干燥速率曲线的测定实验

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1、同济大学干燥速率曲线的测定干燥速率曲线的测定实验何川（1359101）同组人员：杨世琪施明超2016.04.29一、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）了解测定物料干燥曲线的意义。（2）学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和方法。（3）了解影响干燥速率的有关的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作办法。三、实验原理干燥是指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分（水或有机溶剂）汽化单元的单元操作。干燥过程不仅涉及到气、固两性间的传热和

2、传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。物料的含水量采用以干物料为基准的含水量?（kg水分/kg干物料）来表示较为方便。?（kg水分/kg湿物料）和?（kg水分/kg干物料）之间有如下关系??=①1−???=②1+?干燥速率一般用单位时间内单位干燥面积上汽化的水量表示d??A=③?d?式③中?—干燥速率，kg/(m2∙s)；A?—干燥除去的水量，kg；?—平均面积，m2；?—干燥时间，s。干燥速率用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量来表示d??′=④A?d?c式④中?c—干物料质量，k

3、g。因为d?=−?cd?dX因此?′=−⑤Ad?干燥实验的目的是在一定的干燥条件下，加热空气的温度、湿度、以及气速、空气的流1同济大学干燥速率曲线的测定动方式均不变，测定干燥曲线和干燥速率曲线。干燥曲线可以分为两个阶段，即恒速干燥阶段和降速干燥阶段。如图12-1和12-2所示。恒速干燥阶段在该阶段，由于物料中含有一定量的非结合水，这部分水所表现的性质与纯水相同，热空气传入物料的热量只用来蒸发水分，因此，物料的温度基本不变，并近似等于热空气的湿球温度。若干燥条件恒定，则干燥速率亦恒定不变。在干燥刚开始进行时，由于物料

4、的初温不会恰好等于空气的湿球温度，因此，干燥初期会有一为时不长的预热阶段。降速干燥阶段在此干燥阶段中，由于物料中的大量结合水已被汽化，物料表面将逐渐变干，使水分由“表面汽化”逐渐移到物料内部，从而导致汽化面积的减小和传热途径的增长，综合其它因素，使得干燥速率不断下降，物料温度也逐渐上升，最终达到平衡含水率而终止。恒速阶段和降速阶段交点处的含水率称为临界含水率。在实验过程中，只要测得干燥曲线，即物料含水量与时间的关系，即可根据曲线的斜率得到系列不同时间对应的干燥速率（?′），通过作图标绘即可得到干燥速率曲线。A四、实

5、验设计实验方案本实验拟采用流化干燥方法干燥硅胶颗粒物料，硅胶粒度为40-60目。通过测定不同时间硅胶颗粒的含水量变化和物料温度，得到干燥曲线，经数据处理，就能求得干燥速率曲线。检测点及测试方法实验中需测定干燥时间τ和与之对应的物料温度t和含水率?。用计时表测定干燥时间，水银玻璃温度计测定物料的温度。由于在流化状态下测定硅胶颗粒的温度有困难，近似以测定流化床温度来代替。用烘干称重法测定物料的含水率?。其测定方法为：抽取一定量的试样置于试样瓶中，称其重量，记为?1，?=?+?′1012同济大学干燥速率曲线的测定?为瓶重

6、，g；?′为样品（湿物料）重，g。01将试样瓶置于烘箱中，在120℃下烘干20min，再将试样瓶取出称重，并记为?2，?=?+?′202?′为干物料重，g。2则?′=?−?220样品中水分含量Δ?=?1−?2Δ?样品的干基含水率?=?′2控制点及调节方法实验中需控制的操作变量有：空气流量、空气温度。用转子流量计调节空气流量，用电加热器和固态继电器控制仪表自动调节空气温度。实验装置和流程玻璃流化床干燥器，床层内径130mm、空气源（罗茨鼓风机）、转子流量计、空气电加热器、固态继电器控温仪表系统、水银玻璃温度计、电热烘

7、箱、电子天平，精度0.0001g。本实验的装置流程图如下图所示。1-气体温度计；2-加热器；3-空气进口温度计；4-旁路放空阀；5-取样器；6-旋风分离器；7-硅胶颗粒；8-床层温度计；9-风机；10-流量调节阀；11-空气出口温度；12-加水斗五、实验步骤（1）预先调节风量（20~25m3/h），使床层中颗粒层处于良好流化状态。3同济大学干燥速率曲线的测定（2）开启电加热开关预热空气，打开旁路放空阀4。（3）待空气温度升至100℃左右，将旁路放空阀关闭使热空气进入床层。每隔2-6min记录一次床层温度，和取样称量

8、一次，直至床层温度达到61℃结束取样。（4）实验结束时，先关闭电加热开关，待床层冷却后，再关闭空气阀门（转子流量计）。（5）由于干燥后的硅胶极易吸水，在取出样品称重时，须将试样瓶盖严、称重，待所有样品取完后则要打开盖子一起放入微波炉烘干约5min。样品自微波炉中取出时，必须盖严瓶盖，冷至常温后再去称重。六、实验数据处理及结果分析（1）根据实验数据点（?~?和