干燥速率曲線(xiàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)講義

PAGE1PAGE1干燥速率曲線(xiàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆崭稍锴€(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)的測(cè)定方法。學(xué)習(xí)物料含水量的測(cè)定方法。加深對(duì)物料臨界含水量Xc的概念及其影響因素的理解。學(xué)習(xí)恒速干燥階段物料與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容每組在某固定的空氣流量和某固定的空氣溫度下測(cè)量一種物料干燥曲線(xiàn)、干燥速率曲線(xiàn)和臨界含水量。測(cè)定恒速干燥階段物料與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)。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(kāi)始?xì)饣?，并向周?chē)橘|(zhì)傳遞。根據(jù)干燥過(guò)程中不同期間的特點(diǎn)，干燥過(guò)程可分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為恒速干燥階段。在過(guò)程開(kāi)始時(shí)，由于整個(gè)物料的濕含量較大，其內(nèi)部的水分能迅速地達(dá)到物料表面。因此，干燥速率為物料表面上水分的氣化速率所控制，故此階段亦稱(chēng)為表面氣化控制階段。在此階段，干燥介質(zhì)傳給物料的熱量全部用于水分的氣化，物料表面的溫度維持恒定（等于熱空氣濕球溫度），物料表面處的水蒸汽分壓也維持恒定，故干燥速率恒定不變。第二個(gè)階段為降速干燥階段，當(dāng)物料被干燥達(dá)到臨界濕含量后，便進(jìn)入降速干燥階段。此時(shí)，物料中所含水分較少，水分自物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f的速率低于物料表面水分的氣化速率，干燥速率為水分在物料內(nèi)部的傳遞速率所控制。故此階段亦稱(chēng)為內(nèi)部遷移控制階段。隨著物料濕含量逐漸減少，物料內(nèi)部水分的遷移速率也逐漸減少，故干燥速率不斷下降。恒速段的干燥速率和臨界含水量的影響因素主要有：固體物料的種類(lèi)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；空氣與固體物料間的相對(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)帆布物料進(jìn)行干燥，測(cè)定干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)，目的是掌握恒速段干燥速率和臨界含水量的測(cè)定方法及其影響因素。干燥速率的測(cè)定（7-1）式中：—干燥速率，kg/（m2·h）；—干燥面積，m2，（實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)提供）；—時(shí)間間隔，h；—時(shí)間間隔內(nèi)干燥氣化的水分量，kg。物料干基含水量（7-2）式中：—物料干基含水量，kg水/kg絕干物料；—固體濕物料的量，kg；—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（7-3）（7-4）式中：—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·℃）；—恒速干燥階段的干燥速率，kg/（m2·s）；—干燥器內(nèi)空氣的濕球溫度，℃；—干燥器內(nèi)空氣的干球溫度，℃；—℃下水的氣化熱，J/kg。干燥器內(nèi)空氣實(shí)際體積流量的計(jì)算由節(jié)流式流量計(jì)的流量公式和理想氣體的狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出：（7-5）式中：—干燥器內(nèi)空氣實(shí)際流量，m3/s；—流量計(jì)處空氣的溫度，℃；—常壓下t0℃時(shí)空氣的流量，m3/s；—干燥器內(nèi)空氣的溫度，℃。在穩(wěn)定的條件下，記錄干燥時(shí)間每隔2分鐘干燥物料減輕的重量。直至干燥物料的重量不再明顯減輕為止。變空氣流量或溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。改變物料，重新進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。關(guān)閉加熱電源，待干球溫度降至常溫后關(guān)閉風(fēng)機(jī)電源和總電源。實(shí)驗(yàn)完畢，一切復(fù)原。注意事項(xiàng)重量傳感器的量程為（0--200克），精度較高。干燥器內(nèi)必須有空氣流過(guò)才能開(kāi)啟加熱，防止干燒損壞加熱器，出現(xiàn)事故。干燥物料要充分浸濕，但不能有水滴自由滴下，否則將影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性，請(qǐng)注意輸入物料初始重量的范圍。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后不要改變智能儀表的設(shè)置。報(bào)告內(nèi)容根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制出干燥曲線(xiàn)、干燥速率曲線(xiàn)，并得出恒定干燥速率、臨界含水量、平衡含水量。計(jì)算出恒速干燥階段物料與空氣之間對(duì)流傳熱系數(shù)。試分析空氣流量或溫度對(duì)恒定干燥速率、臨界含水量的影響。思考題空氣濕度一定時(shí)，相對(duì)濕度φ與溫度T的關(guān)系是：a、T越大，φ越大b、T越大，φ越小c、T與φ無(wú)關(guān)答案：B臨界含水量與平衡含水量的關(guān)系是：a、臨界含水量>平衡含水量b、臨界含水量=平衡含水量c、臨界含水量<平衡含水量答案：A下列關(guān)于干燥速率u的說(shuō)法正確的是：a、溫度越高，u越大b、氣速越大，u越大c、干燥面積越大，u越小答案：A、B干燥速率是：a、被干燥物料中液體的蒸發(fā)量隨時(shí)間的變化率b、被干燥物料單位表面積液體的蒸發(fā)量隨時(shí)間的變化率c、被干燥物料單位表面積液體的蒸發(fā)量隨溫度的變化率d、當(dāng)推動(dòng)力為單位濕度差時(shí),單位表面積上單位時(shí)間內(nèi)液體的蒸發(fā)量答案：B若干燥室不向外界環(huán)境散熱時(shí)，通過(guò)干燥室的空氣將經(jīng)歷什么變化過(guò)程？a、等溫過(guò)程b、絕熱增濕過(guò)程c、近似的等焓過(guò)程d、等濕過(guò)程答案：B、C本實(shí)驗(yàn)中如果濕球溫度計(jì)指示溫度升高了，可能的原因有：a、濕球溫度計(jì)的棉紗球缺水b、濕球溫度計(jì)的棉紗被水淹沒(méi)c、入口空氣的焓值增大了，而干球溫度未變d、入口空氣的焓值未變，而干球溫度升高了答案：A、B、C本實(shí)驗(yàn)裝置采用部分干燥介質(zhì)（空氣）循環(huán)使用的方法是為了：a、在保證一定傳質(zhì)推動(dòng)力的前提下節(jié)約熱能b、提高傳質(zhì)推動(dòng)力c、提高干燥速率答案：A本實(shí)驗(yàn)中空氣加熱器出入口相對(duì)濕度之比等于什么？a、入口溫度：出口溫度b、出口溫度：入口溫度c、入口溫度下水的飽和和蒸氣壓：出口溫度下水的飽和蒸氣壓d、出口溫度下水的飽和和蒸氣壓：入口溫度下水的飽和蒸氣壓答案：C物料在一定干燥條件下的臨界干基含水率為：a、干燥速率為零時(shí)的干基含水率b、干燥速率曲線(xiàn)上由恒速轉(zhuǎn)為降速的那一點(diǎn)上的干基含水率c、干燥速率曲線(xiàn)上由降速轉(zhuǎn)為恒速的那一點(diǎn)上的干基含水率d、恒速干燥線(xiàn)上任一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的干基含水率答案：B等式(t-tw)a/r=k(Hw-H)在什么條件下成立？a、恒速干燥條件下b、物料表面溫度等于空氣的濕球溫度時(shí)c、物料表面溫度接近空氣的絕熱飽和和溫度時(shí)d、降速干燥條件下e、物料升溫階段答案：A、B、C下列條件中哪些有利于干燥過(guò)程進(jìn)行？a、提高空氣溫度b、降低空氣濕度c、提高空氣流速d、提高入口空氣濕度e、降低入口空氣相對(duì)濕度答案：A、B、C、E若本實(shí)驗(yàn)中干燥室不向外界散熱，則入口和出口處空氣的濕球溫度的關(guān)系是：a、入口濕球球溫度>出