化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验

化工原理实验

实验十 干燥曲线及干燥速率曲线测定实验

一、实验装置

干燥器类型：洞道；

洞道截面积：1# A=0.13×0.17 = 0.0221m、2# A=0.15×0.20 = 0.030m 加热功率：500w—1500w； 空气流量：1-5m/min； 干燥温度：40--120℃ 孔板流量计：孔流系数C0=0.65，孔板孔径d0=0.040( m) 重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度0.1级；

干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度0.5级； 孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度0.5级； 孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度0.5级；

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图10-1 洞道干燥实验流程示意图

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。

二、物料

物料：毛毡；干燥面积：S=0.141*0.082*2=0.023124(m)（以实验室现场提供为准）。 绝干物料量(g)：1# GC=22.8，2# GC=25.36（以实验室现场提供为准）。

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三、操作方法

⒈ 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温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。

⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。

⒊ 用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，开启加热电源。在智能仪表中设定干球温度，仪表自动调节到指定的温度。

干球温度设定方法：

第一套：长按

——增大，设定好数值后，按键确定。 第二套：/减小，设定好后，自动确认。

⒋ 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。

⒌ 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。

⒍ 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上并与气流平行放置。注意：不能用力过大，避免使传感器受损。

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（3分钟）记录一次数据（记录总重量和时间），直至干燥物料的重量不再明显减轻为止（重量变化小于0.1克）。

⒏ 关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。 ⒐ 实验完毕，一切复原。

四、注意事项

⒈ 重量传感器的量程为（0--200克），精度较高。在放置干燥物料时务必要轻拿轻放，以免损坏仪表。

⒉ 干燥器内必须有空气流过才能开启加热，防止干烧损坏加热器，出现事故。 ⒊ 干燥物料要充分浸湿，但不能有水滴自由滴下，否则将影响实验数据的正确性。 ⒋ 实验中不要改变智能仪表的设置。

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五、数据处理实例

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计算实例：

空气物理性质的确定：

流量计处空气温度to=48.8(℃)，查表得空气密度ρ=1.11(Kg/m) 湿球温度tw=40(℃)，tw℃下水的气化热 (kJ/ kg) γtw=2600。 以第一组数据为例

1、计算干基含水量X=（总重量GT-框架重量GD-绝干物料量GC）/绝干物料量GC

=(128.6-72.2-22.8)/22.8=3.123（kg/kg）

2、计算平均含水量 XAV=两次记录之间的平均含水量=(1.4737+1.4167)/2

=1.4452（kg水/kg绝干物料）

3、计算干燥速率U=-（绝干物料量GC/干燥面积S）*（△X/△T）

=-（22.8*0.001/0.023124))*(1.4167-1.4737)/(3*60) =0.0003123 [kg/（s·m2）]

4、绘制干燥曲线（X—T曲线）和干燥速率曲线（U—XAV曲线）

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5、计算恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数α[W/m2℃]

Uc*rtw*1000

t tw

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Uc—恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2 s）=0.0002162

γtw—tw℃下水的气化热，kJ/ kg。查表P351,tc-t=374-40=334℃.查表得,γα=2.162*0.0001*2600*1000/(60-40)=28.11

6、计算干燥器内空气实际体积流量Vt(m3/ s) 。Vt Vt 0

tw=2600

273 t273 60

0.0245*

273 t0273 48.8

其中： =0.254

Vt0—t0℃时空气的流量，m3/ s；Vt C0 A0

2 P

0.65*0.001256*

2*500

=0.0245

t0—流量计处空气的温度，t0=48.8℃；t—干燥器内空气的温度，t =60℃；C0—流量计流量系数，C0=0.6； A0—流量计孔节孔面积，m2。A23.14

0

4

d0

4

*0.042 0.001256 d0—孔板孔径，d0=0.04 m。ΔP—流量计压差，ΔP =500 Pa。 ρ— t0时空气密度kg/m3，ρ=1.11。

7、计算干燥器内空气流速U（m/s）。 U=Vt/A=0.0254/0.0221=1.1477 （m/s）。

其中：A—洞道截面积(m2) A =0.13*0.17=0.0221 (m2)

1.11