洞道干燥实验

洞道干燥实验

一、 实验目的

1、熟悉并掌握洞道干燥仪器的原理及操作步骤。 2、掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 3、学习物料含水量的测定方法。

4、加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。 5、计算恒速阶段的干燥速率以及降速阶段干燥速率线斜率。 6、学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。

二、 实验原理

物料在恒定干燥条件下的干燥过程分为三个阶段：Ⅰ物料预热阶段；Ⅱ恒速干燥阶段；Ⅲ降速阶段图2。图中AB段处于预热阶段，空气中部分热量用来加热物料。在随后的第Ⅱ阶段BC，由于物料表面存在自由水分，物料表面温度等于空气的湿球温度tw，传入的热量只用来蒸发物料表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且较大。到了第Ⅲ阶段，物料中含水量减少到某一临界含水量时，由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持润湿，

则物料表面将形成干区，干燥速率开始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲线CD逐渐达到平衡含水量X而终止。干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、结构以及所含水分的性质的影响。

干燥速率为单位时间内在单位面积上汽化的水分质量，用微分式表示，则为

*

图1 干燥速率曲线

u?dw (kg/m3s) (1) Ad?22

式中：u —— 干燥速率 [kg/ms] A —— 干燥表面 [m] d?—— 相应的干燥时间 [s]

dw—— 汽化的水分量 [kg]

因为 式中：

Gcdw??Gcdx

u? 所以式（1）可改写为

GdxG?xdw??c?c (2) Ad?Ad?A??—— 湿物料中绝干物料的质量 [kg]

x —— 湿物料含水量 [kg水／kg绝干料] 负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。

?Gs(i)?GcGs(i?1)?Gc?Gc?x?Gc????Gs(i)?Gs(i?1) (3)

GGcc??式中：

Gs(i)、

Gs(i?1)—— 分别为??时间间隔内开始和终了时湿物料的质量 [kg]

图2中的横坐标x为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量。

xi?xi?1?Gs(i)?Gs(i?1)?x?????1 (4)

22Gc?? 以u为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量x为横坐标，即可绘出干燥速率曲线（见图2）。

三、 仪器与试剂与实验流程图

实验装置为洞道式循环干燥器（见图2），其 基本参数如下：

洞道尺寸：长1.10米、宽0.125米、高0.180米； 加热功率：500w—1500w；

3

空气流量：1-5m/min； 干燥温度：40--120℃;

天平：量程（0-200g），最小秤量值0.1g； 干、湿球温度计。

实验装置图

四、实验步骤

1、实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并称量绝干物料的质量。

2、将已知绝干质量的物料试样放入水中浸泡，稍候片刻取出，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量。

3、 开启风机，调节风速调节阀至预定风速值。适当打开阀15、16，调好触点温度计至预定温度

（这些一旦调整好后可以固定下来），开加热器。

4、将晶体管继电器开关打开，并打开一组或二组辅助加热器。待温度接近预定温度时应注意观察，视情况增减辅助加热，避免“超温失控”或“欠温失控”，直至确信控制正常后，才让其自动运行。 5、检查称重天平是否灵活，并调平衡。记下支架重量。待空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿试样放到支架上。立刻加砝码使天平接近平衡，但砝码一边稍轻，待水分干燥至天平指针平衡时开动秒表。

6、间隔一定时间后（根据干燥速率快慢，选择0.5min～2min）,称量物料质量，记下干燥时间、干湿球温度计10和11读数、倾斜式压差计读数以及称量天平读数。如此往复进行，直至试样接近平衡水分为止（5min称量天平读数不变）。

7、实验结束，先关电加热器，使系统冷却后再关风机，卸下试样，并收拾整理现场。

五、 实验数据及处理

1、 实验数据记录

表1 干燥速率曲线实验数据记录

测量点 湿球温度计干球温度计干球温度计10B读数,℃ 干球温度计10C读数,℃ 孔板流量计读数 干燥物称量，g 11读数,℃ 10A读数,℃ 时间，s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 72.8 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 81.2 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 75.8 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 58.9 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 13.4 12.9 12.4 11.9 11.4 10.9 10.4 9.9 9.4 8.9 8.4 7.9 7.4 6.9 6.4 5.9 5.4 4.9 4.4 4.1 3.9 3.85 3.85 0 209 329 441 551 656 759 867 973 1077 1194 1308 1418 1541 1703 1891 2068 2284 2546 2849 3070 3327 3666 2、干燥操作实验流程示意图

实验结束处理数据

实验数据记录 调天平 准备开始测量 继电器恒温加热 预热 绝干物料相关数据绝干物料浸泡称重 调整实验参数 开始加热

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