实验九 干燥实验
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实验九 干燥实验
化工原理实验教学研究室
化工生产中 ,原料、中间产品或产品中含有一定的湿分(水分或其他液体)。为满足工艺要求或产品指标,需要将超标的湿分脱除。干燥就是利用热能将固体物料中的湿分去除的单元操作,是重要的液 -固分离方法之一。
化工原理实验教学研究室
一、实验目的
利用干、湿球温度计测定湿空气的湿度。 测定物料恒定干燥条件下的物料干燥曲线
和速率曲线。 测定实验条件下恒速干燥阶段的传质系数 R
H 和表面传热系数 a
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
不饱和空气作为干燥介质与湿物料接触,湿物料表面的湿分分压高于干燥介质的湿分分压,湿物料湿分向气相转移,实现了湿分和物料的分离。干燥过程极限是物料表面湿分分压降到平衡分压,使传热、传质过程达到平衡。
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
1. 空气的干、湿球温度及湿度测量
由方程得 (9-1)
由传质速率方程得 (9-2)
又据 (9-3)
化工原理实验教学研究室
)( wttAQ
W Ah Wk H H
wWrQ
二、实验原理
联立( 9-1),( 9-2)和( 9-3),得
实验表明,对空气 -水蒸气系统,在空气速度范围 3.8~10.2m/s 内, α/kH 是一常数,因此空气的湿度 H 仅是 t 和 tw 的函数。
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)( HHrk
tt wwH
w
二、实验原理
2. 物料干燥曲线和干燥速率曲线
恒定条件下的干燥过程是间歇操作,是一个非稳态操作过程,干燥解质的性质不变,而湿物料的温度、湿含量、质量等参数随时间改变。
化工原理实验教学研究室
二、实验原理 实验时物料瞬时含水量为
( kg水 /kg绝干物料)
以时间 τ对干基含水量 X 作图,可得干燥曲线
干燥速率为单位时间、单位面积上汽化的水分量,即
以物料含水量对干燥速率 R 作图,得干燥速率曲线化工原理实验教学研究室
c
c
G
GGX
Ad
dXGR c
二、实验原理
3. 表面传热系数 α和传质系数 kH 的确定
物料干燥速率 R=W/A[kg/ (m.s) ]
以湿度差为推动力表示为
以干、湿球温度差为推动力,则表示为
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( )H wR k H H
( )ww
R t tr
空气
e
三、实验装置
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四、实验要求 学生根据实验目的熟悉实验流程。 拟定实验步骤和和操作方法,经指导老师
同意后开始实验操作。 按拟定的实验步骤进行操作,获得必要的
实验数据,直到老师同意后停止实验操作。 整理实验数据,写出实验报告。
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五、实验步骤
熟悉、了解实验装置构造及仪器使用方法。 实验采用热空气为干燥介质,以浸水润湿
的纱布为湿物料。实验前称出绝干纱布的质量、纱布架的质量。然后将纱布浸湿,沥去过多的水,以不滴水为宜。将纱布缠绕到纱布架上。
化工原理实验教学研究室
五、实验步骤 用纱布包裹温度计感湿球,用水润湿纱布,
尾部置于小水瓶中,使湿球温度计的纱布始终保持湿润状态。将其安装到干燥器上,观察并记录干、湿球温度。
接通电源,启动风机,观察并记录干、湿球温度。此时测定空气湿度为加热前湿空气状态。
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五、实验步骤 接通电加热器电源,调节调压器,加入空
气,温度控制在 40~50℃ ,观察记录干、湿球温度。此时测定的即为空气加热后的状态。气湿度显然是不变的。
将待干燥物料(纱布和纱布架)称其质量后,迅速放入干燥其内,并开始计时。约每隔 5分钟,将物料取出一次,称其质量,两次质量之差即为失水量。实验进行到物料质量基本不变时为止。
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六、注意事项
湿物料湿润水分应充分,但以不滴水为宜。 测湿球温度时,应保证包裹湿球温度记得
纱布始终保持湿润状态。调节加热电流时,应使电流缓慢上升或下
降,以免损失调节元件。操作结束时应关闭加热系统。
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