化工原理实验 干燥实验（洞道式） 福州大学化工原理实验室 二○一五年五月修订

实验七 洞道式干燥实验 一 实验目的 二 实验任务 三 实验原理 四 实验流程 五 操作要点 六 数据处理 七 报告要求 福州大学化工原理实验室 实验七　洞道式干燥实验 一 实验目的 二 实验任务 三 实验原理 四 实验流程 五 操作要点 六 数据处理 七 报告要求

一、实验目的 了解洞道式循环干燥器的结构、基本流程。 掌握洞道式循环干燥器的使用方法。 掌握物料干燥速率曲线的测定方法。

二、实验任务 气速 温度 物料 第1套 高(3m/s) 高(90℃) 厚 第2套 低(70℃) 第3套 高 (90℃) 薄 第4套

三、实验原理 干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、结构及所含水分性质的影响。 　　图1 干燥曲线 图2 干燥速率曲线 干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、结构及所含水分性质的影响。

实验原理 式中： —— 干燥速率，kg/（m2·s）； A ——干燥表面 (m2) ； —— 相应的干燥时间 (s)；

式中： —— 湿物料中绝干物料的质量，kg； 　　—— 湿物料含水量，kg水／kg绝干料。 负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少。 　　、　　　—— 分别为　　时间间隔内开始和终了时湿物料的质量 [kg]

实验原理 　横坐标　　为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量。 　　　 　　以　　为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平均含水量　　为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。

四、实验流程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 注意： 片式阀门2和13不能关闭 风速调节阀12不能动 1-风机，2-片式阀门（排出空气），3-入口温度计，4-孔板流量计， 5-电加热器，6-电器面板，7-干球温度计， 8-湿球温度计，9-电子天平， 10-干燥室，11-出口温度计， 12-风速调节阀， 13-片式阀门（吸入空气）

干燥室及试样的准备 天平 试样 试样架 重 量 传感器 重 量 传感器 试样 实验前将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量（约吸水60g ）。待干燥系统温度稳定后，打开干燥室的门将湿试样放入。

电器面板及加热控制 依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。 入口温度 出口温度 总电源开关 干球温度 湿球温度 孔板压差 电流表 依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。

湿球温度计 本装置是利用干燥室内的正压，使空气按图中箭头方向向外排出，以获得较高流速，同时湿气往外排出也可避免系统内湿度增加。 　本装置是利用干燥室内的正压，使空气按图中箭头方向向外排出，以获得较高流速，同时湿气往外排出也可避免系统内湿度增加。 　　湿度计安装前应检查图中A处是否畅通；水从喇叭口加入，注意加至刚到U形管下端顶部为止，不要过多，以避免流入风道内。实验过程，视蒸发情况，中途加水一、二次。 湿球湿度计示意图

五、实验操作要点 （1）实验前量取试样尺寸（长、宽、高），并记录绝干试样的质量。 （2）将已知绝干质量的试样放入水中浸泡片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后取出称取湿试样质量。 （3）检查电子天平是否灵活，并复零位。 （4）往湿球温度计内入适量的加水。 （5）依次开启电源总开关、仪表电源和风机开关，调节蝶形阀12至预定风速值。适当打开片阀2和13。

五、实验操作要点 （6）在干球温度显示面板上设定实验所需的温度值。按下加热1和加热2开关，开始加热。待温度接近预定温度时，关闭加热2开关。 （7）空气状态稳定后，打开干燥室门，将湿试样放到支架上，关好干燥室的门。待天平显示一个整数值时，立刻开动第1只秒表（实验用2只秒表）。

五、实验操作要点（续） （8）待水分失去3g后，停第一只秒表，与此同时开动第2只秒表。记下干燥时间。以后每失去3g水(在降速阶段可以失去2g或1g水) ，均记下其干燥时间。如此反复进行，直至试样接近平衡水分为止。 （9）实验结束，先关电加热器，使系统冷却后再关风机，卸下试样，并收拾整理现场。

六、实验数据处理 1、计算体积流量： 式中： ——流经孔板的空气体积流量，m3/s； ——压差计示值，Pa； 　1、计算体积流量： 　　　 式中：　——流经孔板的空气体积流量，m3/s； 　　　　——压差计示值，Pa； 　　　　——流经孔板的空气密度，kg/m3 ， 状态和　　状态相同。 　 其中　　——空气入口温度，K。

六、实验数据处理 2、计算平均风速U： 如果孔板流量计的压差示值 Pa，平均风速可按下式计算： 式中：U——按流量计算的平均风速，m/s； 　　　S2——干燥室流通截面积，S2=0.15×0.2=0.03 m2； T，T1——空气入口温度和干燥室前温度，K。

实验数据处理 横纵坐标计算公式 U的计算公式来源

七、实验报告要求 1、实验报告总体要求同以前的实验。 2、应在直角坐标纸上绘制恒定干燥速率曲线。 3、每份报告至少要有两条干燥速率曲线，以便探讨 不同干燥条件下，对恒速干燥速率、降速干燥速 率以及临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性参数 的影响。

建议第2套、第3套、第4套的同学分别与第1套比较，第1套的同学与第2套比较。将2条恒定干燥速率曲线标绘在同一直角坐标纸上。 ①需比较恒速干燥速率的变化； ②需比较临界含水量的变化； ③需比较平衡含水量的变化；

实验报告要求 讨论内容： 1、不同干燥条件对恒速干燥速率、临界含水量、平衡含水量的影响。 注意： 当实验结果与理论不符时，应当优先看看除了主要条件变化外，其它条件是否也有一点点变化，例如一、三套的比较，只改变物料的厚薄的话，理论上恒速干燥速率应当相同，但实际上平均风速与温度都略有不同，因此也就造成了恒速干燥速率的不同。

实验报告要求 讨论内容： 2、测定干燥速率曲线的意义。 3、恒定的干燥条件是什么？ 4、请结合干燥速率 说明为什么在恒定干燥 4、请结合干燥速率 说明为什么在恒定干燥 条件下恒速干燥阶段的干燥速率为常数。