洞道干燥速率曲线的测定实训.docx
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洞道干燥速率曲线的测定实训
洞道干燥速率曲线的测定实训
指导书
乌海职业技术学院化学工程系
化工教研室
一、实训目的
1.学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实训测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解。
2.熟悉干湿球温度湿度计的使用方法，学习被干燥物料与热空气之间对流传热系数的测定方法。
3.解干燥操作中废气循环的流程和概念。
4.掌握恒速干燥速率，临界湿含量，平衡湿含量随其影响因素的变化规律。
二、实训内容
三、实训装置
（一）实训实训流程图
图1实训装置流程图
1.中压风机；2.孔板流量计；3.空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；6.加热器；
7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀；
12.新鲜空气进气阀；13.压力变送器。
（二）设备简介
1.洞道干燥器:
空气流通的横截面积0.15×0.2=0.03m2
2.鼓风机:
BYF7132型三相低噪声中压风机，最大出口风压为1.7[kPa]，电机功率为0.55[kW]。
3.空气预热器:
三个电热器并联，每个电热器的额定功率为450[W]，额定电压为220[∨]
4.重量变送器:
量程0-200[g]，精度0.1级，输出0-5[V]，供电电源12[VDC]。
5.压差变送器:
量程0-10[kPa],精度0.5级，输出4-20[mA]，供电电源24[VDC]。
6．显示仪表：
宇电无纸记录仪
7．被干燥物的试样。
四、实训方法及步骤
（一）实训前的准备工作
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。
（二）装置的实训操作方法：
Ⅰ.手动操作：
1.按下总电源开关的绿色按键，当显示仪显示数据时按显示仪密码，在弹出的对话窗中输入密码（111）。
按（确认）即可。
2.按显示仪的（开始）键，在弹出的列表中选择（数据表），此时显示仪显示实训设备的各点的数据，先按图中的（CH1）的数据，所弹出的示窗为实训设备的干球温度记录表，表的右上方分别有（PV）和（SV）两个数据，按一下（SV）数据，在弹出的对话窗中设定干球的加热温度后点（确认）键。
3.干球温度设定完后，按显示仪的（开始）键，在弹出的列表中选择（流程图），先按图中的（风机）上方的（红）色键启动风机，再按（加热）上方的（红）色键开始加热。
开始加热后按显示仪的（开始）键，在弹出的列表中选择（数据表）看空气的流量数据（CH4）的数据，利用进气阀，出气阀和循环阀调节空气流量在（1.05Kpa—1.15Kpa）之间。
4.干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后（按下加热开关后半小时左右），即可开始实训。
此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量（CH5）。
5.将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份（使用呢子物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。
将支架从干燥器内取出，再将支架插入试样内直至尽头）。
6.将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。
注意:
不能用力过大，使传感器受损。
7.立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表上的显示值（CH5）。
然后每隔一段时间（3分钟）记录数据一次（记录总重量和时间），直至同样的时间下重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实训。
注意:
最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。
（3分钟内减少0.1-0.2克）
（三）装置使用的注意事项
1.在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤。
2.在设定温度给定值时，不要改动其它仪表参数，以免影响控温效果。
3.为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。
停车时则反之。
4．突然断电后，在次开启实训时，检查风机开关、加热器开关是否已被按下，如果被按下，请再按一下使其弹起，不再处于导通状态。
（四）计算机控制实训：
1，打开计算机，用数据线将计算机和设备向连接以便数据的传输。
2，打开干燥程序，在实训流程界面上先开风机，后启动加热，启动加热时界面会自动弹出提示设定加热温度，将光标移到加热温度上单击，在弹出的对话窗中输入温度数值后确认即可开始加热。
3，加热温度达到所设温度左右后，开始实训，在所弹出的对话窗中输入相应的数值后确认，将干燥物料放入干燥箱后，待物料重量数据不在变化后，点击自动采集，设定采集时间确定
4，点击流程图中数据报表可以看到计算机自动采集的数据，利用界面中相应按键可以得到计算结果和干燥曲线图及速率曲线图。
5，实训结束后，先停止采集数据，关闭加热，待干燥室的温度降低后关闭风机。
五、实训报告
1.绘制干燥实训原始及整理数据表；
干燥实训原始及整理数据表
空气孔板流量计读数R：
1.07kPa流量计处的空气温度to：
34.2℃干球温度t：
60℃
湿球温度tW：
28.4℃框架重量GD：
74.6g绝干物料量GC：
23.9g
干燥面积S：
0.139×0.078×2=0.021684m2洞道截面积：
0.15×0.2=0.03m2
序号
累计时间
总重量
干基含水量
平均含水量
干燥速率
T（分）
GT（g）
X（kg/kg）
XAV（kg/kg）
U×104[kg/（s·m2）]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
2.绘制干燥速率曲线；
3.绘制干燥曲线。
六、算例
（一）调试实训的结果
1.调试实训的数据表中符号的意义如下:
S─干燥面积，[m2]
GC─绝干物料量，[g]
R─空气流量计的读数，[kPa]
To─干燥器进口空气温度，[℃]
t─试样放置处的干球温度，[℃]
tw─试样放置处的湿球温度，[℃]
GD─试样支撑架的重量，[g]
GT─被干燥物料和支撑架的"总重量"，[g]
G─被干燥物料的重量，[g]
T─累计的干燥时间，[S]
X─物料的干基含水量，[kg水／kg绝干物料]
XAV─两次记录之间的被干燥物料的平均含水量，[kg水／kg绝干物料]
U─干燥速率，[kg水／（s·m2）]
2.数据的计算举例
以实训的第i和i＋1组数据为例
（1）公式:
被干燥物料的重量G:
，[g]
（1）
，[g]
（2）
被干燥物料的干基含水量X:
，[kg水／kg绝干物料]（3）
，[kg水／kg绝干物料]（4）
两次记录之间的平均含水量XAV
，[kg水／kg绝干物料]（5）
两次记录之间的平均干燥速率
，[kg水／（s·m2）]（6）
干燥曲线X─T曲线，用X、T数据进行标绘，见图2。
干燥速率曲线U─X曲线，用U、XAV数据进行标绘，见图3。
恒速阶段空气至物料表面的对流传热系数
，[Ｗ／（m2℃）]（7）
流量计处体积流量∨t[m3／h]用其回归式算出。
由流量公式[1]计算
其中，c0-孔板流量计孔流系数，c0=0.65
A0-孔的面积m2
d0-孔板孔径，d0=0.040m
-空气入口温度（及流量计处温度）下的体积流量，m3/h；
-孔板两端压差，Kpa
-空气入口温度（及流量计处温度）下密度，Kg/m3。
干燥试样放置处的空气流量
，[m3／h]（9）
干燥试样放置处的空气流速
，[m／s]（10）
（2）数据:
以表1实训数据为例进行计算
i＝1i＋1＝2
GT，i＝126.5[g]
GT，i＋1＝125.3[g]
GD＝74.6[g]
由式
（1）
（2）得:
Gi＝51.9[g]，Gi＋1＝50.7[g]
GC＝23.9[g]
由式（3）（4）得:
Xi＝1.1715[kg水／kg绝干物料]
Xi＋1＝1.1213[kg水／kg绝干物料]
由式（5）得:
XAV＝1.1464[kg水／kg绝干物料]
S＝2×0.139×0.078=0.021684[m2]
Ti＝0[s]，Ti＋1＝180[s]
由式（6）得:
U＝3.074×10-4[kg水／（s·m2）]
表1干燥实训原始及整理数据表
空气孔板流量计读数R：
1.07kPa流量计处的空气温度to：
34.2℃干球温度t：
60℃
湿球温度tW：
28.4℃框架重量GD：
74.6g绝干物料量GC：
23.9g
干燥面积S：
0.139×0.078×2=0.021684m2洞道截面积：
0.15×0.2=0.03m2
序号
累计时间
总重量
干基含水量
平均含水量
干燥速率
T（分）
GT（g）
X（kg/kg）
XAV（kg/kg）
U×104[kg/（s·m2）]
1
0
126.5
1.1715
1.1464
3.074
2
3
125.3
1.1213
1.0962
3.074
3
6
124.1
1.0711
1.0439
3.331
4
9
122.8
1.0167
0.9916
3.074
5
12
121.6
0.9665
0.9414
3.074
6
15
120.4
0.9163
0.8912
3.074
7
18
119.2
0.8661
0.8410
3.074
8
21
118.0
0.8159
0.7887
3.331
9
24
116.7
0.7615
0.7364
3.074
10
27
115.5
0.7113
0.6841
3.331
11
30
114.2
0.6569
0.6318
3.074
12
33
113.0
0.6067
0.5816
3.074
13
36
111.8
0.5565
0.5335
2.818
14
39
110.7
0.5105
0.4874
2.818
15
42
109.6
0.4644
0.4414
2.818
16
45
108.5
0.4184
0.3975
2.562
17
48
107.5
0.3766
0.3536
2.818
18
51
106.4
0.3305
0.3117
2.306
19
54
105.5
0.2929
0.2720
2.562
20
57
104.5
0.2510
0.2343
2.050
21
60
103.7
0.2176
0.1987
2.306
22
63
102.8
0.1799
0.1674
1.537
23
66
102.2
0.1548
0.1423
1.537
24
69
101.6
0.1297
0.1192
1.281
25
72
101.1
0.1088
0.0983
1.281
26
75
100.6
0.0879
0.0795
1.025
27
78
100.2
0.0711
0.0628
1.025
28
81
99.8
0.0544
0.0460
1.025
29
84
99.4
0.0377
0.0314
0.769
30
87
99.1
0.0251
0.0209
0.512
31
90
98.9
0.0167
0.0126
0.512
32
93
98.7
0.0084
0.0042
0.512
33
96
98.5
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