洞道干燥实验

洞道干燥实验 实验小组成员: 赵强、王田菲、孟照莉、梁帅、郭帅、曹中兴、温俊 磊、郑文杰; 时间:12月23日; 一、设计目的及 (1)设计目的: 1、了解常压干燥设备的构造，基本流程和操作; 2、测定物料干燥速率曲线及传质系数; 3、研究气流速度对干燥速率曲线的影响; 4、研究气流温度对干燥速率曲线的影响; 5、利用正交及实验结果确定最优方案。 (2)设计方案: 实验号 A温度? B风压Pa 实验方案 1 1 1 1 1 A1B1 2 1 2 2 2 A1B2 3 1 3 3 3 A1B3 4 2 1 2 3 A2B1 5 2 2 3 1 A2B2 6 2 3 1 2 A2B3 ;7 3 1 3 2 A3B1 8 3 2 1 3 A3B2 9 3 3 2 1 A3B3 A温度? 85 90 95 B风压Pa 700 800 900 二、实验原理及说明 1、干燥曲线 干燥曲线即物料的干基含水量x与干燥时间θ的关系曲线。它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间的变化关系:x=F(θ) 2、干燥速率曲线 干燥速率曲线:在单位时间内，单位干燥面积上气化的水分质量。 A——干燥面积(m2) W——从被干燥物料中除去的水分质量(kg) 本实验是通过测出每挥发一定量的水分(Δw)所需要间(Δθ)来实现测定干燥速率的。在干燥条件下不变的情况下，对同类物料，当厚度和形状一定时，速率Na是物料干基含水量的函数。Na = f(X) 3、传质系数(恒速阶段) 干燥时在恒速干燥阶段，物料表面与空气之间的传热速率和传质速率可分别以下面两式表示: dQAdtt,,,,，，dwAdKHH,,,w，，Hw 由空气传给物料的热量(KJ) Q—— α——对流传热系数(Kw/m2?) t、tw——空气的干、湿球温度(?) KH——以湿度差为推动力的传质系(kg/m2s?H) Hw、H——与t、tw相对应的空气的湿度(kg/kg干空气) 当物料一定，干燥条件恒定时，α，KH的值也保持恒定。在恒速干燥阶段物料表面保持足够润湿，干燥速率由表面水分汽化速率所控制。 , 若忽略以辐射及传导方式传递给物料的热量 则: rw—tw时水的 汽化潜热(KJ/Kg) rdd,,wwQ rd,dQww, 因此有: AdAd,,,,tt,, wK,,rKHHtt,,,,，，，，Hwhww 即: rHH,ww 对于水—空气干燥传质系统，当被测气流的温度不太高，流速,5m/s时可简化,K,为 : H1.094、KH的计算: (1)查H、Hw:由干湿球温度t、tw，根据湿焓图或计算出相应的H，Hw; (2)计算流量计处的空气性质: 利用干燥室处的H来计算流量计处的物性。已知测得孔板流量计前气温是tL，则: 湿空气的比体积:vH=(2.83×10-3+4.56×10-3H)(t+273) [kg水/m3干气] 湿空气的密度是:ρ=(1+H)/vH [kg/m3湿气] (3)计算流量计处的质量流量m[kg/s]: 测得孔板流量计的压差计读数为ΔP [Pa] 流量计的孔流速度: [m/s] C0见P9 2,,PuC,,00 , 流量计处的质量流量:m=u0×A0×ρ [kg/s] A0为孔板孔面积 (4)干燥室的质量流速G[kg/m2s]: 虽然从流量计到干燥室空气的温度、相对湿度、压力、流速等均发生变化，但两个截面的湿度H和质量流量m却一样。因此，我们可以利用流量计处的m来计算干燥室处的质量流速G; 干燥室的质量流速为:G=m/A [kg/m2s] A:干燥室的横截面积 (5)传热系数α的计算: 采用α经验式:对水-空气系统，当空气流动方向与物料表面平行， 其质量流速G=0.68~8.14kg/m2s;t=45~150?。 0.8 [kw/m2?] ,,0.0143G (6)计算KH: ,K, 由计算出的α代入式 即可用式计算出传质系数KH H1.09 三、实验装置 四、实验步骤 1、 将待干燥试样浸水，使试样含有适量水分约70克左右(不能滴 水)，以备干燥实验用。 2、 检查风机进出口放空阀应处于开启状态;往湿球温度计小杯中加水; 3、 检查电源连接，开启仪控柜总电源。启动风机开关，并调节阀门，使 仪表达到预定的风速值，一般风速调节到600,900Pa; 4、 风速调好后，通过温控器仪表手动调节干燥介质的控制温度(一般在 80—95?之间)。开启加热开关，温控器开始自动控制电热丝的电流 进行自动控温，逐渐达到设定温度。 5、放置物料前调节称重显示仪表显示回零。 6、状态稳定后(干、湿球温度不再变化)，将试样放入干燥室架子上， 等约2分种，开始读取物料重量(最好从整克数据开始)，记录下 试样质量每减少3克时所需时间，直至时间间隔超过6分钟左右时停止 记录; 7、取出被干燥的试样，先关闭加热开关。当干球温度降到60?以下时， 关闭风机的开关，关闭仪表上电开关。 五、相关及数据 表格1:设备物料有关恒定数据 物料尺寸 干燥室尺寸 孔板尺寸 长 宽 厚 绝干重 高 宽 孔径 管径 130 80 10 21 200 150 57.01 73.6 表格2:测量过程有关恒定数据 干球温度t 湿球温度t 流量计处温度t 压差计读数 p wL 开始时 结束时 平均 表格3:测量过程有关数据 No W W θ θ No W W θ θ 0 12 1 13 2 14 3 15 4 16 5 17 6 18 7 19 8 20 9 21 10 22 11 23 六、注意事项 1、在总电源接通前，应检查相电是否正常，严禁缺相操作。 2、不要将湿球温度计内的湿棉纱弄脱落，调试好湿球温度后，最好不要让学生乱动。 3、所有仪表按键最好由老师提前设定或调节好，学生不要乱动。 4、开加热电压前必须开启风机，并且必须调节变频器有一定风量，关闭风机前必须先关闭电加热，且在温度降低到60?以下时再停风机。本装置在设计时，加热开关在风机通电开关下游，只有开启风机开关才能开电加热，若关闭风机，则电加热也会关闭。虽然有这样的保护设计，但是我们还是希望用户在操作时按照说明书进行。