大学化工原理实验-干燥实验

实验九干燥实验化工生产中,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。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RH和表面传热系数a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。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))(wttAQWAhWkHH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。)(HHrkttwwHw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。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ccGGGXAddXGRc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()HwRkHH()wwRttr空气e三、实验装置四、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。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。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。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。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。