干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

序號(hào)：35化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：干燥速率曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：化工09－3班姓名：曾學(xué)禮學(xué)號(hào)037同組者姓名：周锃劉翰卿指導(dǎo)教師：張亞靜日期：2011年10月18日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟習(xí)常壓洞道式（廂式）干燥器的構(gòu)造和操作；2.測(cè)定在恒定干燥條件（即熱空氣溫度、濕度、流速不變，物料與氣流的接觸方式不變）下的濕物料干燥曲線和干燥速率曲線；3.測(cè)定該物料的臨界濕含量X0；4.掌握有關(guān)丈量和控制儀器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)濕物料與干燥介質(zhì)相接觸時(shí)，物料表面的水分開始?xì)饣?，并向四周介質(zhì)傳達(dá)。依據(jù)干燥過(guò)程中不一樣時(shí)期的特色，干燥過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，恒速干燥階段和降速干燥階段。恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響要素主要有：固體物料的種類和性質(zhì)；固體物料層的厚度或顆粒大?。豢諝獾臏囟?，濕度和流速；空氣與固體物料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式。恒速段的干燥速率和臨界含水量是干燥過(guò)程研究和干燥器設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)在恒定干燥條件下對(duì)毛氈物料進(jìn)行干燥；測(cè)定干燥曲線和干燥速率曲線，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測(cè)定方法及其影響要素。干燥速率測(cè)定：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τU------干燥速率，kg/（）S------干燥面積，m2△τ------時(shí)間間隔，h△W`------△τ時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水重量，kg物料干基含水量：X=（G`-Gc`）/Gc`X------物料干基含水量，kg水/kg絕干物料G`------固體濕物料的量，kgGc`------絕干物料量，kg恒速干燥階段，物料表面與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定Uc=dW`/Sdτ=dQ`/rtwSdτ=（αt-tw）/rtwα=Ucrtw/（t-tw）α------恒速干燥階段物料表面與空氣之間的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(m2℃.)Uc-------恒速干燥階段的干燥速率，kg/（）tw-------干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃t-------干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，℃rtw------tw℃下水的氣化熱，j/kg干燥器內(nèi)空氣實(shí)質(zhì)體積流量的計(jì)算Vt=Vt0×（273+t）/（273+t0）Vt------干燥器內(nèi)空氣實(shí)質(zhì)流量，m3/s；t0------流量計(jì)處空氣的溫度，℃；Vt0------常壓下t0℃時(shí)空氣的流量，m3/s；t-------干燥器內(nèi)空氣的溫度，℃。Vt0=C0×A0×(2×△p/ρ)A0=πd20/4C0-------流量計(jì)流量系數(shù)，C0=A0-------節(jié)流孔開孔面積，m2；d0-------節(jié)流孔開孔直徑，第1—4套d0=0.0500m，第5-8套d0=0.0450m；ΔP-------節(jié)流孔上下游雙側(cè)壓力差，Pa；ρ------孔板流量計(jì)處t0時(shí)空氣的密度，kg/m3。三、實(shí)驗(yàn)裝置流程表示圖裝置流程空氣用風(fēng)機(jī)送入電加熱器，經(jīng)加熱的空氣流入干燥室，加熱干燥室中的濕毛氈后，經(jīng)排出管道排入大氣中。跟著干燥過(guò)程的進(jìn)行，物料失掉的水分量由稱重傳感器和智能數(shù)顯儀表記錄下來(lái)。裝置圖以以下圖1干燥裝置圖1．風(fēng)機(jī)；2．管道；3．孔板流量計(jì)；4．加熱器；5．廂式干燥器；6．氣流均布器；7．稱重傳感器；8．濕毛氈；9．玻璃視鏡門；10．儀控柜；11．蝶閥主要設(shè)備及儀器1）鼓風(fēng)機(jī)：MY250W,250W2）電加熱器：3）干燥室：180mm×180mm×1250mm4）干燥物料：濕毛氈5）稱重傳感器：YZ108A型，0~300g四、實(shí)驗(yàn)步驟打開儀表控制柜上的儀表電源開關(guān)，開啟儀表。打開儀表控制柜上的風(fēng)機(jī)電源開關(guān)，開啟風(fēng)機(jī)，這時(shí)加熱管停止按鈕燈亮。按下加熱管啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)加熱管電源，剛開始加熱時(shí)，打開加熱管電源開關(guān)，可經(jīng)過(guò)儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及調(diào)理旋鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制干球溫度。其方法是：1）手動(dòng)控制時(shí)，將手動(dòng)切換開關(guān)打到手動(dòng)地點(diǎn)，經(jīng)過(guò)調(diào)理手動(dòng)旋鈕即可對(duì)加熱管電壓實(shí)現(xiàn)控制，從而控制干球溫度；（2）自動(dòng)控制時(shí)，將手自動(dòng)切換開關(guān)打到自動(dòng)地點(diǎn)，這時(shí)可經(jīng)過(guò)儀表對(duì)加熱管的電壓進(jìn)行控制，從而也實(shí)現(xiàn)了對(duì)干球溫度的控制。干燥室溫度要求恒定在70℃。將毛氈加入必定量的水并使其濕潤(rùn)平均，注意水量不可以過(guò)多或過(guò)少。當(dāng)干燥室溫度恒定在70℃時(shí)，將毛氈十分當(dāng)心的懸掛于稱重傳感器下的托盤上。擱置時(shí)要特別當(dāng)心不可以下拉，因?yàn)閭鞲衅魈貏e精良的儀器，其丈量上限為300g。記錄時(shí)間，毛氈和節(jié)余水的重量，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)；每?jī)煞昼娪涗浺淮胃汕驕囟群蜐袂驕囟?。待毛氈恒重時(shí)，即為實(shí)驗(yàn)終了，按下停止按鈕，停止加熱，注意稱重傳感器當(dāng)心取下毛氈。等干球溫度降落到30℃左右時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源，關(guān)閉儀表電源，清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)一定先開風(fēng)機(jī)，后開加熱器，不然加熱管可能會(huì)被燒壞。特別注意傳感器是特別精良的儀器，且其負(fù)荷量?jī)H為300g，防取毛氈是一定十分當(dāng)心，絕對(duì)不可以下拉或用力上提，不然會(huì)完整損壞稱重傳感器以致不可以使用。風(fēng)量不得低于50m3/h，不然會(huì)因?yàn)轱L(fēng)量過(guò)小而以致燒壞加熱管。六、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表6—(1)時(shí)間/min總重/gT(干球溫度)/℃T(濕球溫度)/℃246810121416182022242628303234363840424446485052545658606264七、數(shù)據(jù)辦理1、干球、濕球溫度見(jiàn)原始數(shù)據(jù)表格；2、Gc`=11.9g22△τ=2min托盤質(zhì)量30.6gS=273.78cm=0.027378m3、失水量與時(shí)間關(guān)系表格時(shí)間------τ（min），毛氈、鐵架和節(jié)余水質(zhì)量-----G(g)，毛氈和節(jié)余水質(zhì)量------G`（g），干燥汽化水總量------W（g），△W`為△τ時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水重量，X--物料干基含水量（kg水/kg絕干物料），U------干燥速率（kg/（））.干燥速率dW'W'基含水量G'Gc'USXSdGc'挨次計(jì)算得下表：表7—(1)τ/minG/gG`/gW/gG`-Gc`/gXUkg/△W`252———468101214161820222426283032343638213140421834445464485052254565860062006400004、圖表制作依據(jù)上表以總質(zhì)量X為縱坐標(biāo)，以τ為橫坐標(biāo)，可以作得干燥曲線圖干燥曲線43.53量水2.5含2基系列1干1.5料1物0.50-0.5時(shí)間τ干燥速率曲線32.5

根據(jù)U2上率速1.5系列1燥表干10.5以X000.020.210.511.481.732.792.653.083.243.37物料干基含水量X

為橫坐標(biāo)，以U為縱坐標(biāo)可作得干燥速率曲線，可獲得以下曲線圖讀取物料的臨界濕含量由上圖可知，物料的臨界濕含量X0=八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與談?wù)撚筛稍锴€圖可以看出整體干燥過(guò)程還是比較理想的。再聯(lián)合圖表可看出幾組數(shù)據(jù)仍存在較大的偏差，甚至出現(xiàn)總質(zhì)量上漲狀況。所以經(jīng)分析得可能惹起偏差的原由有：1.系統(tǒng)偏差，此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器精良度不高。2.計(jì)算偏差，在分析時(shí)如對(duì)毛氈的表面積丈量時(shí)，可能會(huì)存在必定的人為讀取誤差，在計(jì)算時(shí)，因?yàn)樾?shù)點(diǎn)的棄取等都對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有必定的影響。3.在從電腦上讀取數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)閿?shù)占有時(shí)會(huì)存在顛簸，以致不可以正確讀取，也給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了必定的影響。同時(shí)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們也需要注意一些問(wèn)題，特別注意傳感器是特別精良的儀器，且其負(fù)荷量?jī)H為300克，放取毛氈時(shí)一定十分當(dāng)心，絕對(duì)不可以下拉或用力上提，不然會(huì)完整損壞稱重傳感器以致不可以再使用。盡管實(shí)驗(yàn)偏差難以防范，但在今后的實(shí)質(zhì)操作過(guò)程中，我們也應(yīng)當(dāng)盡量當(dāng)心認(rèn)真，努力將偏差降到最低。九、思慮題解答毛氈含水是什么性質(zhì)的水分答：毛氈所含水屬于自由水。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干濕球溫度計(jì)能否變化為何答