化工原理、干燥实验.doc

实验 洞道干燥实验一、实验目的1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理；2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法；3、了解操作条件改变对不同的干燥阶段所产生的影响。二、实验原理干燥是最常见的有效除湿的方法之一，干燥速率受众多因素的影响，主要与物料及其含水性质、干燥介质的性质、流速和干燥介质与湿物料接触方式等因素有关，一般由实验测定。三、实验装置图1 实验装置流程图1. 中压风机；2.孔板流量计；3. 空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；6.加热器；7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀；12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表；15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。四、 实验步骤 (一)实验前的准备工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。 2. 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。 3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。 4. 调节新空气入口阀到全开的位置。(二) 装置的实验操作方法 1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至所需读数。 3. 在温度显示控制仪表上，利用(,)键调节实验所需温度值，sv窗口显示，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，即可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(GD)。 5. 将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥器内取出，再将支架插入试样内直至尽头)。 6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意:不能用力过大，使传感器受损。7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间记录数据一次( 记录总重量和时间 )，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。注意: 最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。注意：放入物料后不要在点击读取操作条件，那样会使实验程序进入错误状态，无法正常数据的采集和处理。五、实验数据记录与处理表一：洞道干燥实验原始数据表干球温度： 湿球温度： 空气进口温度：空气流量： 支架重量： 绝干物料量：干燥物料面积： 洞道面积：序号累计时间T总重量G干基含水量X平均含水量XAV干燥速率U123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051六、 实验注意事项 1. 在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤。 2. 在设定温度给定值时，不要改动其它仪表参数，以免影响控温效果。3. 为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。停车时则反之。4突然断电后，在次开启实验时，检查风机开关、加热器开关是否已被按下，如果被按下，请再按一下使其弹起，不再处于导通状态。附录:(一) 调试实验的结果 1. 调试实验的数据见表2， 表中符号的意义如下: S干燥面积， m2 GC绝干物料量， g R空气流量计的读数， kPa To干燥器进口空气温度， t试样放置处的干球温度， tw试样放置处的湿球温度， GD试样支撑架的重量， g GT被干燥物料和支撑架的总重量， g G被干燥物料的重量， g T累计的干燥时间， S X物料的干基含水量， kg水kg绝干物料 XAV两次记录之间的被干燥物料的平均含水量， kg水kg绝干物料 U干燥速率， kg水(sm2) 2. 数据的计算举例 以表2所示的实验的第i和i1组数据为例 (1) 公式: 被干燥物料的重量 G: ，g (1) ，g (2) 被干燥物料的干基含水量 X: ， kg水kg绝干物料 (3) ，kg水kg绝干物料 (4) 两次记录之间的平均含水量 XAV ，kg水kg绝干物料 (5) 两次记录之间的平均干燥速率 ，kg水(sm2) (6) 干燥曲线XT曲线，用X、T数据进行标绘，见图 2。 干燥速率曲线UX曲线，用U、XAV数据进行标绘，见图 3 。 恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数 ，(m2) (7) 流量计处体积流量tm3h用其回归式算出。由流量公式1计算 其中，c0-孔板流量计孔流系数，c0=0.65 A0-孔的面积 m2 d0-孔板孔径 ， d0 =0.040 m - 空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m3/h ； -孔板两端压差，Kpa -空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m3。 干燥试样放置处的空气流量 ，m3h (9) 干燥试样放置处的空气流速 ，ms (10) (2) 数据:以表1实验数据为例进行计算(见表) i1i12GT，i185.6gGT，i1184.1gGD98.3g由式(1)(2)得: Gi87.3g， Gi185.8gGC20.9g由式(3)(4)得: Xi3.1770 kg水kg绝干物料 Xi13.1053 kg水kg绝干物料 由式(5)得: XAV3.1411 kg水kg绝干物料S20.1390.078=0.021684m2Ti0 s， Ti1180 s由式(6)得: U3.61110-4 kg水(sm2)七、思考题 预习报告思考题： 1. 在6070的空气流中干燥，经过相当长的时间，能否得到绝干物料?为什么?通常要获得绝干物料采用什么方法? 2. 干球温度和湿球温度有何区别？随着湿度的增加，干球温度与湿球温度差值如何变化？它们之间关系如何表达？3. 开车时，新空气入口阀、风机、空气加热器开启顺序如何?停车时，新空气入口阀、风机、空气加热器关闭顺序如何？ 实验报告思考题：1. 本次实验中，阀门的变化与流量之间的关系如何？本次实验如何实现对废气进行循环利用? 2. 测定干燥速率曲线有何意义?它对设计干燥器及指导生产有些什么帮助?3. 临界含水量和平衡含水量如何定义？本次实验中临界含水量约为多少？平衡含水量值为多少？