文档介绍：------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 3, 干燥实验三干燥实验(洞道干燥、流化床干燥) 干燥实验一洞道干燥 1 实验目的(1 )了解洞道式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 )掌握利用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 )实验研究干燥操作条件对洞道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。干燥过程是复杂的传热、传质过程, 通常根据空气状态的变化将干燥过程分为恒定干燥操作和非恒定(或变动)干燥操作两大类。恒定状态下的干燥操作( 简称恒定干燥) 是指干燥操作过程中空气的温度、湿度、流速及与物料的接触方式不发生变化, 如用大量空气对少量物料进行间歇操作可视为恒定干燥,本实验重点考查恒定干燥。 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: U?GdXdW=-c Ad?Ad? ( ) ( ) 式中:U—干燥速率, 又称干燥通量, kg/(m2 · s);A—干燥表面积, m2 ;W—一批操作中汽化的水分量, kg; τ—干燥时间, s; Gc —绝干物料的质量, kg;X—物料湿含量, kg 水分/kg 干物料, 负号表示 X 随干燥时间的增加而减小。 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* ,再将物料烘干后称重得到绝干物料重 Gc ,则物料中瞬间含水率 X 为: X?G?Gc Gc( ) 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 ,即为干燥曲线。图 恒定干燥条件下的干燥曲线通过适当变换,可由上述干燥曲线进一步获得干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同 X 下的斜率 dX/d τ,再由式( )计算得到干燥速率 U,将U对X 作图, 即得到干燥速率曲线, 如图 所示。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————图 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 干燥过程分析干燥过程可以分为预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段,具体来说: (1 )预热段(如图 和 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。预热段所经历的时间很短,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, 本实验的干燥过程没有预热段。(2) 恒速干燥阶段( 见图 和 中的 BC 阶段)。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,因而干燥速率也维持恒定,于是,在图 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。(3 )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