干燥速率曲线实验分析

《化工原理》实验报告。

实 验 学 专 班 姓 指 导日

工

原 理 实 验 报 告

名 称： 干燥速率曲线的测定实验 院： 化学工程学院 业： 化学工程与工艺 级： 名： 学 号： 教 师： 期：

化

《化工原理》实验报告。

一、实验目的

1、熟悉常压洞道法干燥器的构造和操作；

2、测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变，物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线；

3、定该物料的临界湿含量X0；

4、掌握有关测量和控制仪器的使用方法。

二、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

干燥速率曲线测定实验 【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。 【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。 【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

干燥速率曲线测定实验 【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。 【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。 【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

干燥特性曲线测定实验

一、实验目的

1． 了解洞道式干燥装置的结构及其操作方法；

2． 了解无纸记录仪及重量、温度、流量等传感器的使用方法；

3． 测定物料在恒定干燥条件下的干燥特性，作出干燥特性曲线(X～τ，U～X)，并求出临界含水量Xc、平衡含水量X*及恒速阶段的干燥速度U恒速；

4． 改变气温或气速等操作条件，测定不同空气参数下的干燥特性曲线，求出各自的临界含水量、平衡含水量及恒速阶段的干燥速度。 二、实验装置与流程

实验装置如图1所示，由离心风机、孔板流量计、温度控制单元、干燥室、重量测量单元、空气流量组合调节阀和不锈钢进、出管道等组成。

1－离心风机； 2－孔板流量计； 3－孔板流量计处温度； 4－预热室； 5－干燥室； 6－重量传感器；7－物料干燥盘； 8－干燥室进口干球温度； 9－干燥室进口湿球温度； 10－干燥室出口干球温度； 11－废气排放阀；12－废气循环阀； 13－空气补充阀

图1 干燥特性曲线测定实验装置流程示意图

空气从离心风机1吸入，经孔板流量计2计量、在预热室4处经电加热到设定温度T1

后，进入干燥室，将热能供给干燥物料，完成干燥过程，然后一部分空气通过废气排放阀11直接排放至大气，另一部分空气通过废气循环阀12作循环使用，通过调

结合干燥曲线说明食品的干燥过程（三条曲线分布，不同阶段怎么变化 初期怎么变化及变化的原因是什么，恒速干燥水分极度下降） 干制过程的特性 1）干燥曲线：

食品干制的特性可用干燥曲线反映，干燥曲线可由干燥过程中水分含量、干燥速率和食品温度变化组合在一起综合表达。 （1）水分含量曲线：

表示湿物料中水分含量与干燥时间的关系。 首先湿物料被预热，食品表面受热或水分开始蒸发，但由于温度梯度的存在阻碍了水分的转移，水分含量下降较缓慢，A-B。随着热量的传递，温度梯度减小或消失，食品中水分迅速下降，B-C,除去了绝大部分自由水，达到C点时，食品中主要为多层吸附水，水分下降缓慢C-D，并逐渐达到平衡D-E。 （2）干燥速率曲线：

表示的是水分子从食品表面跑向干燥空气的速度与干燥时间的关系。

食品被加热，水分开始蒸发，干燥速率由小一直到最大A’’-B’’，此时水分从食品表面扩散到空气中的速率等于或小于水分从食品内部向表面转移的速率，造成干燥速率恒定不变B’’-C’’，达到第一水分临界点后，物料表面不再为水分湿润，干燥速率开始减慢，进入降速期C’’-D’’。

当干燥速率下降到“D”点后，物料表面水分已经全部变干，原来在表面进行的水分汽化则全部移入物料内部，汽

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

北 京 化 工 大 学 化 工 原 理 实 验 报 告

实验名称：班 级：姓 名：学 号：序 号： 同 组 人：设备型号：实验日期：

流化干燥实验 化工11

2011011 第 套 2014-5-14

一、实验摘要

本实验通过测定不同空气流量下的床侧压降及干湿物料的质量，从而确定流化床床层压降与气速的关系曲线及流化床的干燥特性曲线。通过实验，了解流化床的使用方法及其工作原理。

关键词：干燥曲线、干燥速率曲线、流化曲线、湿空气分析法、含水率、干燥速率

二、实验目的

1、测定流化床中小麦的流化曲线；

2、测定湿小麦的干燥曲线和干燥速率曲线；

三、实验原理

固体流化是利用介质流体将固体颗粒悬浮起来，从而使固体具有流体的表观特征，同时使固体在传热、传质、混合、反应以及输送等方面有强化作用的操作。干燥是将热量传递给湿物料，汽化并除去其中湿组分的单元操作，本实验将固体流化与对流干燥结合起来，强化

*

了干燥效果，可使小麦含水率Xτ，在相对短的时间内降到平衡值X附近，如图3，干燥过程中是否出现恒速段受物料含水量和空气携带水能力等影响。 不同空气流量下的流化床压降如图1所示：

高锰酸钾的吸收曲线的绘制

一、实验目的

1. 熟悉721型分光光度计的使用方法

2. 熟悉光谱曲线的绘制方法，能从吸收光谱曲线中选择最大吸收波长max。

二、实验原理

1. 选择合适的波长间隔手工绘制KMnO4的吸收曲线并找出最大吸收波长max。

2. 分析KMnO4的吸收曲线所反映的主要信息。

三、仪器设备

721型分光光度计、天平、容量瓶50mL，1000 mL、吸耳球、洗瓶、滴管、擦镜纸、KMnO4

四、相关知识点

1. 分光光度法的原理

2. 移液管的使用方法

3. 吸收定律

4. 比色测定方法

5. 定量分析的原理

6. 最大吸收波长的选择依据五、实验步骤

(一) 标准溶液的制备

准确称取基准物KMnO40.1250g,在小烧杯中溶解后全部转入1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，每ml含KMnO4为

0.1250mg。

(二) 比色测定（用721型分光光度计）

吸收曲线的绘制

- 1 -

精密吸取上述KMnO4标准溶液10、20、30ml于50ml容量瓶中，加蒸馏水至标线，摇匀，以蒸馏水为空白，依次选择440， 460， 480，500，520，525，530，535，540，545，550，560，580，600，620，660，700nm波长为测定点，依法测出

高锰酸钾的吸收曲线的绘制

一、实验目的

1. 熟悉721型分光光度计的使用方法

2. 熟悉光谱曲线的绘制方法，能从吸收光谱曲线中选择最大吸收波长?max。

二、实验原理

1. 选择合适的波长间隔手工绘制KMnO4的吸收曲线并找出最大吸收波长?max。

2. 分析KMnO4的吸收曲线所反映的主要信息。

三、仪器设备

721型分光光度计、天平、容量瓶50mL，1000 mL、吸耳球、洗

瓶、滴管、擦镜纸、KMnO4

四、相关知识点

1. 分光光度法的原理 2. 移液管的使用方法3. 吸收定律 4. 比色测定方法 5. 定量分析的原理6. 最大吸收波长的选择依据

五、实验步骤

(一) 标准溶液的制备

准确称取基准物KMnO40.1250g,在小烧杯中溶解后全部转入1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，每ml含KMnO4为0.1250mg。

(二) 比色测定（用721型分光光度计） 吸收曲线的绘制

- 1 -

精密吸取上述KMnO4标准溶液10、20、30ml于50ml容量瓶中，加蒸馏水至标线，摇匀，以蒸馏水为空白，依次选择440， 460， 480，500，520，525，530，535，540，545，550，560，5

《化工原理实验》（传热、干燥 、蒸发）（总分100分）

一 选择题（每空2分，共30分）

1 对蒸汽-空气体系的传热实验，你认为 A 方案对强化传热在工程中是可行的。

A提高空气的流速 B 提高蒸汽的压强 C 采用过热蒸汽以提高传热温差 D 在蒸汽侧管壁上加装翅片

2在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率____A____；若提高进口空气的湿度则干燥速率_____B_______

A提高 B 降低 C 不变 D 不确定

3换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了 B

A减少流动阻力 B减少冷却剂用量 C提高传热系数

4在换热器上输水器的作用是排放冷凝液，截留蒸汽，当其发生阻塞，会导致 C

A 不凝性气体增多 B被加热流体的流量增大 C 换热器的总传热系数减小 D 冷流体出口温度上升 5 湿空气经预热后，空气的焓增大，而 A

A