干燥速率曲线测定实验讲义

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。

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K H 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=﹣τd dX A Gc ，kg/(m2·s)−−−→−差分代微分 U=﹣τ∆∆X A Gc 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 ﹣a R K wH （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‎B C 段为直‎线，随后的一段‎C D 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NA 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 。

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。

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。

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。

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。