -⨯= （7）

H ——空气的湿度[kg 水/kg 干空气]，可查图表，若当干球温度为70、80、90℃时也可用下列式子计算：

77

.33

1002.4,70W t H C t -⨯==时当 （8） 43

.4901090.2,80W

t H C t -⨯==时当 （9） 98

.410

010

37.3,90W

t H C t -⨯==时当 （10）

式中：t ——空气干球温度[℃] t w ——空气湿球温度[℃]

将以上的查图所得值或计算所得值代入下式便可计算传质系数。

)/(H H u K W m H -= [kg 水/m 2

·h ·△H] （11）

8．3 设备流程简介

实验设备如图2-2-8-3所示，空气由风机1输送，经孔板流量计4计量，电热器6加热后进干燥室10，与湿物料12接触，出干燥室后再入风机循环使用。风机出口的温度计3为计算空气流量时的需要而设，斜压压差计5与孔板4配套构成流量计以测定空气流量，电热器6内有三组电热丝，其中一组通过温控器（未画出）与导电温度计7相连，用温度计7可控制空气温度。干球温度8、湿球温度9和干球温度13用于测量热空气进出干燥室的状态参数。天平11左臂吊着湿物料12，在右臂托盘上加砝码即可称得湿物料的相对重量。蝶阀14为调节空气流量用，但只能半关，以免空气断流后电热器6被烧毁。气阀15和气阀2为微调空气进、出量之用。

8．4 实验步骤

1、熟悉各仪表阀门的使用方法，打开蝶阀4，起动风机和电热器，检查风机和电器仪表是否正常，然后停电停机。

2、将导电温度调至设定值，向湿球温度计9注水，把天平调至平衡，蝶阀开2/3，关闭两气阀。

3、将已知质量的绝干物料加入指定量的水，若是干砂则搅拌均匀，若是纸板则让水扩散均匀，再称湿物料的质量以确定加入水量。

4、把湿物料挂于干燥室内从天平左臂垂下的挂钩上，向右臂托盘上加砝码，称取湿料的相对重量。

5、从右托盘上减去相当于所加入水质量1/10左右的砝码（记下取出砝码质量），此时天平由于物料相对偏重而倾科，起动风机和电热器，同时按下秒表1。

6、待天平恢复平衡即停秒表1，同时按下秒表2，记下秒表1及各仪表读数。再从右盘减去与第一次相同质量的砝码，……，如此重复操作直至物料中95%以上的水分被汽化为止。

7、实验完毕，停电热器和风机，取出干物料称重以核对汽化水分量。