0.00180.00170.00160.00150.00140.00130.00120.00110.0010.00090.00080.00070.00060.00050.00040.00030.00020.00010（公斤苯甲酸/公斤水）00.0005（公斤苯甲酸/公斤煤油）0.0010.00150.0020.00254)(系列线性3)(系列线性系列5系列4系列315℃25℃实验十 洞道式干燥实验

煤油-水-苯甲酸系统平衡曲线y = 0.6075x - 0.0004y = 0.6316x - 0.0002y = 0.8145x - 0.0002

(系列5)一 实验目的

⒈ 了解实验室干燥设备的基本构造与工作原理，掌握恒定干燥条件下物料的干燥曲线和干

燥速率曲线的测定方法。

⒉ 学习物料含水量的测定方法。加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。 3. 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。

实验内容： ⒈ 每组在空气流量和温度不变的条件下，测量一种物料的干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。⒉ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 二 实验原理

对于一定的湿物料在恒定的干燥条件下（温度、湿度、风速、接触方式不变）与干燥

介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。

第一个阶段为恒速干燥阶段。在此阶段，由于整个物料中的含水量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（为空气的湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。

第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 ⒈ 干燥速率的测定

U?dW?W? Sd?S??2

式中：U—干燥速率，kg /（m·h）；

2

S—干燥面积，m，（实验室现场提供）； ??—时间间隔，h；

?W—??时间间隔内干燥气化的水分量，kg。 ⒉ 物料干基含水量

G?Gc 式中：X—物料干基含水量，kg水/ kg绝干物料； Gc G—固体湿物料的量，kg； Gc—绝干物料量，kg。

X? ⒊ 恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定 Uc??(t?tw)dWdQ ??Sd?rtwSd?rtw ??Uc?rtw

t?tw2

式中：?—恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m·℃）；

Uc—恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m·h）；

tw—干燥器内空气的湿球温度，℃； t—空气的干球温度，℃； rtw—tw℃下水的气化热，J/ kg。

⒋ 干燥器内空气实际体积流量的计算

由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出：

273?t Vt?Vt0?

273?t0式中：Vt—干燥器内空气实际流量，m/ s； t0—流量计处空气的温度，℃； Vt0—常压下t0℃时空气的流量，m/ s；t—干燥器内空气的温度，℃。

3

3

2

Vt0?C0?A0?2??P ?02

式中：C0—流量计流量系数，C0=0.67 ； A0—节流孔开孔面积，m；

d0—节流孔开孔直径， d0=0.050 m； ΔP—节流孔上下游两侧压力差，Pa；

3

ρ0—孔板流量计处t0时空气的密度，kg/m。 三 实验流程及主要设备参数:

1、 实验流程：

图6-9 洞道干燥实验流程示意图 1—离心风机；2—孔板流量计；3、15—孔板流量计处温度计显示仪；4、17—重量传感器显示仪； 5—干燥物料（帆布）；6—电加热器；7—干球温度计；8、14—湿球温度计显示仪；9—洞道干燥室； 10—废气排出阀；11—废气循环阀；12—新鲜空气进气阀；13—电加热控制仪表；16—孔板流量计压差变送器和显示仪

2、主要设备参数：

干燥器类型：洞道

洞道尺寸：长1.10米、宽0.125米、高0.180米；

3

加热功率：500w—1500w； 空气流量：1-5m/min； 干燥温度：4 0--120℃

重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度0.2级； 干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度0.5级； 孔板流量计处温度计显示仪：量程（0-100℃），精度0.5级； 孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-4Kpa），精度0.5级；

2

被干燥物料为工业呢，干燥面积0.024992m，每一套装置绝干物料量可能稍有

差别。

四 实验步骤与操作方法： (一)实验前的准备

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) 实验操作方法：

1. 打开总电源，开动风机。

2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至指定读数。

3. 在温度显示控制仪表上，按住[set]键2、3秒钟，直至sv窗口显示[SU]，此

时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度所要达到的指定值，可通过仪表上的上移、左移键改变指定值，指定值设定好后按一下[set]键，改变到下一参数的设定（此后的参数不需改变），然后按一下[A/M]键回到仪表控制状态。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分钟之后并且数字显示仪显示的数字不再增长，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)。