干燥速率曲线测定实验讲义
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干燥速率曲线的测定实验报告干燥速率曲线的测定实验报告引言:干燥速率曲线是描述物质在干燥过程中水分流失速率的一种重要曲线。
通过测定物质在不同干燥条件下的水分含量变化,可以绘制出干燥速率曲线,从而了解物质的干燥特性和最佳干燥条件。
本实验旨在通过测定不同物质在不同干燥条件下的水分含量变化,绘制干燥速率曲线,以期进一步了解物质的干燥特性。
材料与方法:1. 实验材料:选取了三种不同的物质,分别是苹果、纸张和湿土。
苹果作为生物材料,纸张作为无机材料,湿土作为复杂材料,这样的选择可以覆盖不同类型物质的干燥特性。
2. 实验仪器:电子天平、恒温恒湿箱、温度计、计时器等。
3. 实验步骤:a. 将苹果切成薄片,纸张剪成小片,湿土放入容器中。
b. 在恒温恒湿箱中设置不同的温度和湿度条件,如30℃、40℃、50℃等,湿度分别为40%、60%、80%等。
c. 将不同物质放入恒温恒湿箱中,开始记录水分含量的变化。
d. 每隔一段时间,取出样品,用电子天平称量并记录质量。
e. 根据质量变化计算水分含量,并绘制干燥速率曲线。
结果与讨论:1. 干燥速率曲线的绘制:根据实验数据,我们可以绘制出不同物质在不同干燥条件下的干燥速率曲线。
以苹果为例,图中横坐标表示时间,纵坐标表示水分含量,曲线的斜率表示干燥速率。
通过观察曲线的形状和斜率的变化,我们可以判断出物质的干燥特性和最佳干燥条件。
2. 物质的干燥特性:不同物质在干燥过程中表现出不同的干燥特性。
苹果的干燥速率曲线呈现出明显的三个阶段:初期快速蒸发期、中期缓慢蒸发期和末期几乎不变的平衡期。
纸张的干燥速率曲线则呈现出逐渐减小的趋势,而湿土的干燥速率曲线则更为复杂,可能受到土壤中微生物的影响。
3. 最佳干燥条件:通过观察干燥速率曲线,我们可以确定最佳的干燥条件。
以苹果为例,初期快速蒸发期是水分流失较快的阶段,可以选择较高的温度和较低的湿度以加快干燥速率。
而中期缓慢蒸发期则需要适当降低温度和湿度,以避免物质的质量损失和质量变化较大。
干燥速率曲线测定实验报告(一)干燥速率曲线测定实验报告一、引言•介绍实验目的和背景•简要说明研究对象和方法二、实验过程1.准备工作–列出所需材料和仪器设备–详细描述实验场地和条件–说明实验样品来源和制备方法2.数据收集–记录实验样品初始质量和尺寸–设定实验周期和时间间隔–定期测量样品质量,并记录相应时间3.实验步骤–详细描述干燥过程中的操作步骤–注明实验参数的设定和调整方法–记录实验过程中的问题和调整措施三、数据分析1.数据整理–将实验数据整理成表格形式–添加必要的标注和单位–检查数据的准确性和完整性2.绘制干燥速率曲线–使用适当的软件或工具绘制干燥速率曲线–添加合适的坐标轴标签和图例–说明绘制过程中所使用的参数和方法3.数据分析和讨论–分析干燥速率曲线的形态和趋势–讨论可能的影响因素和机制–对实验结果进行解释和评价四、结论•简要总结实验结果和分析•强调实验的可行性和结果的可信度•提出改进实验方法或进一步研究的建议五、致谢•感谢实验指导老师和实验室的支持和帮助•感谢参与实验的同学们的合作和共同努力六、参考文献•引用相关文献和资料的列表,按照规定格式书写干燥速率曲线测定实验报告一、引言•实验目的:测定不同材料在不同干燥条件下的干燥速率曲线,了解其干燥过程的特点。
•背景:干燥速率曲线是描述材料干燥过程中湿度变化与时间关系的曲线,对于材料的干燥控制和工程应用具有重要意义。
二、实验过程1.准备工作–所需材料和设备:实验样品、电子天平、干燥箱等。
–实验场地和条件:实验在实验室内进行,保持恒定的温度和相对湿度。
–实验样品来源和制备方法:准备不同材料的样品,按照规定尺寸和质量进行制备。
2.数据收集–记录实验样品的初始质量和尺寸。
–设定实验周期和时间间隔,以便定期测量样品质量。
–在实验过程中,定期测量并记录样品质量,同时记录相应的时间。
3.实验步骤–按照实验计划,将样品置于干燥箱中。
–设定合适的干燥温度和时间,进行干燥操作。
实验四干燥速率曲线与干燥速率曲线测定一、实验目的1. 测定在恒定干燥条件下,物料的干燥曲线与干燥速率曲线。
2. 用湿球法测定空气的湿度。
3. 测定恒速干燥阶段的传质系数KH和传热系数a。
4. 了解影响干燥速率曲线的主要因素。
二、实验原理1. 恒定干燥条件——干燥过程中湿空气的温度、湿度、流速及物料接触方式均保持不变。
2. 干燥速率U=﹣,kg/(m2·s)U=﹣Gc——绝干物料质量,kg; A——物料干燥表面积,m2 。
以干燥时间τ对物料干基含水率X作图,可得干燥曲线,如图a所示。
以物料干基含水率X对干燥速率U作图,可得干燥速率曲线,如图b所示。
1.传质系数和传热系数a的确定在恒定干燥条件下,当干燥处于恒速阶段时,干燥速率可用湿度差或温度差作为推动力表示为: U=KH(HW﹣H) U=a(t﹣tW)2.湿球温度湿球温度是湿空气与湿纱布之间传热和传质达到稳态时湿纱布的温度,其关联式可由上述传热方程和传质方程推出:tW=t﹣(Hw﹣H)当空气速度为3.8~10.2 m/s 范围时,a/KH≈0.96~1.005三、实验装置1、实验装置为对流箱式干燥器。
装置结构及流程图可参见实验仿真系统干燥实验界面图。
2、本装置采用电子天平和数码显示仪表。
四、实验方法1. 首先熟悉实验原理和实验装置结构及流程。
2. 本实验物料为砖片,规格如下:Gc=100g 尺寸为100mm*40mm*8mm3. 正确操作顺序:(1)启动风机,用风量调节阀调节流量;(2)调节温控器至合适温度后,接通加热器;(3)当达到恒定温度(继电器的红绿指示灯交替亮灭)后,将物料装入干燥室内,关上干燥室门,同时尽快按动计时器按钮,此时,可按动按钮,调入原始数据记录表格;(4)按动按钮可计入当前一组原始数据,在物料含水率范围内分为15~25个数据点;(5)按动按钮,进入数据处理环境界面,可以查看数据处理结果表格,并可按动按钮,选择或按钮,查看曲线图及其回归方程式;(6)如认为数据点分布不合适,可按动返回实验环境,按动按钮后重新做实验。
实验报告:干燥曲线与干燥速率曲线的测定实验目的:本实验旨在通过测定材料的干燥曲线和干燥速率曲线,了解材料在不同湿度条件下的干燥过程,并分析干燥速率的变化规律。
实验原理:材料在干燥过程中,其湿度会随着时间的推移而降低。
干燥曲线是描述材料湿度与干燥时间的关系曲线,通常以湿度与时间的对数值作为纵坐标和横坐标。
干燥速率曲线则是描述材料的干燥速率随时间变化的曲线,干燥速率可通过计算湿度的变化率得到。
实验步骤:准备样品:选取一定量的待测材料样品,记录其初始湿度。
设置实验条件:确定干燥温度、相对湿度和通风速度等实验条件,并进行记录。
开始测定:将样品放置在干燥器中,根据设定的实验条件进行干燥。
定时测量样品的湿度,并记录下来。
绘制干燥曲线:根据测得的湿度数据,绘制湿度与时间的对数值曲线。
计算干燥速率:根据湿度数据,计算每个时间点的干燥速率,并绘制干燥速率随时间变化的曲线。
实验结果:根据实际实验数据,绘制出干燥曲线和干燥速率曲线。
干燥曲线展现了样品湿度随时间的变化趋势,通常呈现出逐渐降低的趋势。
干燥速率曲线则表明了干燥速率随时间的变化,通常开始时速率较高,随着时间的推移逐渐减小。
实验讨论与结论:根据实验结果分析,可以得出关于材料干燥的一些结论。
例如,湿度较高时,干燥速率较快,而当湿度接近饱和时,干燥速率逐渐减慢。
此外,不同材料的干燥曲线和干燥速率曲线可能存在差异,这取决于材料的特性和物理化学性质。
实验中可能存在的误差来源包括实验条件的控制不准确、湿度测量的误差等,这些因素可能会对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验的准确性,可以采取多次重复实验并进行数据的平均处理。
干燥速率曲线测定实验报告一、实验目的干燥速率曲线的测定是为了了解物料在干燥过程中的水分变化情况,以及干燥速率与时间、温度、湿度等因素的关系。
通过本次实验,掌握干燥操作的基本原理和实验方法,学会使用相关仪器设备,分析实验数据,绘制干燥速率曲线,并对干燥过程进行分析和讨论。
二、实验原理干燥是利用热能使湿物料中的水分汽化并排除,从而获得干燥产品的过程。
在干燥过程中,物料的含水量随时间不断变化,而干燥速率则是单位时间内单位干燥面积上蒸发的水分量。
干燥速率可以通过对物料重量随时间的变化进行测量和计算得到。
当物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压时,水分会从物料表面向干燥介质中扩散,从而实现干燥。
在干燥初期,物料表面水分充足,干燥速率较高;随着干燥的进行,物料内部的水分向表面迁移的速度逐渐减慢,干燥速率也逐渐降低,直至达到平衡含水量。
三、实验设备与材料1、电热恒温鼓风干燥箱2、电子天平3、不锈钢盘4、湿物料(例如土豆片、湿棉花等)四、实验步骤1、准备一定量的湿物料,并称量其初始重量$m_0$。
2、将湿物料均匀铺在不锈钢盘中,放入已预热至设定温度的干燥箱内。
3、每隔一定时间(例如 5 分钟)取出物料,迅速在电子天平上称量其重量$m_i$,记录时间$t_i$。
4、重复步骤 3,直到物料的重量基本不再变化,即达到恒重。
5、关闭干燥箱,整理实验仪器和场地。
五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据的示例:|时间(min)|物料重量(g)||::|::|| 0 | 1000 || 5 | 850 || 10 | 700 || 15 | 580 || 20 | 480 || 25 | 400 || 30 | 350 || 35 | 320 || 40 | 300 |根据实验数据,可以计算出每个时间间隔内物料失去的水分量$\Delta m_i$:$\Delta m_i = m_{i-1} m_i$然后计算出干燥速率$u_i$:$u_i =\frac{\Delta m_i}{A \Delta t}$其中,$A$为物料的干燥面积,$\Delta t$为时间间隔。
干燥速率曲线测定实验报告1. 背景干燥速率是指在特定条件下,物质从液态或湿态转变为固态的速度。
干燥速率曲线是描述物质干燥过程中水分含量随时间变化的曲线。
了解干燥速率曲线对于控制和优化干燥过程具有重要意义。
2. 实验目的本实验旨在通过测定不同条件下物质的干燥速率曲线,探究影响干燥速率的因素,并提出相应的建议。
3. 实验原理本实验采用重量法测定物质的水分含量随时间的变化情况,通过计算得到干燥速率。
具体步骤如下:1.将待测样品放入恒温箱中,设定适当的温度和湿度。
2.在一定时间间隔内,取出样品并立即称重,记录下水分含量。
3.根据称重结果计算出每个时间点的水分含量,并绘制干燥速率曲线。
4. 实验装置与试剂•恒温箱:用于控制温度和湿度。
•电子天平:用于称重样品。
•待测样品:选择不同类型的物质进行干燥速率曲线测定。
5. 实验步骤1.准备样品:选择不同类型的物质作为待测样品,确保样品质量和初始水分含量均匀。
2.设置实验条件:根据实验要求,在恒温箱中设定适当的温度和湿度。
3.测定干燥速率曲线:按照实验原理中的步骤进行,取出样品并立即称重,记录下水分含量。
重复该过程直到水分含量趋于稳定。
4.数据处理与分析:根据称重结果计算出每个时间点的水分含量,并绘制干燥速率曲线。
6. 结果与讨论通过实验测定得到了不同条件下物质的干燥速率曲线。
根据实验结果可以得出以下结论:1.温度对干燥速率有显著影响:随着温度的升高,物质的干燥速率增加。
这是因为高温可以提高水分蒸发和扩散速度,促进物质从液态或湿态向固态的转变。
2.湿度对干燥速率也有一定影响:在相同温度下,湿度越低,物质的干燥速率越快。
这是因为低湿度可以提供更大的水分蒸发潜力,使物质更容易失去水分。
3.不同类型的物质具有不同的干燥速率:由于物质的成分和结构不同,其干燥速率也会有所差异。
含有大量水分的物质通常比含水量较低的物质干燥速率更慢。
基于上述结论,我们可以提出以下建议:1.在实际生产中,根据待干燥物质的特性选择合适的温度和湿度条件,以达到最佳干燥效果。
干燥速率曲线的测定实验一、实验目的1.熟悉厢式干燥器的构造和操作;2.测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变,物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线;3.测定该物料的临界湿含量X0;4.掌握有关测量和控制仪器的使用方法。
二、实验原理干燥过程可分为两个阶段,分别为恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
1.干燥速率的测定(1)式中:U-干燥速率,kg/(m2.h);S-干燥面积,m2(实验室现场提供);-时间间隔,h;-时间间隔内干燥气化的水分量,kg。
2.物料干基含水量(2)式中:X-物料干基含水量,kg水/kg绝干物料;-固体湿物料的量,kg;-绝干物料量,kg。
3.恒速干燥阶段,物料表面与空气之间对流传热系数的测定(3)(4)式中:-恒速干燥阶段物料表面积与空气之间的对流传热系数,W/(m2.℃);-恒速干燥阶段的干燥速率,kg/(m2.s);tw-干燥器内空气的湿球温度,℃;-干燥器内空气的干球温度,℃;-tw℃下水的气化热,J/kg。
三、实验装置流程1.装置流程空气用风机送入电加热器,经加热的空气流入干燥室,加热干燥室中的湿毛毡后,经排出管道排入大气中。
随着干燥过程的进行,物料失去的水分量由称重传感器和智能数显仪表记录下来。
实验装置如图1所示。
图1干燥装置流程图1-风机;2-管道;3-孔板流量计;4-加热器;5-厢式干燥器;6-气流均布器;7-重量传感器;8-湿毛毡;9-玻璃视镜门;10-仪控柜;11-蝶阀2.主要设备及仪器鼓风机:MY250W,250W电加热器:4.5KW干燥室:180mm×180mm×1250mm干燥物料:湿毛毡称重传感器:YZ108A型,0-300g四、实验步骤及注意事项1.实验步骤1)打开仪表控制柜上的仪表电源开关,打开风机电源开关,再按下加热管启动按钮,通过仪表自动控制干燥室温度在70℃。
2)将毛毡加水润湿均匀,注意水量不能过多或过少。
实验一 干燥特性曲线测定实验一、实验目的1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。
2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。
3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。
4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。
二、基本原理在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时,被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。
由于实际生产中的被干燥物料的性质千变万化,因此对于大多数具体的被干燥物料而言,其干燥特性数据常常需要通过实验测定。
按干燥过程中空气状态参数是否变化,可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。
若用大量空气干燥少量物料,则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变,再加上气流速度、与物料的接触方式不变,则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。
1. 干燥速率的定义干燥速率的定义为单位干燥面积(提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量。
即CG dX dWU Ad Ad ττ==- (1)式中,U -干燥速率,又称干燥通量,kg/(m 2s );A -干燥表面积,m 2; W -汽化的湿分量,kg ;τ -干燥时间,s ;Gc -绝干物料的质量,kg ;X -物料湿含量,kg 湿分/kg 干物料,负号表示X 随干燥时间的增加而减少。
2. 干燥速率的测定方法将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验,随着干燥时间的延长,水分不断汽化,湿物料质量减少。
若记录物料不同时间下质量G ,直到物料质量不变为止,也就是物料在该条件下达到干燥极限为止,此时留在物料中的水分就是平衡水分X *。
再将物料烘干后称重得到绝干物料重Gc ,则物料中瞬间含水率X 为G GcX Gc-=(2) 计算出每一时刻的瞬间含水率X ,然后将X 对干燥时间τ作图,如图4-1,即为干燥曲线。
实验六 干燥曲线和干燥速率曲线的测定一、 实验目的1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法;2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法;3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法;二、实验原理当湿物料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,干燥过程分为两个阶段。
恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
恒速阶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浸透水的工业呢进行干燥,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。
1、干燥速率的测定 ττ∆∆-=-=X SG d dX SG U C C2、被干燥物料的重量G D T G G G -=3、物料的干基含水量X CC G G G X -=4、恒速阶段的对流传热系数α wtw S t t r U tS Q -=∆=α5、式样放置处空气流速的计算,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:002027327320273273t t t V V++⨯++⨯=流三、实验装置与流程将湿润的工业呢,悬挂于干燥室内的料盘,干燥室其侧面及底面均外包绝热材料,防止导热影响。
空气由鼓风机送入电加热器,经加热的空气流入干燥室,加热干燥室料盘中的湿物料后,经排出管道通入大气中。
随着干燥过程的进行,物料失去的水分量由重量传感器转化为电信号,并由智能数显仪记录下来。
四、实验步骤1. 按下电源开关的绿色按键,再按变频器开关(RUN/STOP),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(1.05-1.15)。
3. 在温度显示控制仪表上,利用(<,∨,∧)键调节实验所需温度值(60℃)(SV)窗口显示,此时(PV)窗口所显示的即为干燥器实际干球温度值,按下加热开关,让电热器通电。
干燥速率曲线测定实验报告1. 背景干燥速率是指液体中的水分逐渐蒸发并转化为气体的速度。
干燥速率的测定对于许多行业具有重要意义,例如食品工业、冶金工业、化工工业等。
了解干燥速率对于控制干燥过程、提高产品质量以及降低能耗具有重要作用。
本实验旨在测定不同条件下干燥速率的变化,并绘制干燥速率曲线,以便更好地了解干燥过程中的质量变化和能量转化。
2. 实验分析2.1 实验目的•测定不同条件下的干燥速率;•绘制干燥速率曲线;•分析干燥速率与干燥条件的关系。
2.2 实验装置和材料•干燥仪:用于对样品进行干燥的实验装置;•湿度控制器:用于控制干燥仪内的湿度;•电子称:用于测量样品的质量;•电子计时器:用于测定干燥时间;•不同条件下的样品:例如食物、化工原料等。
2.3 实验步骤1.打开干燥仪,将样品放置在干燥仪内;2.使用湿度控制器设置所需的湿度,并将湿度控制器连接到干燥仪;3.使用电子称测量样品的初始质量,并记录下来;4.开始计时器,开始计时;5.定期(例如每隔15分钟)测量样品的质量,直到质量基本不再变化;6.停止计时器,记录干燥时间;7.计算干燥速率,并根据不同条件绘制干燥速率曲线。
2.4 实验结果分析通过实验获取的数据,可以计算出不同条件下的干燥速率,并绘制干燥速率曲线。
根据曲线的形状和趋势,可以得出以下结论:1.干燥速率随着时间的增加而减小,说明干燥速率与时间呈负相关关系;2.干燥速率受干燥条件的影响较大,湿度越低、温度越高,干燥速率越大;3.不同材料的干燥速率存在差异,这可能与材料的物理性质和化学成分有关。
2.5 结果讨论通过实验结果的分析,我们可以得出以下结论和讨论:1.干燥速率曲线呈指数下降趋势,说明干燥过程中的水分蒸发是一个逐渐减缓的过程;2.在相同时间内,不同条件下的干燥速率存在较大的差异,因此在实际生产中应根据具体情况选择适当的干燥条件以提高效率;3.干燥速率受材料性质的影响较大,因此在干燥过程中应充分了解材料的性质,采取相应的措施以提高干燥速率。
干燥速率曲线测定实验报告干燥速率曲线测定实验报告一、引言干燥是一种将湿度高的物质转化为湿度低的过程,广泛应用于食品加工、制药、化工等领域。
干燥速率曲线是评估干燥过程中水分迁移速度的重要指标。
本实验旨在通过测定不同温度下某种物质的干燥速率曲线,探究干燥过程中的水分迁移规律。
二、实验方法1.实验材料:选取某种食品原料作为实验材料,将其切割成均匀的小块。
2.实验装置:使用恒温恒湿箱作为实验装置,通过控制箱内温度和湿度来模拟干燥环境。
3.实验步骤:(1) 将实验材料均匀分布在恒温恒湿箱内的托盘上。
(2) 将恒温恒湿箱设定为不同的温度,如30℃、40℃、50℃等。
(3) 记录不同时间点下实验材料的质量,并计算出相应的干燥速率。
(4) 绘制干燥速率曲线。
三、实验结果通过实验测定,得到了不同温度下的干燥速率曲线。
以30℃、40℃、50℃为例,得到的曲线如下图所示。
[插入干燥速率曲线图]从图中可以明显看出,随着温度的升高,干燥速率呈现出逐渐增大的趋势。
在初始阶段,干燥速率较低,随着时间的推移逐渐增大,最终趋于稳定。
不同温度下的干燥速率曲线形状相似,但干燥速率的大小有所差异。
四、实验分析1.温度对干燥速率的影响从实验结果可以看出,温度是影响干燥速率的重要因素。
随着温度的升高,物质内部的分子运动加剧,水分分子的扩散速度增大,导致干燥速率增加。
因此,提高干燥温度可以加快干燥过程,提高生产效率。
2.干燥速率曲线的特点干燥速率曲线呈现出初始阶段干燥速率较低,随着时间的推移逐渐增大,最终趋于稳定的特点。
这是因为在初始阶段,物质表面的水分蒸发速度较快,但内部水分的扩散速度较慢,导致干燥速率较低。
随着时间的推移,物质内部的水分逐渐向表面迁移,使得干燥速率逐渐增大。
当物质内部水分的迁移速度与表面蒸发速度达到平衡时,干燥速率趋于稳定。
3.干燥速率的应用干燥速率是评估干燥过程中水分迁移速度的重要指标。
在工业生产中,通过测定干燥速率曲线可以确定最佳的干燥条件,提高干燥效率。
干燥速率曲线测定实验报告引言干燥速率是指物质在特定条件下失去水分的速度。
了解干燥速率对于许多行业和领域都非常重要,例如食品加工、纸张制造和药物生产等。
本实验旨在通过测定材料的干燥速率曲线,来了解不同条件下的干燥过程。
实验原理干燥速率曲线的测定是通过将材料置于特定环境中,并测量其失去水分的速度来完成的。
实验过程中,我们需要记录材料的质量随时间的变化。
实验材料和设备•实验材料:选取适合本实验的材料,如纸张、食品等。
•称量器:用于测量材料的质量。
•温湿度计:测量环境的温度和湿度。
•实验室天平:用于测量材料的质量。
实验步骤1.准备工作:–将实验材料准备好,并记录其初始质量。
–准备好称量器、温湿度计和实验室天平。
2.创建实验环境:–将温湿度计放置在实验室中,以记录环境的温度和湿度。
–保持实验室中的温度和湿度稳定。
3.开始实验:–将材料放置在实验室天平上,并记录其初始质量。
–启动实验室天平,开始记录材料的质量随时间的变化。
4.测量间隔:–每隔一段时间(如30分钟),记录一次材料的质量。
–注意记录的时间和对应的质量值。
5.实验结束:–当材料的质量变化趋于稳定时,结束实验。
–记录实验结束时的材料质量。
实验数据记录与分析根据实验步骤中记录的数据,我们可以绘制干燥速率曲线。
曲线的横坐标表示时间,纵坐标表示材料的质量。
通过观察曲线的变化,我们可以得出以下结论:1.初始阶段:在材料刚开始干燥的时候,干燥速率较快,材料的质量迅速减小。
2.平稳阶段:随着时间的推移,材料的质量减少速度逐渐减慢,呈现出平稳的趋势。
3.终止阶段:当材料的质量几乎不再变化时,即达到最终的干燥状态。
总结与讨论本实验通过测定干燥速率曲线,使我们能够更好地了解材料在不同条件下的干燥过程。
通过分析干燥速率曲线,我们可以得出该材料的干燥特性,并根据需要调整干燥过程的条件。
在实际应用中,了解干燥速率曲线对于优化干燥过程、提高生产效率和保证产品质量非常重要。
通过控制干燥过程中的温度、湿度和通风条件等因素,可以有效地控制干燥速率,提高生产效率。
干燥速率曲线的测定实验一、实验内容(1)在一定干燥条件下测定硅胶颗粒的干燥速率曲线;(2)测定气体通过干燥器的压降。
二、实验目的(1)了解测定物料干燥速率曲线的工程意义(2)学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和实验方法。
(3)了解影响干燥速率的有关工程因素,熟悉流化床干燥器的结构特点及操作方法。
三、实验基本原理干燥时指采用某种方式将热量传给湿物料,使其中的湿分(水或者有机溶剂)汽化分离的单元操作,在化工,轻工及农、林、渔业产品的加工等领域有广泛的应用。
干燥过程不仅涉及到气、固两相间的传热和传质,而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料向内部表面传质的机理。
由于物料的含水性质和物料的形状及内部结构不同,干燥过程速率受到物料性质,含水量,含水性质,热介质性质和设备类型等各种因素的影响。
目前,尚无成熟的理论方法来计算干燥速率,工业上仍需依赖于实验解决干燥问题。
物料的含水量,一般多用相对于湿物料总量的水分含量,即以湿物料为基准的含水率,用ω(kg水分/kg湿物料)来表示,但干燥时物料总量不断发生变化,所以,采用以干物料为基准的含水率X(kg水分/kg干物料)来表示较为方便。
ω和X之间有如下关系:X=ω1−ωω=X 1+X在干燥过程的设计和操作时,干燥速率是一个非常重要的参数。
例如对于干燥设备的设计或选型,通常规定干燥时间和干燥工艺要求,需要确定干燥器的类型和干燥面积,或者,在干燥操作时,设备的类型及干燥器的面积已定,规定工艺要求,确定所需干燥时间。
这都是需要知道物料的干燥特性,即干燥速率曲线。
干燥速率一般用单位时间内单位面积上汽化的水量表示N A=dωAdτ式中N A——干燥速率,kg/(m2·s);ω——干燥除去的水量,kg;A——平均面积,m2;τ——干燥时间,s。
干燥速率也可以以干物料为基准,用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量表示N A‘=dωG c dτ式中G c——干物料质量,kg。
干燥速率曲线测定实验讲义一、实验目得1.掌握干燥曲线与干燥速率曲线得测定方法。
2.学习物料含水量得测定方法。
3.加深对物料临界含水量Xc得概念及其影响因素得理解。
4.学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数得测定方法。
二、实验内容1.每组在某固定得空气流量与某固定得空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线与临界含水量。
2.测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。
三、实验原理当湿物料与干燥介质相接触时,物料表面得水分开始气化,并向周围介质传递。
根据干燥过程中不同期间得特点,干燥过程可分为两个阶段。
第一个阶段为恒速干燥阶段。
在过程开始时,由于整个物料得湿含量较大,其内部得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得气化速率所控制,故此阶段亦称为表面气化控制阶段。
在此阶段,干燥介质传给物料得热量全部用于水分得气化,物料表面得温度维持恒定(等于热空气湿球温度),物料表面处得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得速率低于物料表面水分得气化速率,干燥速率为水分在物料内部得传递速率所控制。
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,物料内部水分得迁移速率也逐渐减少,故干燥速率不断下降。
恒速段得干燥速率与临界含水量得影响因素主要有:固体物料得种类与性质;固体物料层得厚度或颗粒大小;空气得温度、湿度与流速;空气与固体物料间得相对运动方式。
恒速段得干燥速率与临界含水量就是干燥过程研究与干燥器设计得重要数据。
本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥,测定干燥曲线与干燥速率曲线,目得就是掌握恒速段干燥速率与临界含水量得测定方法及其影响因素。
1.干燥速率得测定(7-1)式中:—干燥速率,kg /(m2·h);—干燥面积,m2,(实验室现场提供);—时间间隔,h;—时间间隔内干燥气化得水分量,kg。
2.物料干基含水量(7-2)式中:—物料干基含水量,kg水/ kg绝干物料;—固体湿物料得量,kg;—绝干物料量,kg。
3.恒速干燥阶段,物料表面与空气之间对流传热系数得测定(7-3)(7-4)式中:—恒速干燥阶段物料表面与空气之间得对流传热系数,W/(m2·℃);—恒速干燥阶段得干燥速率,kg/(m2·s);—干燥器内空气得湿球温度,℃;—干燥器内空气得干球温度,℃;—℃下水得气化热,J/ kg。
4.干燥器内空气实际体积流量得计算由节流式流量计得流量公式与理想气体得状态方程式可推导出:(7-5)式中:—干燥器内空气实际流量,m3/ s;—流量计处空气得温度,℃;—常压下t0℃时空气得流量,m3/ s;—干燥器内空气得温度,℃。
(7-6)(7-7)式中:C0—流量计流量系数,C0=0、67A0—节流孔开孔面积,m2;d0—节流孔开孔直径, 第1-4套d0=0、0500 m,第5-8套d0=0、0450 m;ΔP—节流孔上下游两侧压力差,Pa;ρ—孔板流量计处时空气得密度,kg/m3。
四、实验装置与流程1.仿真工艺图图1、洞道干燥实验现场图2.主体设备表1 干燥设备得结构认识位号名称用途类型P101 风机提供空气流量非变频动力装置U101 电加热器给空气加热电导加热设备V101 洞道干燥器干燥室通风设备3.测量仪表根据对流程得认识,在下面得表格中填写相关内容。
表2 测量仪表认识仪表位号单位温度空气进口温度计T101 ℃干球温度计T102 ℃湿球温度计T103 ℃压降孔板流量计压降PV Kpa温度物料重量传感器GW g4.实验说明空气通过阀门V12由风机提供动力,一定流量得空气通过电加热后进入洞道干燥室,干燥里面得湿物料,物料重量得变化通过重量传感器传递到仪表显示。
携带水分得空气由阀门V10排出。
旁路阀V11用来调节进口空气得湿度与流量。
本实验有四种物料可供选择,同一种物料下,改变空气流量与温度可以做不同得并行验证实验,检验空气流量与温度对干燥效果得影响。
五、实验步骤A.实验前得准备工作1.将被干燥得物料试样在水中进行充分浸泡;2.向湿球温度计得蓄水池中加水;3.全开新鲜空气进口阀与废气排出阀,全关废气循环阀;4.将空气流量调节阀全开,以启动时保护电机;5.将空气预热器加热电压调节旋钮拧至全关状态,防止启动时功率过大,烧坏加热器;B.实验操作步骤1.请从四种物料中选择一种需要实验测试得物料。
2.输入实验参数,包括支架重量,浸水后物料重量,浸水前物料重量,空气温度,环境湿度,大气压力,节流孔开孔直径与物料面积。
3.调节送风机吸入口得蝶阀V12到全开得位置,启动风机,4.用废气排出阀V10与废气循环阀V11调节到指定得流量后,开启加热电源。
在智能仪表中设定干球温度,仪表自动调节到指定得温度。
5.在空气温度、流量稳定得条件下,用重量传感器测定支架得重量并记录下来。
6.在稳定得条件下,记录干燥时间每隔2分钟干燥物料减轻得重量。
直至干燥物料得重量不再明显减轻为止。
7.变空气流量或温度,重复上述实验。
8.改变物料,重新进行上述实验。
9.关闭加热电源,待干球温度降至常温后关闭风机电源与总电源。
10.实验完毕,一切复原。
六、注意事项1.重量传感器得量程为(0--200克),精度较高。
2.干燥器内必须有空气流过才能开启加热,防止干烧损坏加热器,出现事故。
3.干燥物料要充分浸湿,但不能有水滴自由滴下,否则将影响实验数据得正确性,请注意输入物料初始重量得范围。
4.实验开始后不要改变智能仪表得设置。
七、报告内容1.根据实验结果绘制出干燥曲线、干燥速率曲线,并得出恒定干燥速率、临界含水量、平衡含水量。
2.计算出恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。
3.试分析空气流量或温度对恒定干燥速率、临界含水量得影响。
八、思考题1.空气湿度一定时,相对湿度φ与温度T得关系就是:a、T越大,φ越大b、T越大,φ越小c、T与φ无关答案:B2.临界含水量与平衡含水量得关系就是:a、临界含水量>平衡含水量b、临界含水量=平衡含水量c、临界含水量<平衡含水量答案:A3.下列关于干燥速率u得说法正确得就是:a、温度越高,u越大b、气速越大,u越大c、干燥面积越大,u越小答案:A、B4.干燥速率就是:a、被干燥物料中液体得蒸发量随时间得变化率b、被干燥物料单位表面积液体得蒸发量随时间得变化率c、被干燥物料单位表面积液体得蒸发量随温度得变化率d、当推动力为单位湿度差时, 单位表面积上单位时间内液体得蒸发量答案:B5.若干燥室不向外界环境散热时,通过干燥室得空气将经历什么变化过程?a、等温过程b、绝热增湿过程c、近似得等焓过程d、等湿过程答案:B、C6.本实验中如果湿球温度计指示温度升高了,可能得原因有:a、湿球温度计得棉纱球缺水b、湿球温度计得棉纱被水淹没c、入口空气得焓值增大了,而干球温度未变d、入口空气得焓值未变,而干球温度升高了答案:A、B、C7.本实验装置采用部分干燥介质(空气)循环使用得方法就是为了:a、在保证一定传质推动力得前提下节约热能b、提高传质推动力c、提高干燥速率答案:A8.本实验中空气加热器出入口相对湿度之比等于什么?a、入口温度:出口温度b、出口温度:入口温度c、入口温度下水得饱与与蒸气压:出口温度下水得饱与蒸气压d、出口温度下水得饱与与蒸气压:入口温度下水得饱与蒸气压答案:C9.物料在一定干燥条件下得临界干基含水率为:a、干燥速率为零时得干基含水率b、干燥速率曲线上由恒速转为降速得那一点上得干基含水率c、干燥速率曲线上由降速转为恒速得那一点上得干基含水率d、恒速干燥线上任一点所对应得干基含水率答案:B10.等式(t-t w)a/r=k (H w-H)在什么条件下成立?a、恒速干燥条件下b、物料表面温度等于空气得湿球温度时c、物料表面温度接近空气得绝热饱与与温度时d、降速干燥条件下e、物料升温阶段答案:A、B、C11.下列条件中哪些有利于干燥过程进行?a、提高空气温度b、降低空气湿度c、提高空气流速d、提高入口空气湿度e、降低入口空气相对湿度答案:A、B、C、E12.若本实验中干燥室不向外界散热,则入口与出口处空气得湿球温度得关系就是:a、入口湿球球温度>出口湿球温度b、入口湿球球温度<出口湿球温度c、入口湿球球温度=出口湿球温度答案:C九、参考文献[1] 冷士良、化工单元过程及操作、北京:化学工业出版社,2002[2] 张金利等、化工原理实验、天津:天津大学出版社,2005[3] 杨祖荣、化工原理实验、北京:化学工业出版社,2004。