11高分子化工原理实验指导讲义

目 录

实验一 空气-水蒸汽对流给热系数测定 ............................................................. 2 实验二 筛板塔精馏实验 .................................................................................... 11 实验三 实验四 实验五 实验六

填料塔吸收传质系数的测定 .............................................................. 17 萃取塔实验 ............................................................................................ 21 离心泵特性曲线测定 .......................................................................... 28 干燥速率曲线测定实验 ........................................................................ 32

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实验一 空气-水蒸汽对流给热系数测定

一、实验目的

1、 了解间壁式传热元件,掌握给热系数测定的实验方法。 2、 掌握给热系数测定的实验数据处理方法。 3、 观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。 4、 了解热电阻测温的方法。

5、 了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

二、基本原理

在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交 换，称为间壁式换热。如图1所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

? T TW tW t

图1 间壁式传热过程示意图 达到传热稳定时，有

Q?qm1cp1?T1?T2??qm2cp2?t2?t1???1A1?T?TW?M??2A2?tW?t?m （1） ?KA?tm式中：Q － 传热量，J / s；

qm1 － 热流体的质量流率，kg / s； cp1 － 热流体的比热，J / (kg ?℃)；

2

T1 － 热流体的进口温度，℃； T2 － 热流体的出口温度，℃； qm2 － 冷流体的质量流率，kg / s； cp2 － 冷流体的比热，J / (kg ?℃)； t1 － 冷流体的进口温度，℃； t2 － 冷流体的出口温度，℃；

?1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ?℃)；A1 － 热流体侧的对流传热面积，m2；

?T?TW?m－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；

?2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ?℃)；A2 － 冷流体侧的对流传热面积，m2；

?tW?t?m － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；

K － 以传热面积A为基准的总给热系数，W / (m2 ?℃)；?tm－ 冷热流体的对数平均温差，℃；

热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，?T?T?T1?TW1???T2?TW2?W?m? lnT1?TW1T2?TW2式中：TW1 － 热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；

TW2 － 热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。 固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，?t?tW1?t1???tW2?t2?W?t?m?t lnW1?t1tW2?t2式中：tW1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；

tW2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

2）

3）

3

（

（

热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，

?tm??T1?t2???T2?t1?T?t2ln1T2?t1 （4）

当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，

m2cp2?t2?t1?A2?tW?t?M?2? （5）

实验中测定紫铜管的壁温tw1、tw2；冷空气或水的进出口温度t1、t2；实验用紫铜管的长度l、内径d2，A2??d2l；和冷流体的质量流量，即可计算?2。

然而，直接测量固体壁面的温度，尤其管内壁的温度，实验技术难度大，而且所测得的数据准确性差，带来较大的实验误差。因此，通过测量相对较易测定的冷热流体温度来间接推算流体与固体壁面间的对流给热系数就成为人们广泛采用的一种实验研究手段。

由式（1）得，

K?qm2cp2?t2?t1?A?tm （6）

实验测定m2、t1、t2、T1、T2、并查取t平均?式计算得总给热系数K。

下面通过两种方法来求对流给热系数。 1． 近似法求算对流给热系数?2

1?t1?t2?下冷流体对应的cp2、换热面积A，即可由上2以管内壁面积为基准的总给热系数与对流给热系数间的关系为，

bddd11??RS2?2?RS12?2 （7） K?2?dmd1?1d1式中：d1 － 换热管外径，m；

d2 － 换热管内径，m；

dm － 换热管的对数平均直径，m； b － 换热管的壁厚，m；

4

? － 换热管材料的导热系数，W / (m ? ℃)；

RS1－ 换热管外侧的污垢热阻，m2?KW；

RS2－ 换热管内侧的污垢热阻，m2?KW。

用本装置进行实验时，管内冷流体与管壁间的对流给热系数约为几十到几百Wm.K；而管外为蒸汽冷凝，冷凝给热系数?1可达~10Wm.K左右，因此冷凝传热热阻

422d2可忽略，同时蒸汽冷凝?1d1较为清洁，因此换热管外侧的污垢热阻RS1d2也可忽略。实验中的传热元件材料采用紫铜，导热系数d1bd2可忽略。若换热管内侧的污垢热阻?dm为383.8Wm?K，壁厚为2.5mm，因此换热管壁的导热热阻

RS2也忽略不计，则由式（7）得，

?2?K （8）

由此可见，被忽略的传热热阻与冷流体侧对流传热热阻相比越小，此法所得的准确性就越高。

2． 传热准数式求算对流给热系数?2

对于流体在圆形直管内作强制湍流对流传热时，传热准数经验式为，

Nu?0.023Re0.8Prn （9） 式中：Nu－努塞尔数，Nu??d，无因次； ?Re－雷诺数，Re?du?，无因次； ?Pr－普兰特数，Pr?cp??，无因次；

当流体被加热时n＝0.4，流体被冷却时n＝0.3；

? － 流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m2 ?℃)；

5

d － 换热管内径，m；

? － 流体的导热系数，W / (m ? ℃)； u － 流体在管内流动的平均速度，m / s； ? － 流体的密度，kg / m3； ? － 流体的粘度，Pa ? s； cp － 流体的比热，J / (kg ?℃)。

对于空气在管内强制对流被加热时，可将式（9）改写为，

0.80.81????????20.023?4?11??????令， m?0.023?4?0.8??211.8??d2???2Pr20.4??qm2??? （10） ?1.8?d2 （11）

??21?? X??2Pr20.4??qm2??? （12） ?0.8 Y?1?2 （13）

C?RS2?bd2dd?RS12?2 （14） ?dmd1?1d1则式（7）可写为，

Y?mX?C （15）

当测定管内不同流量下的对流给热系数时，由式（14）计算所得的C值为一常数。管内径d2一定时，m也为常数。因此，实验时测定不同流量所对应的t1、t2、T1、T2，由式（4）、（6）、（12）、（13）求取一系列X、Y值，再在X～Y图上作图或将所得的X、Y值回归成一直线，该直线的斜率即为m。任一冷流体流量下的给热系数?2可用下式求得，

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?2Pr20.4?qm2??? ?2????? （16） m?2?3． 冷流体质量流量的测定

用孔板流量计测冷流体的流量，则，

0.8m2??V (17)

式种，V 为冷流体进口处流量计读数，ρ为冷流体进口温度下对应的密度。

4．冷流体物性与温度的关系可从《化工原理》教材附录查取。

三、实验装置与流程

1．实验装置

实验装置如图2所示。

图2 水蒸气～空气换热流程图

来自蒸汽发生器的水蒸气进入玻璃套管换热器环隙，与来自风机的空气在套管换热器内进行热交换，冷凝水经疏水器排入地沟。冷空气经孔板流量计进入套管换热器内管（紫铜管），热交换后排出装置外。

2．设备与仪表规格

（1）紫铜管规格：直径φ21×2.5mm，长度L=1000mm （2）外套不锈钢管规格：直径φ100×5mm，长度L=1000mm （3）压差变送器：BP800 1KPa （4）智能温度、流量显示仪

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（5）压力表规格：0～0.1MPa

四、实验步骤

1、 关闭蒸汽发生器排污阀，打开进水阀，检查水箱是否储满水，如是，打开电源开关。 2、 打开控制台上的总电源开关，蒸汽发生器电源开关，打开仪表开关，使仪表通电预热。 3、 打开控制台上的风机电源开关，让风机工作，同时打开阀4，让套管换热器里充有一定量

的空气。

4、 打开阀1，注意开度适中，开度太大会使换热桶中的蒸汽跑掉，开度太小会使换热玻璃管

里的蒸汽压力增大而导致玻璃管炸裂。

5、 在做实验前，应将蒸汽发生器到实验装置之间管道中的冷凝水排除，否则夹带冷凝水的蒸

汽会损坏压力表及压力变送器。具体排除冷凝水的方法是：关闭蒸汽进口阀门3，打开装置下面的排冷凝水阀门2，让蒸汽压力把管道中的冷凝水带走，当听到蒸汽响时关闭冷凝水排除阀2，可进行实验。

6、 刚开始通入蒸汽时，要仔细调节阀3的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷

态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管因突然受热、受压而爆裂。 7、 当一切准备好后，打开蒸汽进口阀3，蒸汽压力调到0.01Mpa，并保持蒸汽压力不变。 （可

通过调节不凝性气体排除阀以及阀3开度来实现。）

8、 手动调节空气流流量时，可通过调节空气的进口阀4，改变冷流体的流量到一定值，也可

通过仪表台上的变频器手动调节旋钮调节变频器的频率改变流量。在每个流量条件下，均须待热交换过程稳定后方可记录实验数值，一般每个流量下至少应使热交换过程保持15分钟方为稳定；改变不同流量，记录不同流量下的实验数值。自动档时可通过软件设置变频器的频率改变变频器的频率来改变转速。

9、 记录8～10组实验数据，完成实验，关闭蒸汽进口阀3与空气进口阀4，关闭仪表电源、

巡检仪电源及电动调节阀或风机电源。 10、 关闭蒸汽发生器。 注意事项

1、 先打开排冷凝水的阀1，注意只开一定的开度，开的太大会让换热桶里的蒸汽跑掉，开的太

小会使换热玻璃管里的蒸汽压力增大而玻璃管炸裂。

2、 一定要在套管换热器内管输以一定量的空气后，方可开启蒸汽阀门，且必须在排除蒸汽管线

上原先积存的凝结水后，方可把蒸汽通入套管换热器中。

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3、 刚开始通入蒸汽时，要仔细调节阀3的开度，让蒸汽徐徐流入换热器中，逐渐加热，由“冷

态”转变为“热态”，不得少于10分钟，以防止玻璃管因突然受热、受压而爆裂。 4、 操作过程中，蒸汽压力一般控制在0.05MPa（表压）以下，否则可能造成玻璃观察孔爆裂和

填料损坏。

5、 确定各参数时，必须是在稳定传热状态下，随时注意惰性气体的排空和压力表读数的调整。

五、实验数据记录

空气—水蒸汽换热，孔板流量计测流量

l= m， d2= m，t0= ℃，p0= Pa

q ,m3 / s

T1，℃ T2，℃ t1，℃ t2，℃ 六、实验数据处理

依据冷流体进口温度从《化工原理》教材附录中查取其密度，计算qm2，依据冷流体进出口温度平均值查取密度、粘度、比热容、导热系数、普朗特数，计算?tm、K、Re、Nu、?，并把数据处理结果列表。

七、实验报告

1、将两种数据处理方法求出的冷流体给热系数值列表比较，计算各点误差，并分析讨论。 2、冷流体给热系数的准数式：Nu/Pr0.4?ARem，以lnNu/Pr验数据作图拟合曲线方程，确定式中常数A及m。

3、将两种方法处理实验数据的结果标绘在图上，并进行比较。

?0.4?为纵坐标，ln?Re?为横坐标，由实

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八、思考题

1、实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响?

2、在计算空气质量流量时所用到的密度值与求雷诺数时的密度值是否一致？它们分别

表示什么位置的密度，应在什么条件下进行计算。

3、实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷凝水？

如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？

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实验二 筛板塔精馏实验

一、实验目的

1、了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法； 2、学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法； 3、学会精馏塔效率、单板效率的测定方法；

4、了解回流比、进料热状况对精馏塔分离效率的影响； 5、观察精馏塔中各板的温度变化。

二、实验内容

1、测定全回流时精馏塔全塔效率和单板效率； 2、测定部分回流状态下全塔效率。

三、实验原理、方法和手段

1、全塔效率ET

全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即

ET?NT?1 （1） NP式中，NT－完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；

NP－完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置NP＝10。

全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。对于塔内所需理论塔板数NT，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得

图1 塔板气液流向示意 的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R和热状况q等，用图解法求得。

2．单板效率EM 单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化 值与经过一层理论塔板前后的组成变化值之比。

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按气相组成变化表示的单板效率为

EMV?yn?yn?1 （2） *yn?yn?1按液相组成变化表示的单板效率为

EML?xn?1?xn （3） *xn?1?xn式中，yn、yn+1－离开第n、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；

xn-1、xn－离开第n-1、n块塔板的液相组成，摩尔分数； yn*－与xn成平衡的气相组成，摩尔分数； xn*－与yn成平衡的液相组成，摩尔分数。 3． 图解法求理论塔板数NT

图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe－Thiele）法，简称M－T法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y－x图上直观地表示出来。

（1） 全回流操作

在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图2所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。

图2 全回流时理论板数的确定

（2） 部分回流操作

部分回流操作时，如图3，图解法的主要步骤为：

A. 根据物系和操作压力在y－x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线； B. 在x轴上定出x＝xD、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、

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f、b；

C. 在y轴上定出yC＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；

D. 由进料热状况求出q线的斜率q/（q-1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d； E. 连接点d、b作出提馏段操作线；

F. 从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡

线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；

G. 所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就

是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。

图3 部分回流时理论板数的确定

四、实验装置与流程

本实验装置的主体设备是筛板精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、加料泵和一些测量、控制仪表。如图4所示。

本实验料液为乙醇溶液，由进料泵输送进入塔内，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进入盘管式换热器管程，壳层的乙醇蒸汽全部冷凝成液体，再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。

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图4 精馏塔工艺流程简图 A，加热釜；B，筛板精馏塔；C，塔顶冷凝器；D，原料预热器；E，进料泵；F，冷凝水转子流量计；G，塔顶回流液转子流量计；H，塔顶产品转子流量计；I，塔釜出口残液转子流量计；J，原料进料转子流量计；K，冷凝水来源；L，来自原料储罐；M，去釜液储罐；N，去塔顶产品储罐 筛板塔主要结构参数：塔内径D＝68mm，厚度?＝2mm，塔节?76?4，塔板数N＝24块，板间距HT＝100mm。加料位置由下向上起数第3块和第5块。降液管采用弓形，齿形堰，堰长56mm，堰高7.3mm，齿深4.6mm，齿数9个。降液管底隙4.5mm。筛孔直径d0＝1.5mm，正三角形排列，孔间距t＝5mm，开孔数为74个。塔釜为内电加热式，加热功率2.5kW，有效容积为10L。塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。单板取样为自下而上第1块和第24块，斜向上为液相取样口，水平管为气相取样口。

五、实验步骤

本实验的主要操作步骤如下： 1．全回流

（1） 配制浓度20%~30%(酒精的体积百分比)的料液加入釜中，至釜容积的2/3处。

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（2） 检查各阀门位置，启动电加热管电源，使塔釜温度缓慢上升。 （3） 打开冷凝器的冷却水，使其全回流。

（4） 当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，并且可从视镜中观察到塔板上出现正常的鼓泡状态。此时，整个精馏塔已经达到稳定状态。分别取塔顶浓度xD和塔釜浓度xW，并以注射器从两块塔板取样，一并送色谱分析仪分析。 2． 部分回流

（1）在储料罐中配制一定浓度的酒精-水溶液（约20~30%）。

（2）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，调节进料量至适当的流量。 （3）启动回流比控制器电源，调节回流比R(R=1~4) （4）当塔顶、塔内温度读数稳定后即可取样。 3．取样与分析

（1） 进料、塔顶、塔釜从各相应的取样阀放出。

（2） 塔板取样用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出，取1?l左右直接气相色谱进样分析。

六、实验结果处理

1.将塔顶、塔底温度和组成，以及各流量计读数等原始数据列表。

原始数据项目 塔顶温度/℃ 塔底温度/℃ 进料温度/℃ 回流液温度/℃ 塔顶乙醇含量％ 塔底乙醇含量％ 进料乙醇含量％ 第一块塔板乙醇含量％ 第十块塔板乙醇含量％ xn-1 xn xn-1 xn 全回流状态 部分回流状态

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3.实验时，逐渐打开调节阀以增大流量，待各仪表读数显示稳定后，读取相应数据。（离

心泵特性实验部分，主要获取实验参数为：流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机功率N电、泵转速n，及流体温度t。）

4.测取15组左右数据后，可以停泵，同时记录下设备的相关数据（如离心泵型号，

额定流量、扬程和功率等）。

（二）注意事项：

1.一般每次实验前，均需对泵进行灌泵操作，以防止离心泵气缚。同时注意定期对泵

进行保养，防止叶轮被固体颗粒损坏。

2.泵运转过程中，勿触碰泵主轴部分，因其高速转动，可能会缠绕并伤害身体接触部

位。

五、数据处理

（1）记录实验原始数据如下：

实验日期： 实验人员： 学号： 装置号： 离心泵型号： ，额定流量＝ ，额定扬程＝ ，额定功率＝

表1 实验原始数据

流量Q (m3/h) 泵转速n (r/m) 电机功泵进口压泵出口压率N电 力p1 (kPa) 力p2 (kPa) (kW) 温度t (℃ ) 序号 1 ?

（2）根据原理部分的公式，按比例定律校合转速后，计算各流量下的泵扬程、轴功率和效率，如表2：

表2 转速校正后的数据

序号 流量Q’ 扬程H’ (m3/h) (m) 轴功率N’ 泵效率 (kW) η’(%) 1 ? 31

六、实验结果

1．分别绘制一定转速下的H’～Q’、N’～Q’、η’～Q’曲线 2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。

七、思考题

1. 试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？

2. 启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原

因是什么？

3. 为什么用泵的出口阀门调节流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其他方法调

节流量？

4. 泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？为什么？ 5. 正常工作的离心泵，在其进口管路上安装阀门是否合理？为什么？

6. 试分析，用清水泵输送密度为1200Kg/ｍ3的盐水，在相同流量下你认为泵的压力

是否变化？轴功率是否变化？

实验六 干燥速率曲线测定实验

一、实验目的

⒈ 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 ⒉ 学习物料含水量的测定方法。

⒊ 加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。 ⒋ 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 ⒌ 学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。

二、实验内容

⒈ 每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率

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曲线和临界含水量。

⒉ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。

三、实验原理

当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。

第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。

第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 ⒈ 干燥速率的测定

U?dW'?W' （8-1） ?Sd?S??2

2

式中：U—干燥速率，kg /（m·h）； S—干燥面积，m，（实验室现场提供）； ??—时间间隔，h；

?W'—??时间间隔内干燥气化的水分量，kg。 ⒉ 物料干基含水量 X?G'?Gc' （8-2） Gc'式中：X—物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料； G'—固体湿物料的量，kg； Gc'—绝干物料量，kg。

⒊ 恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定 Uc??(t?tw)dQ'dW'?? （8-3） Sd?rtwSd?rtw

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??Uc?rtwt?t （8-4）

w式中：?—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m2

·℃）； Uc—恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2

·s）； tw—干燥器内空气的湿球温度，℃； t—干燥器内空气的干球温度，℃； rtw—tw℃下水的气化热，J/ kg。 ⒋ 干燥器内空气实际体积流量的计算

由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出： Vt?Vt0?273?t273?t （8-5）

0式中：V3

t—干燥器内空气实际流量，m/ s； t0—流量计处空气的温度，℃；

V3

t0—常压下t0℃时空气的流量，m/ s；

t—干燥器内空气的温度，℃。

Vt0?C0?A0?2??P? （8-6）

A?d20?40 （8-7） 式中：C0—流量计流量系数，C0=0.65

A2

0—节流孔开孔面积，m；

d0—节流孔开孔直径， d0=0.0400 m； ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pa； ρ—孔板流量计处t0时空气的密度，kg/m3

。

四、实验装置

干燥器类型：洞道

洞道截面积： 0.13×0.17 = 0.0221m2

加热功率：500w—1500w； 空气流量：1-5m3

/min； 干燥温度：40--120℃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；

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孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度0.5级；

图1 洞道干燥实验流程示意图

五、操作方法

⒈ 将干燥物料（帆布）放入水中浸湿，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。

⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后启动风机。

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。

⒋ 在空气温度、流量稳定的条件下，用重量传感器测定支架的重量并记录下来。 ⒌ 把充分浸湿的干燥物料（帆布）5固定在重量传感器4上并与气流平行放置。 ⒍ 在稳定的条件下，记录干燥时间每隔2分钟干燥物料减轻的重量。直至干燥物料的重量不再明显减轻为止。

⒎ 变空气流量或温度，重复上述实验。

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。

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六、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。

七、实验数据表

表1 干燥实验装置实验原始及整理数据表 空气孔板流量计读数： 流量计处空气温度： 干球温度： 湿球温度： 框架重量： 绝干物料量： 干燥面积S： 洞道截面积： 序号 累计时间 1 （分） 0 总重量 GT（g） 干基含水量 X（kg/kg） 平均含水量 XAV（kg/kg） 干燥速率 U×104 [kg/（s·m2）] 八、计算举例

九、干燥曲线和干燥速率曲线

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六、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。

七、实验数据表

表1 干燥实验装置实验原始及整理数据表 空气孔板流量计读数： 流量计处空气温度： 干球温度： 湿球温度： 框架重量： 绝干物料量： 干燥面积S： 洞道截面积： 序号 累计时间 1 （分） 0 总重量 GT（g） 干基含水量 X（kg/kg） 平均含水量 XAV（kg/kg） 干燥速率 U×104 [kg/（s·m2）] 八、计算举例

九、干燥曲线和干燥速率曲线

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