化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验

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 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。

干燥曲线及干燥速率曲线测定实验误差分析引言干燥曲线及干燥速率曲线测定实验是一种常用的方法，用于研究物质在干燥过程中的变化规律和干燥速率的变化情况。

通过该实验，可以获得物质的干燥曲线以及干燥速率曲线，对于研究物质的干燥性质、优化干燥工艺有着重要的意义。

干燥曲线是描述物质在不同时间下含水率随干燥时间的变化情况的曲线。

它可以反映物质的含水率与干燥时间之间的关系，帮助我们了解物质的干燥速度和干燥程度。

干燥速率曲线则是描述物质在不同时间下干燥速率随干燥时间的变化情况的曲线。

通过干燥速率曲线，我们可以了解物质的干燥速率随时间的变化规律，有助于确定最佳的干燥时间和干燥条件。

该实验在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。

在工业生产中，通过干燥曲线及干燥速率曲线的分析，可以制定合理的干燥工艺，提高产品的质量和产量。

在科学研究中，通过该实验可以深入研究物质的干燥性质，为新材料的开发和应用提供科学依据。

本文将对干燥曲线及干燥速率曲线测定实验的误差进行分析，旨在提供更准确和可靠的实验结果。

请继续阅读后续章节，了解这一实验的误差来源、影响因素以及减小误差的方法。

本文将介绍干燥曲线及干燥速率曲线测定实验的具体步骤，包括样品准备、实验设备和测量方法等内容。

样品准备准备需要进行干燥曲线及干燥速率曲线测定的样品。

确保样品质量符合实验要求，特别是样品的湿度要在合理的范围内。

实验设备准备实验室设备，包括干燥室、天平和温度测量仪器等。

确保实验设备的准确度和精度，以确保实验结果的可靠性。

测量方法将样品放置在干燥室中，设定合适的温度和湿度条件。

定期测量样品的质量和温度，记录下相应的数据。

根据测量数据，可以绘制干燥曲线和干燥速率曲线。

注意，测量过程中要遵循操作规程，防止实验误差的产生。

数据分析对测量得到的干燥曲线和干燥速率曲线进行分析。

比较不同样品之间干燥过程的差异，寻找规律和趋势。

计算实验误差，评估实验的准确性和可重复性。

以上就是干燥曲线及干燥速率曲线测定实验的具体步骤概述，希望对您有所帮助。

⼲燥速率曲线的测定实验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=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。

实验八 干燥实验一、实验目的1.了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。

2.掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。

3.测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。

4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数α的测定方法。

二、实验内容1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其影响因素。

2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数α和传质系数K H 。

三、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。

概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。

目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大多采用实验的方法。

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。

本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。

测定单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。

物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用ω来表示。

但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干基料为基准的含水量X 表示更为方便。

ω与X 的关系为：X =-ωω1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料；ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。

物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。

化工原理实验报告实验名称：流化床干燥实验实验目的：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X 0及恒速阶段的传质系数K H 及降速阶段的比例系数Kx 。

实验仪器：电子测量仪、烘箱、流化床实验设备一套 实验原理：1、 流化曲线在试验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线如下当气速较小时，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，压降与气流成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。

当气速逐渐增加（进入BC 段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。

当气速继续增大，进入流化阶段（CD 段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。

当气速增大至某一值后（D 点），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 点出的流速即被称为带出速度（u 0）。

在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的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。

C 点处的流速被称为起始流化速度（u mf ）。

2、 干燥特性曲线将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X ）与时间（τ）的关系曲线的斜率即为干燥速率（u ）。

将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线。

干燥过程可分以下三个阶段。

气体流速 u /m/su 0床层压降△p /k P aumf流化曲线B C A A ’DE图-1图-2（1）、物料预热阶段（AB 段）在开始干燥时，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水 随时间变化不大。

厢式干燥器干燥速率曲线的测定一、实验目的：1．熟悉常压下厢式干燥器的构造与操作2．掌握物料在干燥条件不变时干燥速率曲线（U —X ）的测定方法 二、实验原理本实验是用不饱和的热空气作为干燥介质去干燥湿物料。

即热量由空气传至被干燥的物料，以供应物料中水分汽化所需的热量。

物料中的水分以扩散方式进入空气。

水分的扩散过程分为两步，首先是由物料内部扩散到物料表面，然后由表面扩散到空气中。

开始时，物料的内部水分能迅速达到物料表面，水分的去除速率为物料表面上水分的汽化速率所限制，此阶段称为表面汽化控制阶段。

在此阶段内干燥速率不变，又称恒速干燥阶段。

当物料中水分逐渐减少，水分不能及时由物料内部扩散到表面，为水分内部扩散速率所控制。

此阶段称为内部扩散控制阶段。

在此阶段内干燥速率开始不断降低，又称降速阶段。

上述开始降速时的物料含水率称临界含水率。

影响干燥速度的因素很多，它与物料及干燥介质的情况都有关系，本实验在干燥条件——空气的湿度、温度及速度恒定不变下，对于同类的物料，当厚度及形状一定时，有如下函数关系：)()(τf x f u ==)(ττ∆∆-=-=XA G Ad dX G u c cccn n G G G X -=X G X X G G G c n n c n n ∆=-=-++)(1121nn n X X X +=- 三、实验装置流程本实验采用厢式干燥器干燥陶片砖，实验装置如图1所示。

在离心式通风机的作用下，干燥空气在干燥器通道内循环流动，在进入干燥室前，通过加热器，在控温装置的作用下，保持温度不变。

为了保证空气的湿度在干燥过程中保持不变，在风机的前、后管道上设有片阀，利用前者补充适当的新鲜干空气，依靠后者排出适当量的含湿气体。

气体的流量利用孔板流量计结合微压差计测定，实验装置设有干球和湿球温度计，气体流速用蝶阀控制。

干燥样品的重量变化用天平、砝码和秒表合作测定。

图1. 厢式干燥器实验装置示意图四、实验步骤1．实验前将试样放入水中浸泡。

化工原理实验报告实验名称：干燥速率曲线的测定实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：日期：一、实验目的1、熟悉常压洞道法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、定该物料的临界湿含量X 0；4、掌握有关测量和控制仪器的使用方法。

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，由于整个物料的湿含量较大，其内部的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的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。

在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定(等于热空气湿球温度)，物料表面处的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的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。

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，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。

恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。

恒速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帆布物料进行干燥，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∆∆≈=S W Sd dW U '' （1）式中：U —干燥速率，kg/(m 2•h)；S—干燥面积，m 2，(实验室现场提供)；τ∆—时间间隔，h ；'W ∆—τ∆—时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。

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。