化工原理实验一干燥实验

实验八干燥实验

一、实验目的

1.了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。

2.掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。

1

-ω

式中： X—干基含水量 kg水/kg绝干料；

ω—湿基含水量 kg水/kg湿物料。

物料的绝干质量G C是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。干燥曲线即物料的干基含水量X与干燥时间τ的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较

。

方法及其影响因素。

1．干燥速率U

根据干燥速率的定义：

U=ττ∆∆≈'s w sd w d （8—2）

式中 U —干燥速率 kg 水/(m 2·h)；

S —干燥面积 m 2；

水/m 2·

s)

A

∆τ—时间间隔 s；

∆w`—∆τ时间间隔内汽化水分的质量 kg。2．物料的干基含水量X

X=G Gc

Gc

'-

（8—3）

式中 X—物料的干基含水量 kg水/kg绝干料；

G C—绝干物料的质量 kg；

’

H H H

S tw

,,

-

式中：U C—临界干燥速率，亦为恒速阶段干燥速率，kg/ (m2·s)。

4．恒速阶段物料表面与空气之间的对流传热系数α

恒速阶段由传热速率与传质速率之间的关系得：

α=Uc r

t t

tw

w

⋅

-

（8—8）

式中：r tw—t w下水的汽化潜热，kJ/kg。

用式（8—8）求出的α为实验测量值，α的计算值可用对流传热系数关联式估算：α=0.0143（L）0.8（8—9）

式中：L—空气的质量流速，kg/m2·s。

应用条件：物料静止，空气流动方向平行于物料的表面。L的范围为0.7~8.5kg/m2·s，空气温度为45℃～150℃。

质量流速L可通过孔板与单管压差计来测量，空气的体积流量V S由下式计算：

g A—干燥室流通截面积，m2。

当A=0.15×0.2=0.03m2，C0=0.6805时，L=6.91R

T

；当A=0.15×0.2=0.03m2，

C’0=0.6655时，L’=6.67R

T

。

四、实验装置与流程1．实验流程

本实验采用洞道式循环干燥器，流程示意图如图8—3所示。空气由风机输送，经孔板流量计、电加热室流入干燥室，然后返回风机循环使用。由风机的电机与管路进口管的

缝隙补充一部分新鲜空气，由风机出口管上的放气阀3放空一部分循环空气以保持系统湿度恒定。电加热室由铜电阻及智能程序控温仪来控制温度，使进入干燥室的空气的温度恒定。干燥室前方装有干、湿球温度计，风机出口及干燥室后也装有温度计，用以确定干燥室内的空气状态。空气流速由蝶阀来调节。注意任何时候该阀都不能全关，避免空气不流通而烧坏电加热器。

2．主要设备尺寸

该装置共四套：

(1)孔板 1#~3#：管内径D=106mm，孔径d0=68.46mm，孔流系数C0=0.6805；

六、实验报告

1.根据实验数据整理、绘制干燥速率曲线(U—X)；

2.确定物料的临界含水量X C及平衡含水量X★；

3.计算恒速阶段的传质系数K H、热空气与物料间的对流传热系数α；

4.讨论实验结果。

七、思考题

1.为什么在操作中要先开鼓风机送气，而后通电加热？

2.如果气流温度不同时，干燥速率曲线有何变化？

3.试分析在实验装置中，将废气全部循环可能出现的后果？

4.某些物料在热气流中干燥，希望热气流相对湿度要小；某些要在相对湿度较大的热气

流中干燥，为什么？

5.物料厚度不同时，干燥速率曲线又如何变化？

6.湿物料在70℃～80℃的空气流中经过相当长时间的干燥，能否得到绝干物料？