洞道干燥实验报告

篇一：干燥特性曲线测定实验报告

流化床干燥与洞道干燥特性曲线测定实验

华南农业大学理学院 09材料化学1 林裕欣200930750117

1.实验目的

1.1 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 1.2 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。

1.3 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平

衡含水量的实验分析方法。

1.4 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 2.基本原理

在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条

件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定。

按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。

2.1 干燥速率的定义

干燥速率的定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。即

式中，U－干燥速率，又称干燥通量，kg/（ms）； A－干燥表面积，m；

W－汽化的湿分量，kg； τ －干燥时间，s；

Gc－绝干物料的质量，kg；

X－物料湿含量，kg湿分/kg干物料，负号表示X随干燥时间的增加而减少。

2.2 干燥速率的测定方法

将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X*。则物料中瞬间含水率X为

2

2

计算出每一时刻的瞬间含水率X，然后将X对干燥时间τ作图，如图10－1，即为干燥曲线。

图10－1恒定干燥条件下的干燥曲线

上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同X下的斜率dX/dτ，再由式（10－1）计算得到干燥速率U，将U对X作图，就是干燥速率曲线，如图10－2所示。

图10－2恒定干燥条件下的干燥速率曲线

2.3 干燥过程分析

预热段见图10－1、10－2中的AB段或A’B段。物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度tW ,干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。预热段经历的时间很短，通常在干燥计算中忽略不计，有些干燥过程甚至没有预热段。本实验中也没有预热段。

恒速干燥阶段见图10－1、10－2中的BC段。该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。但由于这一阶段去除的是物料表面附着的非结合水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定干燥条件下，物料表面始终保持为湿球温度tW，传质推动力保持不变，因而干燥速率也不变。于是，在图10－2中，BC段为水平线。

只要物料表面保持足够湿润，物料的干燥过程中总有恒速阶段。而该段的干燥速率大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段又称为表面汽化控制阶段。

降速干燥阶段随着干燥过程的进行，物料内部水分移动到表面的速度赶不上表面水分的气化速率，物料表面局部出现“干区”，尽管这时物料其余表面的平衡蒸汽压仍与纯水的饱和蒸汽压相同、传质推动力也仍为湿度差，但以物料全部外表面计算的干燥速率因“干区”的出现而降低，此时物料中的的含水率称为临界含水率，用表示，对应图10－2中的C点，称为临界点。过C点以后，干燥速率逐渐降低至D点，C至D阶段称为降速第一阶段。Xc

干燥到点D时，物料全部表面都成为干区，汽化面逐渐向物料内部移动，汽化所需的热量必须通过已被干燥的固体层才能传递到汽化面；从物料中汽化的水分也必须通过这层干燥层才能传递到空气主流中。干燥速率因热、质传递的途径加长而下降。此外，在点D以后，物料中的非结合水分已被除尽。接下去所汽化的是各种形式的结合水，因而，平衡蒸汽压将逐渐下降，传质推动力减小，干燥速率也随之较快降低，直至到达点E时，速率降为零。这一阶段称为降速第二阶段。

降速阶段干燥速率曲线的形状随物料内部的结构而异，不一定都呈现前面所述的曲线CDE形状。对于某些多孔性物料，可能降速两个阶段的界限不是很明显，曲线好像只有CD段；对于某些无孔性吸水物料，汽化只在表面进行，干燥速率取决于固体内部水分的扩散速率，故降速阶段只有类似DE段的曲线。

与恒速阶段相比，降速阶段从物料中除去的水分量相对少许多，但所需的干燥时间却长得多。总之，降速阶段的干燥速率取决与物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质状况关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 3.实验装置

3.1装置流程

本装置流程如图10-3所示。空气由鼓风机送入电加热器，经加热后流入干燥室，加热干燥室料盘中的湿物料后，经排出管道通入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由称重传感器转化为电信号，并由智能数显仪表记录下来（或通过固定间隔时间，读取该时刻的湿物料重量）。

图10-3干燥装置流程图

1－风机；2－管道；3－进风口；4－加热器；5－厢式干燥器；6－气流均布器；7－称重传感器； 8－湿毛毡； 9－玻璃视镜门； 10，11，12－蝶阀；13－风机入口温度计。 3.2主要设备及仪器

（1）鼓风机：BYF7122,370W； （2）电加热器：额定功率4.5KW； （3）干燥室：180mm×180mm×1250mm； （4）干燥物料：红豆；

（5）称重传感器：CZ500型，0～300g。

4.实验步骤与注意事项

4.1实验步骤

（1）放置托盘，开启总电源，开启风机电源。

（2）打开仪表电源开关，加热器通电加热，旋转加热按钮至适当加热电压（根据实验室温和实验讲解时间长短）。在U型湿漏斗中加入一定水量，并关注干球温度，干燥室温度（干球温度）要求达到恒定温度（例如70℃）。

（3）将待干燥物料加入一定量的水并使其润湿均匀，注意水量不能过多或过少。 （4）当干燥室温度恒定在70℃时, 将湿毛毡十分小心地放置于称重传感器上。放置待干燥物料时应特别注意不能用力下压，因称重传感器的测量上限仅为300克，用力过大容易损坏称重传感器。

（5）记录时间和脱水量，每分钟记录一次重量数据；每两分钟记录一次干球温度和湿球温度。

（6）等待干燥物料恒重时，即为实验终了时，关闭仪表电源，注意保护称重传感器，非常小心地取下干燥物料。

（7）关闭风机，切断总电源，清理实验设备。 4.2 注意事项

（1）必须先开风机，后开加热器，否则加热管可能会被烧坏。

（2）特别注意传感器的负荷量仅为300克，放取待干燥物料时必须十分小心，绝对不能下压，以免损坏称重传感器。

（3）实验过程中，不要拍打、碰扣装置面板，以免引起料盘晃动，影响结果。

5.实验数据处理

5.1洞道干燥 实验数据如下表： 时间（min） 0 1 2 3 4 5 7 9 14 19 29 39 49 69 89 93

重量（g） 41.4 41.1 40.6 40.1 39.5 39.1 38.1 37.3 35.3 33.7 31.0 29.0 27.4 24.7 22.9 22.6

干球温度（℃） 湿球温度（℃） 失水量（g） 74.5 74.3 74.8 75.1 74.9 74.9 74.9 75.0 74.9 74.9 74.9 75.0 75.0 74.9 74.9 74.8

50.8 50.7 51.3 51.5 51.8 52.1 52.4 52.8 53.3 53.6 53.8 53.8 53.6 53.7 54.0 54.0

0 0.3 0.8 1.3 1.9 2.3 3.3 4.1 6.1 7.7 10.4 12.4 14.0 16.7 18.5 18.8

1. 绘制干燥曲线（失水量~时间关系曲线）；

失水量~时间关系曲线图

篇二：洞道干燥实验

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：

Gc

dw??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

2、干燥操作实验流程示意图

篇三：流化床干燥实验——流化床和洞道干燥----实验报告

流化床和洞道干燥综合实验

一、实验目的

1. 了解流化床、洞道干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。

2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。

3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平 衡含水量的实验分析方法。

4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。

二、基本原理

在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数，通常地，其干燥特性数据需要通过实验测定而取得。

按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。

2.1. 干燥速率的定义

干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即：

U?dw

Ad??-

2GcdXAd?kg/(m2/s) 式中，U－干燥速率，又称干燥通量，kg/（ms）；

A－干燥表面积，m；

W－汽化的湿分量，kg；

τ －干燥时间，s；

Gc－绝干物料的质量，kg；

X－物料湿含量，kg湿分/kg干物料，负号表示X随干燥时间的增加而减少。

2.2. 干燥速率的测定方法 2

（1）将电子天平开启，待用。

（2）将快速水分测定仪开启，待用。

（3）将0.5~1kg的红豆（如取0.5~1kg的绿豆/花生放入60~70℃的热水中泡30min，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。

（4）开启风机，调节风量至40~60m/h，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min取出四颗红豆的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量Gi和终了质量Gic，则物料中瞬间含水率为: 3

Xi=Gi-GicGic

计算出每一时刻的瞬间含水量Xi，然后将Xi对干燥时间?i作图，如图1，即为干燥曲

线。

图1恒定干燥条件下的干燥曲线

上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同dXi下的斜率dXi

d?i，再由式11－1计算得到干燥速率U，将U对X作图，就是干燥速率曲线，如图2

所示。

图2 恒定干燥条件下的干燥速率曲线

2.3. 干燥过程分析

预热段见图1、2中的AB段或A′B 段。物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度tW ，干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。预热段经历的时

间很短，通常在干燥计算中忽略不计，有些干燥过程甚至没有预热段。

恒速干燥阶段见图1、2中的BC段。该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。但由于这一阶段去除的是物料表面附着的非结合水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定干燥条件下，物料表面始终保持为湿球温度tW，传质推动力保持不变，因而干燥速率也不

变。于是，在图2中，BC段为水平线。

只要物料表面保持足够湿润，物料的干燥过程中总处于恒速阶段。而该段的干燥速率大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段又称为表面汽化控制阶段。

降速干燥阶段随着干燥过程的进行，物料内部水分移动到表面的速度赶不上表面水分的气化速率，物料表面局部出现“干区”，尽管这时物料其余表面的平衡蒸汽压仍与纯水的饱和蒸汽压相同，但以物料全部外表面计算的干燥速率因“干区”的出现而降低，此时物料中的的含水率称为临界含水率，用Xc表示，对应图2中的C点，称为临界点。过C点以后，干燥速率逐渐降低至D点，C至D阶段称为降速第一阶段。

干燥到点D 时，物料全部表面都成为干区，汽化面逐渐向物料内部移动，汽化所需的热量必须通过已被干燥的固体层才能传递到汽化面；从物料中汽化的水分也必须通过这一干

燥层才能传递到空气主流中。干燥速率因热、质传递的途径加长而下降。此外，在点D 以后，物料中的非结合水分已被除尽。接下去所汽化的是各种形式的结合水，因而，平衡蒸汽压将逐渐下降，传质推动力减小，干燥速率也随之较快降低，直至到达点E时，速率降为零。这一阶段称为降速第二阶段。

降速阶段干燥速率曲线的形状随物料内部的结构而异，不一定都呈现前面所述的曲线CDE形状。

与恒速阶段相比，降速阶段从物料中除去的水分量相对少许多，但所需的干燥时间却长得多。总之，降速阶段的干燥速率取决与物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质状况关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。

三、实验装置

3.1 流化床干燥装置图

图3 流化床干燥实验装置流程图

1－加料斗；2－床层（可视部分）；3－床层测温点；4－取样口；5－出加热器热风测温点；6－风加热器；7－转子流量计；8－风机；9－排灰口；10－旋风分离器；11－风机出口测点

（双金属温度计）；12－床层出口气体温度测点（双金属温度计）。

3.2 洞道干燥装置图

本装置流程如图4所示。空气由鼓风机送入电加热器，经加热后流入干燥室，加热干燥室料盘中的湿物料后，经排出管道通入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分量由称重传感器转化为电信号，并由智能数显仪表记录下来（或通过固定间隔时间，读取该时刻的湿物料重量）。

图4 干燥装置流程图

1－风机；2－管道；3－进风口；4－加热器；5－厢式干燥器；6－气流均布器；7－称重传感器； 8－湿毛毡； 9－玻璃视镜门； 10，11，12－蝶阀；13－风机入口温度计。

四、实验步骤与注意事项

4.1．流化床干燥实验步骤

（1）开启风机。

（2）打开仪表控制柜电源开关，加热器通电加热，床层进口温度要求恒定在70~80℃左右。

（3）将准备好的红豆加入流化床进行实验。

《洞道干燥实验报告》由：免费论文网互联网用户整理提供；
链接地址：http://www.csmayi.cn/show/146505.html
转载请保留,谢谢!

• 上一篇：LL（1）语法分析器实验报告
• 下一篇：大一氧化还原实验报告