化工原理實驗報告乾燥

2021-03-04 06:58:08 字數 1790 閱讀 5089

廂式乾燥器乾燥速率曲線的測定

一、實驗目的:

1.熟悉常壓下廂式乾燥器的構造與操作

2.掌握物料在乾燥條件不變時乾燥速率曲線(u—x)的測定方法

二、實驗原理

本實驗是用不飽和的熱空氣作為乾燥介質去乾燥溼物料。即熱量由空氣傳至被乾燥的物料,以**物料中水分汽化所需的熱量。物料中的水分以擴散方式進入空氣。

水分的擴散過程分為兩步,首先是由物料內部擴散到物料表面,然後由表面擴散到空氣中。開始時,物料的內部水分能迅速達到物料表面,水分的去除速率為物料表面上水分的汽化速率所限制,此階段稱為表面汽化控制階段。在此階段內乾燥速率不變,又稱恆速乾燥階段。

當物料中水分逐漸減少,水分不能及時由物料內部擴散到表面,為水分內部擴散速率所控制。此階段稱為內部擴散控制階段。在此階段內乾燥速率開始不斷降低,又稱降速階段。

上述開始降速時的物料含水率稱臨界含水率。

影響乾燥速度的因素很多,它與物料及乾燥介質的情況都有關係,本實驗在乾燥條件——空氣的濕度、溫度及速度恆定不變下,對於同類的物料,當厚度及形狀一定時,有如下函式關係:

三、實驗裝置流程

本實驗採用廂式乾燥器乾燥陶片磚,實驗裝置如圖1所示。在離心式通風機的作用下,乾燥空氣在乾燥器通道內迴圈流動,在進入乾燥室前,通過加熱器,在控溫裝置的作用下,保持溫度不變。為了保證空氣的濕度在乾燥過程中保持不變,在風機的前、後管道上設有片閥,利用前者補充適當的新鮮幹空氣,依靠後者排出適當量的含溼氣體。

氣體的流量利用孔板流量計結合微壓差計測定,實驗裝置設有幹球和溼球溫度計,氣體流速用蝶閥控制。乾燥樣品的重量變化用天平、砝碼和秒錶合作測定。

圖1. 廂式乾燥器實驗裝置示意圖

四、實驗步驟

1.實驗前將試樣放入水中浸泡。

2.往溼球溫度計的水槽中加水,開動風機,調節閥門到預定風速,進出口片閥開啟一部分,開電加熱器,待溫度穩定後將試樣放在乾燥箱的支架上。

3.每隔一定的時間,記錄下試樣的質量,直到試樣的質量不變為止;或者根據試樣質量的減少,記錄下減少一定水分所需的時間,直到試樣的質量不變為止。

注意事項

1.待乾燥條件處於恆定狀態下,再將試樣放置支架上。

2.試樣放置要輕放輕取,切勿重壓以免損壞稱重裝置。

五、實驗資料整理

實驗報告要求:

1.實驗報告中記錄資料有:試樣材料、試樣尺寸、試樣乾燥面積、試樣絕幹質量gc、開始時濕試樣質量g0.

2.根據實驗結果作出u-x曲線,並說明條件。

實際實驗過程記錄與資料處理

絕幹物料重量:gc=66.8 g 乾燥物料尺寸:0.0086*0.063*0.076m 表面積a:0.011967 m2

乾燥初始重量:g1=76 g 最後平衡重量:g2=69.5 g

實驗記錄的樣品減重與時間間隔資料列於表1中,利用實驗原理中的計算公式對錶中的資料進行處理得到物料乾基含水量與乾燥速率的資料也列於表1中。

表1.乾燥實驗測定的資料與處理結果

以乾燥速率u對物料乾基含水量x作圖,得到乾燥速率曲線,如圖2所示。實驗資料點比較分散,畫線時注意其應符合乾燥過程的規律。

六、思考題

1. 本實驗在原來的條件下進行長時間的乾燥,最終能否達到絕幹物料?

不能達到絕幹物料的重量。因為當時的環境狀態沒有完全達到絕幹的程度。

2. 實驗過程中為什麼風機進出口的片閥要部分開啟?

保證內部空氣的溫度和濕度保持恆定不變。

3. 怎樣才能保持實驗過程中溼球溫度計的測定結果有效?

採用加水的辦法,不要讓溼球溫度計的水完全幹了。

4. 物料的乾燥速率與那些因素有關?

物料的質量、尺寸、材料和乾燥介質的狀態有關。

圖2. 實驗測得乾燥速率曲線

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