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洞道干燥曲线测定实验 干燥概述 干燥方法是物料除湿的一种常用方法，即利用热能，使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。该方法耗能较大，工业上往往将机械分离法和干燥法联合起来除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然后再利用干燥方法继续除湿。 分类（按照热能供给湿物料的方式）：1.传导干燥；2.对流干燥；3.辐射干燥；4.介电加热干燥等。 应用：在化工、食品、制药、纺织、采矿、农产品加工等行业，湿固体物料中的湿分去除。 实验目的 1、学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解； 2、学习干、湿球温度计的使用方法，学习被干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方法； 3、通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念； 4、掌握由气体流量计读数求指定界面处气体流速的计算方法。 实验原理（1） 由于干燥过程既涉及传热过程又涉及传质过程，其机理比较复杂。一般干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验采用大量的空气干燥少量的湿物料，因此干燥介质（热空气）进出干燥器的温度、湿度、气速以及与物料的接触方式在整个干燥过程中都保持恒定。在干燥过程中，定时测定物料的质量变化，并记录每一时间间隔内物料的质量变化及物料的表面温度，直至物料的质量恒定为止，此时物料与空气达到平衡状态，物料中所含水分即该条件下的平衡水分。然后再将物料放到电烘箱内烘干到恒重为止，即可测得绝干物料的质量。上述实验数据经整理后可分别绘出物料的干燥曲线和干燥速率曲线。 实验原理（2） 物料干燥过程分三个阶段：第一阶段为物料的预热段，此时空气中的部分热量用于加热物料，物料的含水量及温度均随时间变化不大；第二阶段为恒速段，此阶段内空气传给物料的显热恰好等于水分从物料中汽化所需的潜热，而物料表面的温度等于热空气的湿球温度；第三阶段为降速段，进入该阶段后，物料开始升温，热空气中部分热量用于加热物料，另一部分热量用于汽化水分，直至物料中所含水分降到平衡含水量为止，干燥过程即终止。 1.干燥曲线 以物料含水量与干燥时间、物料表面温度与干燥时间的关系曲线，均称为干燥曲线，如图8-1所示。 2.干燥速率曲线 干燥速率曲线是干燥速率随物料平均干基含水量的变化曲线图。其具体形状与物料性质及干燥条件有关，比较典型的如图8--2所示。恒速干燥阶段的干燥速率大小决定于物料外部的干燥条件，而降速干燥速率的大小主要取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与外部的干燥条件关系不大。 恒速阶段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据，本实验在恒定干燥条件下对浸透水的帆布进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 (1).干燥速率(U) 即水分汽化速率，可用单位时间内从被干燥物料的单位面积上汽化的水分质量表示（kg/m2·s），在较小范围内，可按下式计算： 式中： ---干燥速率（kg/m2.s） ---干燥面积（m2） ---时间间隔（s） ---绝干物料量（kg） ---时间间隔内干燥气化的干基含水量 (2).被干燥物料的重量 式中： ---被干燥物料和支撑架的总质量（kg） ---式样支撑架的质量（kg） (3).物料的干基含水量 与干燥速率相对应的湿物料含水量（物料平均干基含水量） 式中： ---第i次测定的湿物料干基含水量(kg水/kg绝干料)； ---第i+1次测定的湿物料干基含水量(kg水/kg绝干料)。 (4).恒速阶段对流传热系数 与传质系数 在恒速干燥阶段，物料在恒定的干燥条件下进行干燥时，物料表面与空气间的传热过程和传质过程分别用下式表示， 传热过程： 传质过程： 式中： ---空气至物料表面的传热膜系数（KW/m2·K）； H、t---空气的湿度（kg水/kg绝干料）和温度（K）； HW、tw ---湿球温度下空气的饱和湿度（kg水/kg绝干料）和湿物料表面温度（即空气的湿球温度）（K）； KH---以湿度基ΔH为推动力的传质系数（kg/m2·s·ΔH）。 在恒速干燥阶段中，空气传给物料之显热恰等于水分从物料汽化所需的潜热