洞道干燥实验(4500字)

发表于:2020.9.24来自:www.fanwen118.com字数:4500 手机看范文

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:

洞道干燥实验

影响干燥速率的因素很多,它与物料性质和干燥介质(空气)的情况有关。在干燥条件下不变的情况下,对同类物料,当厚度和形状一定时,速率Na是物料干基含水量的函数。Na = f(X) (5)

3、传质系数(恒速干燥阶段)

干燥时在恒速干燥阶段,物料表面与空气之间的传热速率和传质速率可分别以下面两式表示:

Ad????t?tw?

Ad??KH?Hw?H?

Q——由空气传给物料的热量(KJ) (6) (7)

α——对流传热系数(Kw/m℃)

t、tw——空气的干、湿球温度(℃)

KH——以湿度差为推动力的传质系数(kg/m2s△H)

Hw、H——与t、tw相对应的空气的湿度(kg/kg干空气)

当物料一定,干燥条件恒定时,α,KH的值也保持恒定。在恒速干燥阶段物料表面保持足够润湿,干燥速率由表面水分汽化速率所控制。若忽略以辐射及传导方式传递给物料的热量,则物料表面水分汽化所需要的潜热全部由空气以对流的方式供给,此时物料表面温度即空气的湿球温度tw,水分汽化所需热量等于空气传入的热量,即: 2

rw?dw?dQ rw—tw时水的 汽化潜热(KJ/Kg) (8) 因此有:rw?dwdQ ?A?d?A?d?

(9) 即: rwKh?Hw?H????t?tw?

KH??

rw?t?tw (10) Hw?H

对于水—空气干燥传质系统,当被测气流的温度不太高,流速>5m/s时,上式(10)又可简化为:

KH??

1.09 (11)

KH的计算:

(1)查H、Hw :

由干湿球温度t、tw,根据湿焓图或计算出相应的H,Hw;

(2)计算流量计处的空气性质:

因为从流量计到干燥室虽然空气的温度、相对湿度发生变化,但其湿度未变。因此,我们可以利用干燥室处的H来计算流量计处的物性。已知测得孔板流量计前气温是tL,则:

流量计处湿空气的比体积:vH=(2.83×10-3+4.56×10-3H)(t+273) [kg水/m3干气] 流量计处湿空气的密度是:ρ=(1+H)/vH [kg/m3湿气]

(3)计算流量计处的质量流量m[kg/s]:

测得孔板流量计的压差计读数为ΔP [Pa]:

1

洞道干燥实验

本装置由离心式风机送风,先经过一圆管经孔板流量计测风量,经电加热室加热后,进入方形风道,流入干燥室,再经方变圆管流入蝶阀可手动调节流量(本实验装置可由调节风机的频率来调节风量,实验时蝶阀处于全开状态),流入风机进口,形成循环风洞干燥。

为防止循环风的湿度增加,保证恒定的干燥条件,在风机进出口分别装有两个阀门,风机出口不断排放出废气,风气进口不断流入新鲜气,以保证循环风湿度不变。

为保证进入干燥室的风温恒定,保证恒定的干燥条件,电加热的二组电热丝采用自动控温,具体温度可人为设定。

本实验有三个计算温度,一是进干燥室的干球温度(为设定的仪表读数),二是进干燥室的湿球温度,三是流入流量计处用于计算风量的温度,其位置如图所示。

本装置管道系统均由不锈钢板加工,电加热和风道采用保温。

有关参数:

中压风机:全风压2KPa, 风量22m3/min ,750w

圆管内径:73.6 mm

方管尺寸:150×200 mm (宽×高)

孔板流量计:全不锈钢,环隙取压,孔径57.01mm,m=0.6 C0=0.74

电加热:二组2×1.5 Kw,自动控温

压差传感器:无锡梅园WMF—2000,0~1200 Pa

压差显示仪表:宇电501

热电阻传感器:Pt100

温度数显仪表:宇电501

温度控制器:宇电518

称重传感器:北京正开MCL—L ,0—1000g

称重显示仪表:北京正开MCK—ZS

干燥湿物料:羊毛毡,尺寸为130×80×10(长×宽×厚),绝干重21克 本实验消耗和自备设施:

电负荷:3+0.75Kw

四、实验步骤:

1、 将待干燥试样浸水,使试样含有适量水分约70克左右(不能滴水),以备干燥实验用。

2、 检查风机进出口放空阀应处于开启状态;往湿球温度计小杯中加水;

3、 检查电源相电指示灯是否全亮(若不全亮首先检查指示灯是否损坏,若没有损坏,确认

若是缺相,切记不要进行以下操作,而应检查)。开启仪表上电开关。启动风机开关,并调节阀门达到预定的风速值,一般风速调节到600~900Pa;

4、 风速调好后,通过温控器仪表手动调节干燥介质的控制温度(一般在80—95℃之间)。

开启加热开关,温控器开始自动控制电热丝的电流进行自动控温,逐渐达到设定温度。

5、 放置物料前调节称重显示仪表显示回零。

6、 状态稳定后(干、湿球温度不再变化),将试样放入干燥室架子上,等约2分种,开始

读取物料重量(最好从整克数据开始记录),记录下试样质量每减少3克时所需时间,直至时间间隔超过6分钟左右时停止记录;

7、 取出被干燥的试样,先关闭加热开关。当干球温度降到60℃以下时,关闭风机的开关,

关闭仪表上电开关,最后关闭总电源开关。

3

友情提示

1、干球温度一般控制在80—95℃之间。

2、放物料时,手要用水淋湿以免烫手;放好物料时检查物料是否与风向平行。

注意事项

1、在总电源接通前,应检查相电是否正常,严禁缺相操作。

2、不要将湿球温度计内的湿棉纱弄脱落,调试好湿球温度后,最好不要让学生乱动。

3、所有仪表按键最好由老师提前设定或调节好,学生不要乱动。

4、开加热电压前必须开启风机,并且必须调节有一定风量,关闭风机前必须先关闭电加热,且在温度降低到60℃以下时再停风机。本装置在设计时,加热开关在风机通电开关下游,只有开启风机开关才能开电加热,若关闭风机,则电加热也会关闭。虽然有这样的保护设计,但是我们还是希望用户在操作时按照说明书进行。

称重传感器可选用以下两种仪表测定:

1、808称重仪表调零方法

本称重系统出厂时已进行过调零,如物料杆和物料夹子的重量为120克,这部分重量并不是干燥物料的重量而对计算会造成不便,仪表应该显示实际物料重。仪表零点设置内让其向下设置为120克,即-120克,这样仪表显示为零。

但由于工作环境和仪表本身的零点漂移,会造成零点漂移。当系统加热到设定温度后,在放物料之前称重仪表显示超过±5.0克时,应对称重仪表进行调零,先记下仪表显示值如

6.2克。 按下键约两秒钟进入系统设置一级菜单,每按一次键选定一项参数。当切

键换到LOC项参数,在下窗口输入808,按确认进入系统设置二级菜单,按

切换到Scb参数项,把下显示窗参数原来的-120克调整为-126.2克,停止仪表操作,几秒种

洞道干燥实验

后显示会回到测量主界面,仪表显示为0,仪表调零结束。

洞道干燥实验

、键用于加减数据。 键用于改变数据位置,

2、北京正开称重传感器(MCL—L ,0—1000g)调零方法

由于工作环境和仪表本身的零点漂移,会造成零点漂移。当系统加热到设定温度后,在放物料之前(包含物料夹子),按下仪表O键,此时显示为0。然后取下夹子,夹住物料后放入,此时显示的即为物料重量。

4

五、调试记录与计算示例

本实验在厂内经过调试数据见附页,现以第1组数据为计算示例:

1、干燥速率曲线

干基湿含量:X?W?WC69?21??2.286WC21[g/g]

[g/(m2?S)] 干燥速率:Na??w3??0.7164A??0.0250?167.5

式中:物料表面积A=2(0.13*0.08+0.08*0.01+0.13*0.01)=0.0250 m2

2、KH的计算:

(1)计算H、Hw :

查得湿球温度tw下:饱和蒸汽压Ps= 7113 [Pa] 汽化潜热rw=2402 [KJ/Kg]

Ps7113HW?0.622?0.622?0.04696 101325?Ps101325?7113

H?HW?(t?tW)1.091.09?0.04696?(98.8?39.4)?0.02000 rW2402

(2)计算流量计处的空气性质:

流量计处湿空气的比体积:

vH?(2.83?10?3?4.56?10?3H)(t?273)?(2.83?10?3?4.56?10?3?0.02)(83.4?273)

?1.041[m3/Kg干气]

流量计处湿空气的密度是:ρ=(1+H)/vH =(1+0.02)/1.041=0.980 [kg/m3湿气]

(3)计算流量计处的质量流量m[kg/s]:

流量计的孔流速度:

q?C0?A0?2??P

?

?d02?0.74?0.2?1000?0.085280.980[m3/S] 23.14?0.05701??0.002551[m2] 式中:A0?44C0?0.74

流量计处的质量流量:m=q×ρ=0.08528×0.980=0.08357 [kg/s]

(4)干燥室的质量流速G[kg/m2s]:

干燥室的质量流速为:G=m/A=0.08357/0.03=2.786 [kg/m2s] A=0.15×0.2=0.03 m2 干燥室的流速为:u=q/A=0.08528/0.03=2.843 [kg/m2s]

(5)传热系数α的计算:

??0.0143G0.8?0.0143?2.7860.8?0.03246 [kw/m2℃]

(6)计算KH:

KH??

1.09?0.03246?0.029781.09

5 [Kg/m2?S]

3、实测恒速干燥阶段的传质系数

从干燥速率曲线图中可得恒速阶段的平均干燥速率:Na=0.72 [g/m2S] 实测传质系数为:KH?

Na0.72/1000

??0.02671

HW?H0.04696?0.0200

[Kg/m2?S]

洞道干燥实验

洞道干燥实验

洞道干燥实验

6




第二篇:常压洞道干燥实验 800字

实验八 常压洞道干燥实验

一. 实验目的

1.学习干燥曲线和干燥速率曲线,加深对干燥操作过程及其机理的理解。

2.学习干、湿球温度湿度计的使用方法。

3.通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念。

4.实验研究恒速干燥速率,临界湿含量,平衡湿含量随其影响因素的变化规律。

二、实验流程

图1 实验装置流程图

1.中压风机;2.孔板流量计;3. 空气进口温度计;4.重量传感器;5.被干燥物料;6.加热器;7.干球温度计;

8.湿球温度计;9.洞道干燥器;10.废气排出阀;11.废气循环阀;12.新鲜空气进气阀;13.干球温度显示控制仪表;

14.湿球温度显示仪表;15.进口温度显示仪表;16.流量压差显示仪表;17.重量显示仪表;18.压力变送器。

常压洞道干燥实验

三. 实验方法及步骤

(一)实验前的准备工作

1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。

2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内,补充适量的水, 使池内水面上升至适当位置。

3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。

4. 调节新空气入口阀到全开的位置。

(二) 装置的实验操作方法

1. 按下电源开关的绿色按键,在按风机开关按钮,开动风机。

2. 调节三个蝶阀到适当的位置,将空气流量调至指定读数。

3. 在温度显示控制仪表上,改变到参数的设定,按下加热开关,让电热器通电。

4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后并且数字显示仪显示的数字不在增长,即可开始实验。此时,读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(GD)。

5. 将被干燥物料试样取出,控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子物料时,最好用力挤

去所含的水分,以免干燥时间过长。将支架从干燥器内取出,再将支架插入试样内直至尽头)。

6. 将支架连同试样放入洞道内,并安插在其支撑杆上。注意不能用力过大。

7. 立即按下秒表开始计时,并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间记录数据一次( 记录总重量和时间 ),直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时,即可结束实验。

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