化工原理干燥实验.pptVIP

一、实验目的 二、基本原理 干燥速率是干燥过程设计的一个重要依据，目前干燥速率的数据多是取自实验测定值。对于一般盘架式干燥器，干燥速率曲线更能直接提供有关干燥所需时间和干燥介质的状态数据。因而，干燥速率曲线的测定是干燥实验的主要内容。 单位时间被干燥物料的单位表面上除去的水分量即干燥速率，即 当湿物料和热空气接触时，被预热升温并开始干燥，在恒定干燥条件下，若水分在表面的汽化速率小于或等于从物料内层向表面层迁移的速率时，物料表面仍被水分完全润湿，干燥速率保持不变，称为等速干燥阶段或表面汽化控制阶段。 当物料的含水量降至临界湿含量以下时，物料表面仅部分润湿，且物料内部水分向表层的迁移速率又低于水分在物料表面的汽化速率时，干燥速率就不断下降，称为降速干燥阶段或内部扩散阶段。 三、实验装置与流程 实验装置如图所示。 对干燥室中的纸板进行干燥。在放铜支架的时候应非常的小心，以防止过重而损坏称重传感器。空气用鼓风机送入电加热器，经加热的空气流入干燥室，加热干燥料盘中的湿物料后，经阀排入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分量通过电子天平显示出来。 四、实验方法 1、实验前先将试样放在电热干燥箱内，用90℃左右温度烘干约2h。冷却后称量，得出试样的绝干质量Gc。 2、将试样加水，稍候片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量。 3、开启仪表电源。 4、开启风机。 5、过一分钟后按启动按钮启动电加热管，进行加热。 6、给湿球温度计加水，实验过程必须保证湿球温度计有水。 7、当温度达到设置温度时，将实验纸板小心放进干燥室中，开始记录实验数据，直到试样接近平衡水分，数据基本不变化为止。 8、停止加热，关闭风机电源，关闭仪表电源。 五、实验结果及数据处理 1、将实验数据整理列表，绘出操作条件下的干燥曲线和干燥速率曲线，查出恒速阶段的干燥速率，分析干燥过程。 2、求取物料的临界湿含量。 3、分析干燥介质的温度、流速对干燥速率的影响。 六、思考题 1、为什么同一湿度的空气，温度较高有利于干燥进行？ 2、有一些物料干燥时要求热气流相对湿度小些，而有一些物料则要求相对湿度大些，为什么？ 3、如何判断实验已经结束？ * * 干燥实验 制作：谢少雄 1.熟悉常压厢式干燥器的构造和操作； 2.测定在恒定操作条件（即热空气温度、湿度、流速不变）下的湿物料干燥曲线、干燥速率曲线； 3.测定该物料的临界湿含量X0； 4.研究气流温度对物料干燥速率曲线的影响。 式中： u-----干燥速率，kg/(m2s) GC——为湿物料中的绝干物料的质量，kg； X—为湿物料的干基含水量，kg水/kg干料； A—为干燥面积，m2； dW—为湿物料被干燥掉的水分，kg； dτ—干燥时间，s。 干燥特性曲线 ◆ 若将湿物料量于干燥条件下，例如一定的温度、湿度和速度的空气流中，测定被干燥物料的重量和温度随时间的变化关系。 干燥过程 分为三个 阶段： Ⅰ、物料预热阶段 Ⅱ、恒速干燥阶段 Ⅲ、降速干燥阶段 Ⅰ、 AB段处于预热阶段，空气中部分热量用来加热物料。故物料含水量随时间变化不大（即 较小）。 Ⅱ、 BC段表面存有自由水分，表面温度等于空气湿球温度T ，传入的热量用来蒸发物料表面水分。物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且较大 。 Ⅲ、 物料中含水量减少到某一临界含水量时，由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持湿润，则物料表面将形成干区。 干燥速率开始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲线CD足见平坦。最后达平衡含水量 而终止。 在降速阶段，随着水分汽化量的减少，传入的显热较汽化带来出的潜热为多。 热空气中部分热量用于加热物料。物料温度开 始上升。Ⅱ与Ⅲ焦点处的含水量称为物料的临 界 含水量X0，物料含水量曲线对时间的斜率就是干燥速率U。 若干燥速率U对物料含水量X进行标绘可得干燥曲线。干燥速率曲线只能同过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质结构以及所含水分性质的影响。 ◆ 图中的横坐标X为 响应于某干燥速率下的物料的平均含水量 : X = =（ ）-1 式中： —某干燥速率下湿物料的平均含水量（㎏）