洞道干燥实验

一、     实验目的

1. 熟悉道式干燥装置的基本结构、工艺流程、工作原理和操作方法。

2. 了解湿物料临界含水量Xc及干燥速率的影响因素，掌握不同干燥阶段的强化干燥途径。

3．在恒定干燥操作条件下，测定湿物料干燥曲线、干燥速率曲线及临界含水量Xc。

4.计算恒速干燥阶段湿物料与热空气之间对流传热系数a及传热系数KH.

二、实验原理

干燥过程是采用加热的方式将热量传递给湿物料，使湿物料中的水分气化并除去的操作。随着干燥的进行同时发生传热和传质，其机理比较复杂，因此干燥速率仍采用实验方法测定。

    干燥实验是在恒定干燥条件下进行的。所谓恒定干燥条件即：保持干燥介质——空气的温度、湿度、流速及物料与干燥介质的接触方式等均维持不变测得干燥曲线和干燥速率曲线。

将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分^*。再将物料烘干后称重得到绝干物料重，则物料中瞬间含水率为

                               

计算出每一时刻的瞬间含水率，然后将对干燥时间作图，上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同下的斜率，再由式（10－1）计算得到干燥速率,

将对对作图，就是干燥速率曲线

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洞道干燥实验(数字型)

一、 实验目的：

1.  了解常压干燥设备的构造，基本流程和操作；

2.  测定物料干燥速率曲线及传质系数；

3.  研究气流速度对干燥速率曲线的影响；（选作）

4.  研究气流温度对干燥速率曲线的影响。（选作）

二、 实验原理及说明：

1、干燥曲线

干燥曲线即物料的干基含水量x与干燥时间θ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的变化关系：

x=F(θ)                                   （1）

典型的干燥曲线如图3-11所示。

实验过程中，在衡定的干燥条件下，测定物料总质量随时间的变化，直到物料的质量恒定为止。此时物料与空气间达到平衡状态，物料中所含水分即为该空气条件下的平衡水分。然后将物料的绝干质量，则物料的瞬间干基含水量为：

（Kg水/kg绝干物料）                （2）

式中：W——物料的瞬间质量（kg）

W_C——物料的绝干质量（kg）

将X对θ进行标绘，就得到如下图所示的干燥曲线。

图1、 干燥曲线和干燥速率曲线

干燥曲线的形状由物料性质和干燥条件决定。

2、干燥速率曲线

干燥速率曲线是指在单位时间内，单位干燥面积上气化的水分质量。

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洞道干燥附件

    1. 调试实验的数据见表2， 表中符号的意义如下:

    S─干燥面积， [m²]

    G_C─绝干物料量， [g]

    R─空气流量计的读数， [kPa]

    T_o─干燥器进口空气温度， [℃]

    t─试样放置处的干球温度， [℃]

    t_w─试样放置处的湿球温度， [℃]

    G_D─试样支撑架的重量， [g]

    G_T─被干燥物料和支撑架的"总重量"， [g]

    G─被干燥物料的重量， [g]

    T─累计的干燥时间， [S]

    X─物料的干基含水量， [kg水／kg绝干物料]

    X_AV─两次记录之间的被干燥物料的平均含水量， [kg水／kg绝干物料]

    U─干燥速率， [kg水／(s·m²)]

    2. 数据的计算举例

    以表2所示的实验的第i和i＋1组数据为例

  (1) 公式:  被干燥物料的重量 G:

 ，[g]                                              (1)

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流化床干燥与洞道干燥特性曲线测定实验

华南农业大学理学院  09材料化学1 林裕欣   200930750117

1.实验目的

1.1 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。

1.2 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。

1.3 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平

衡含水量的实验分析方法。

1.4 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。

2.基本原理

在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。

按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。

2.1干燥速率的定义

干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即

式中，U－干燥速率，又称干燥通量，kg/（m²s）；

A－干燥表面积，m²；

W－汽化的湿分量，kg；

τ －干燥时间，s；

Gc－绝干物料的质量，kg；

X－物料湿含量，kg湿分/kg干物料，负号表示X随干燥时间的增加而减少。

2.2干燥速率的测定方法

将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X^*。则物料中瞬间含水率X为

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干燥特性曲线测定实验计算示例

1.干燥实验条件：干燥室温度（干球温度）t=70℃；

2. 干燥参数：干燥面积为：、绝干物料：、

初始湿物料重量：左右

最终湿物料重量：左右

（一）实验数据:

（二）根据干燥速率公式：，和物料含水量公式，

得到干燥速率和物料含水率的一系列数据如下表：

（三）实验曲线：

（1）作物料湿含量和干燥时间曲线得到干燥曲线，结果如图1-1：

图1-1 干燥曲线图

（2）作物料湿含量和干燥速率的关系曲线得到干燥速率曲线，如图1-2

图1-2 干燥速率曲线图

最后根据干燥速率曲线可以得到临界含水率Xc= 2.06526(kg/kg)

（四）计算示例：

 

 

（五）思考题1、2、3

图3   干燥装置流程图

1－风机； 2－管道；  3－进风口； 4－加热器； 5－厢式干燥器； 6－气流均布器；  7－称重传感器； 8－湿毛毡； 9－玻璃视镜门； 10，11，12－蝶阀

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2005.04

干燥特性曲线测定实验

一、实验目的

1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。

2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法，掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。

3. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。

二、基本原理

在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。

按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。

1. 干燥速率的定义

干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即

                                          (10－1)

式中，－干燥速率，又称干燥通量，kg/（m²s）；

－干燥表面积，m²；

－汽化的湿分量，kg；

 －干燥时间，s；

        －绝干物料的质量，kg；

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洞道干燥实验装置

说明书

仁爱化工基础实验中心

王立轩

20##．05

一、实验目的：

1.掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。

2.学习物料含水量的测定方法。

3.加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。

4.学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。

5.学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。

   二、实验内容;

1.每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。

2.测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。

三、实验原理:

    当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。

    第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。

    第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。

    恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。

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