1、非經允許，不得外傳。干燥操作與干燥速度曲線的測定實驗實驗指導書撰寫人：姜少華化工原理實驗室五邑大學化學與環境工程系2007-9-5干燥操作與干燥速度曲線的測定實驗一、實驗目的1、 理解測定物料干燥速度曲線的工程意義2、 掌握物料干燥速度曲線的測定方法3、 了解影響干燥速度曲線的因素提示：干燥特性曲線，簡稱干燥曲線若將濕物料量于一定的干燥條件下，例如一定的溫度、濕度和速度的空氣流中，測定被干燥物料的重量和溫度隨時間的變化關系，則得下圖所示曲線，即物料含水量-時間曲線及物料溫度-時間曲線，即干燥曲線。干燥過程分為三個階段：、物料預熱階段；、恒速干燥階段和、降速干燥階段。圖中AB段為物料預熱階段，物

2、料處于預熱階段，空氣中部分熱量用來加熱物料，故物料含水量隨時間變化不大。在隨后的第階段BC，由于物料表面存有自由水分，物料表面溫度等于空氣濕球溫度tw，傳入的熱量只用來蒸發物料表面的水分，物料含水量隨時間成比例減少，干燥速率恒定且較大。到了第階段，物料中含水量減少到某一臨界含水量時，由于物料內部水分的擴散慢于物料表面的蒸發，不足以維持物料表面保持潤濕，則物料表面將形成干區，干燥速率開始降低，含水量越小，速率越慢，干燥曲線CD逐漸達到平衡含水量X*而終止。在降速階段，隨著水分汽化量的減少，傳入的濕熱較汽化帶出的潛熱為多，熱空氣中部分熱量用于加熱物料。物料溫度開始上升，與交點處的含水量稱為物料的臨

3、界含水量Xo，在圖中物料含水量曲線對時間的斜率就是干燥速率u。二、實驗內容1、 測定流化干燥速度曲線2、 了解熱空氣流速對干燥速率的影響，即保持熱空氣的溫度、測定時間不變，改變熱空氣流量，看熱空氣流量與物料含水量的關系3、 了解熱空氣溫度對干燥速率的影響，即保持熱空氣流量、測定時間不變，改變熱空氣溫度，看熱空氣溫度與物料含水量的關系4、 保持熱空氣的溫度、流量不變，改變測定時間，繪制測定時間橫軸與物料含水量縱軸的關系圖三、實驗裝置及流程1、 干燥塔體 165×8 mm 優質高壓玻璃2、 轉子流量計 LZB250-253、 溫度計 0150 ，02504、 實驗用干燥物料：3040 目

4、變色硅膠5、 DC-4 微音氣泵四、影響物料干燥速率的因素除了干燥塔的結構外：1、 物料的性質和形狀2、 物料本身的溫度3、 物料本身的含水量4、 干燥介質熱風的溫度和濕度5、 干燥介質熱風的流向和流速五、操作步驟及注意事項1、 開啟微音氣泵并調節風量至1214M3 保持不變，使流化床處于良好的流化狀態2、 將取樣器拉出，向加水器加適量水視空氣相對濕度而定（300450ml）,加水過程中，調節加水器活塞，勿使水流過大3、 接通加熱器電源，調節加熱器電壓一般110V,使進入干燥器的空氣溫度在98100，并使其恒定4、 在進氣量和進氣溫度恒定的條件下，每隔5分鐘紀錄床層溫度一次；每隔10分鐘紀錄溫

5、度并采集樣品一次。每次采樣約23g/次。采樣時將取樣棒推進隨即拉出即可。采樣后，快速將樣品放入已干燥、已稱重的空玻璃稱量瓶中。5、 保持進氣量不變，調節加熱器電壓,使進入干燥器的空氣溫度在90，并使其恒定6、 調節微音氣泵并調節風量分別至12、13、14M3 ，使流化床處于良好的流化狀態。調節被加熱的空氣溫度在100，在進氣量和進氣溫度恒定的條件下，每隔5分鐘紀錄床層溫度一次；每隔10分鐘紀錄溫度并采集樣品一次。每次采樣約23g/次。采樣時將取樣棒推進隨即拉出即可。7、 將采集的樣品分別稱重，然后揭開蓋子，置于120烘箱內，烘1.52.0小時，蓋好稱量瓶蓋子，拿出，稱重，至恒重為止。8、 實驗

6、進行到物料溫度明顯上升，硅膠變藍為止9、 實驗完成后先斷開加熱電源，待空氣溫度在50以下時，再關微音氣泵實驗現象及實驗數據記錄 班 干燥實驗 原始數據記錄表 氣溫（干球）： ；濕球溫度： 大氣壓： Kpa；塔內壓降： H2O學 號測定時：分熱風溫度熱風流量/ m3·H-1床層溫度空瓶重/ w瓶空瓶w瓶濕物w11st烘干后總重/ w22nd烘干后總重/ w33rd烘干后總重/ w4干物料重/ Gc2、實驗數據處理結果表：學 號符 號稱量瓶重g /W1W1W1+濕物料重 /W2W2烘干后，W1+干物料重W3W3-W1 =GcGcX=(W2-W1)/GcXKg水/（干料·min）

7、X/4、 根據實驗結果，繪制測定時間橫軸與物料含水量縱軸的關系圖直角坐標5、 根據實驗結果，標繪干燥曲線直角坐標和干燥速率曲線圖直角坐標六、實驗數據處理提示測定恒定條件下干燥速度曲線和干燥曲線1、 物料的含水量，一般用相對于物料總重量的水分量，即以濕物料為基準的水分含量，用符號W表示。 但是，干燥過程中物料總重量在變化，所以以干物料為基準的含水率C表示較為方便。 W和C之間的關系如下： 2、 干燥速率是單位時間內，從被干燥物料的單位面積上、所汽化的水分量。可表示為：式中：NA 干燥速率, kg/(m2·s) A 流化干燥時，被干燥物料的表面積，即被干燥物料的汽化表面積，一般很難測定。

8、m2 W 從被干燥物料汽化的水分量，kg 干燥時間，sec以物料的干基含水量kg水/kg干物料為橫軸，干燥速率kg/(m2·h)為縱軸，按實驗數據標繪即得干燥速度曲線。3、 干燥曲線是表示 物料含水量Ckg水/kg干物料及物料表面溫度T 與干燥時間 的關系曲線。即同一張圖上有兩條曲線:一條是以物料含水量C為縱軸，干燥時間為橫軸的關系曲線；另一條是以物料表面溫度T為縱軸，時間為 橫軸的關系曲線。換言之，物料含水量(C)與時間的關系曲線及物料溫度與時間的關系曲線為干燥曲線。物料含水量與時間關系曲線的斜率即為干燥速率。將干燥速率對物料含水量作圖，即為干燥速率曲線。4、 干燥速度曲線 是表示

9、 干燥速率 NAkg水/（m2·h）與物料含水量Ckg水/kg物料的關系曲線。5、 因為被干燥物料的單位面積指被干燥物料的表面積m2，才是流化干燥時被干燥物料的表面積很難測量，所以干燥速率也可用單位重量干物料、在單位時間內所汽化的水分量表示； Kg/（kg·s） 式中：Gc 干物料的質量，kg因為 dW=GC·d所以 NA=因此干燥曲線圖中，含水分率對時間的斜率即是NA。若將NA或者NA為縱軸，對Ckg水/kg干物料為橫軸，標繪成直角坐標圖，即是干燥速度曲線。6、 所謂恒定條件是指空氣的溫度、濕度、流速、與物料的接觸方式等不變。因此隨空氣而定的空氣至物料表面的傳熱膜系數kW/（m2·）和KH ,以