干燥曲线与干燥速率曲线的测定

干燥速率曲线的测定实验何川（1359101）同组人员：杨世琪施明超2016.04.29一、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）了解测定物料干燥曲线的意义。

（2）学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和方法。

（3）了解影响干燥速率的有关的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作办法。

三、实验原理干燥是指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分（水或有机溶剂）汽化单元的单元操作。

干燥过程不仅涉及到气、固两性间的传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。

物料的含水量采用以干物料为基准的含水量X（kg水分/kg干物料）来表示较为方便。

w （kg水分/kg湿物料）和X（kg水分/kg干物料）之间有如下关系X=w1−w①w=X②干燥速率一般用单位时间内单位干燥面积上汽化的水量表示N A=dwAdτ③式③中N A—干燥速率，kg/(m2∙s)；w—干燥除去的水量，kg；A—平均面积，m2；τ—干燥时间，s。

干燥速率用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量来表示N A′=dwG c dτ④式④中G c—干物料质量，kg。

因为 dw=−G c dX因此 N A′=−dXdτ⑤干燥实验的目的是在一定的干燥条件下，加热空气的温度、湿度、以及气速、空气的流动方式均不变，测定干燥曲线和干燥速率曲线。

干燥曲线可以分为两个阶段，即恒速干燥阶段和降速干燥阶段。

如图12-1和12-2所示。

恒速干燥阶段在该阶段，由于物料中含有一定量的非结合水，这部分水所表现的性质与纯水相同，热空气传入物料的热量只用来蒸发水分，因此，物料的温度基本不变，并近似等于热空气的湿球温度。

若干燥条件恒定，则干燥速率亦恒定不变。

在干燥刚开始进行时，由于物料的初温不会恰好等于空气的湿球温度，因此，干燥初期会有一为时不长的预热阶段。

降速干燥阶段在此干燥阶段中，由于物料中的大量结合水已被汽化，物料表面将逐渐变干，使水分由“表面汽化”逐渐移到物料内部，从而导致汽化面积的减小和传热途径的增长，综合其它因素，使得干燥速率不断下降，物料温度也逐渐上升，最终达到平衡含水率而终止。

实验十干燥曲线及干燥速率曲线测定实验一、实验装置干燥器类型：洞道；洞道截面积：1# A=× = 0.0221m2、2# A=× = 0.030m2加热功率：500w—1500w；空气流量：1-5m3/min；干燥温度：40--120℃孔板流量计：孔流系数C0=，孔板孔径d0=( m)重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度级；干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度级；孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度级；孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度级；图10-1 洞道干燥实验流程示意图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.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。

二、物料物料：毛毡；干燥面积：S=**2=(m2)（以实验室现场提供为准）。

绝干物料量(g)：1# G C=，2# G C=（以实验室现场提供为准）。

三、操作方法⒈ 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温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。

⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。

⒊ 用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，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的温度。

干球温度设定方法：第一套：长按——增大，设定好数值后，按键确定。

第二套：/减小，设定好后，自动确认。

⒋ 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。

此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。

⒌ 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。

干燥曲线与干燥速率曲线的的测定
干燥曲线是在一定温度条件下，将样品由初始湿度下逐渐干燥的过程中，记录下样品干燥前后的质量变化曲线。

在测定干燥曲线时，首先将待测样品大小一致地摆放于精密天平上，记录下总质量；接着将样品置放于干燥箱中，开始干燥。

干燥过程中每隔一段时间记录下样品质量，干燥完毕后记录下样品的最终质量。

将所有数据绘制成曲线，即可得到该样品的干燥曲线。

从干燥曲线中，可以得到该样品中含水量的变化规律。

通过观察干燥曲线，可以确定样品的干燥路径、含水量、干燥速率等参数。

而干燥速率曲线是指在干燥过程中，样品每单位时间的质量变化率所组成的曲线。

具体地，将样品在干燥箱中进行干燥，并在一定时间间隔内记录下质量变化数据，然后将其转换为质量变化率，以时间为横轴，干燥速率为纵轴绘制出的曲线。

通过测定干燥速率曲线，可以得到该样品在不同干燥阶段中的干燥速率。

在某些情况下，快速干燥会导致物料表面或者颗粒内部的结构性变化，使得表面易裂或粉化，从而影响干燥效果；而缓慢的干燥速率则会降低工业生产效率。

综上所述，测定干燥曲线和干燥速率曲线，对于合理制定干燥工艺、提高干燥效率、控制干燥质量具有重要的意义。

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。

实验四 干燥操作及干燥速率曲线的测定一、实验目的1. 了解厢式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。

2. 掌握物料干燥曲线的测定方法。

3. 测定湿物料的临界含水量X C 。

二、基本原理干燥曲线即物料的自由含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它反映了物料在干燥过程中，自由含水量随干燥时间变化的关系。

物料干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，其基本变化趋势如图1(a)所示。

干燥曲线中BC 段为直线，随后的一段CD 为曲线，直线和曲线的交接点为 2. 干燥速率曲线干燥速率曲线是干燥速率N A 与物料的自由含水量Xc 的关系曲线。

因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还与物料的结构及所含水份的性质有关，所以干燥速率曲线只能通过实验测得。

干燥速率由恒速阶段转为降速阶段时的含水量称为临界含水量，用Xc 表示。

此点称临界点。

干燥速率是指单位时间内从被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量，用微分式表示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m 2 s ；A ：被干燥物料的汽化面积, m 2； d ：干燥进行时间, s ；dW ：在dτ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。

实验可按下式作近似计算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时间, s ；dW ：在τ时间内从被干燥物料中汽化的水份量, kg 。

从（2）式可以看出，干燥速率N A 为Δ区间内的平均干燥速率，故其所对应的物料含水量X 为某一干燥速率下的物料平均含水量X 平。

（3）式中：X 平：某一干燥速率下，湿物料的平均含水量，kg 水/kg 绝干物料； G i , G i+1：分别为Δτ时间间隔内开始和终了时湿物料的量, kg ； G C ：湿物料中绝干物料的量, kg 。

由X 平~τ、N A ~X 平作图可分别得到干燥曲线和干燥速率曲线。

三、实验装置流程及主要设备1. 实验装置流程干燥实验装置流程示意图如图所示。

北京化工大学学生实验报告院（部）：化学工程学院姓名：学号：专业：化工班级：同组人员：课程名称：化工原理实验实验名称：干燥实验实验日期： 2014-5-15 批阅日期：成绩：教师签名：流化床干燥实验摘要：本实验通过测定不同空气流量下的床侧压降及干湿物料的质量，从而确定流化床床层压降与气速的关系曲线及流化床的干燥特性曲线。

通过实验，了解流化床的使用方法及其工作原理。

关键词：干燥，干燥速率曲线，流化床床层压降一、目的及任务1.了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。

2.掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。

3.测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。

4.掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量及恒速阶段的传质细述及降速阶段的比例系数。

二、基本原理干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。

干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。

由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。

干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。

为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。

1、流化曲线在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到的流化床床层压降与气速的关系曲线。

图1：流化曲线当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。

当气速逐渐增加（进入BC段），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，）。

便进入了气流输送阶段。

D点处流速即被称为带出速度（u在流化状态下降低气速，压降与气速关系线将沿图中的DC线返回至C点。

若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。

洞道干燥特性曲线测定实验一、实验目的1. 了解洞道干燥装置和流化床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干燥速率曲线、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而取得。

1. 干燥速率的定义干燥速率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：C G dX dWU Ad Ad ττ==-kg/(m2s)(11－1)式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；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 2. 干燥速率的测定方法（1）将电子天平开启，待用。

将快速水分测定仪开启，待用。

（2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。

（3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。

待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。

将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iCG 。

则物料中瞬间含水率iCiCi i G G G X -=。

计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。

图11－1恒定干燥条件下的干燥曲线上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。

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。