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1、实验九 干燥实验,化工原理实验教学研究室,化工生产中,原料、中间产品或产品中含有一定的湿分(水分或其他液体)。为满足工艺要求或产品指标,需要将超标的湿分脱除。干燥就是利用热能将固体物料中的湿分去除的单元操作,是重要的液-固分离方法之一。,化工原理实验教学研究室,一、实验目的,利用干、湿球温度计测定湿空气的湿度。 测定物料恒定干燥条件下的物料干燥曲线和速率曲线。 测定实验条件下恒速干燥阶段的传质系数RH和表面传热系数a,化工原理实验教学研究室,二、实验原理,不饱和空气作为干燥介质与湿物料接触,湿物料表面的湿分分压高于干燥介质的湿分分压,湿物料湿分向气相转移,实现了湿分和物料的分离。干燥过程极限是
2、物料表面湿分分压降到平衡分压,使传热、传质过程达到平衡。,化工原理实验教学研究室,二、实验原理,空气的干、湿球温度及湿度测量 由方程得 (9-1) 由传质速率方程得 (9-2) 又据 (9-3),化工原理实验教学研究室,二、实验原理,联立(9-1),(9-2)和(9-3),得 实验表明,对空气-水蒸气系统,在空气速度范围3.810.2m/s内,/kH是一常数,因此空气的湿度H仅是t和tw的函数。,化工原理实验教学研究室,二、实验原理,物料干燥曲线和干燥速率曲线 恒定条件下的干燥过程是间歇操作,是一个非稳态操作过程,干燥解质的性质不变,而湿物料的温度、湿含量、质量等参数随时间改变。,化工原理实验
3、教学研究室,二、实验原理,实验时物料瞬时含水量为 (kg水/kg绝干物料) 以时间对干基含水量X作图,可得干燥曲线 干燥速率为单位时间、单位面积上汽化的水分量,即 以物料含水量对干燥速率R作图,得干燥速率曲线,化工原理实验教学研究室,二、实验原理,表面传热系数和传质系数kH的确定 物料干燥速率 R=W/Akg/(m.s) 以湿度差为推动力表示为 以干、湿球温度差为推动力,则表示为,化工原理实验教学研究室,三、实验装置,化工原理实验教学研究室,四、实验要求,学生根据实验目的熟悉实验流程。 拟定实验步骤和和操作方法,经指导老师同意后开始实验操作。 按拟定的实验步骤进行操作,获得必要的实验数据,直到
4、老师同意后停止实验操作。 整理实验数据,写出实验报告。,化工原理实验教学研究室,五、实验步骤,熟悉、了解实验装置构造及仪器使用方法。 实验采用热空气为干燥介质,以浸水润湿的纱布为湿物料。实验前称出绝干纱布的质量、纱布架的质量。然后将纱布浸湿,沥去过多的水,以不滴水为宜。将纱布缠绕到纱布架上。,化工原理实验教学研究室,五、实验步骤,用纱布包裹温度计感湿球,用水润湿纱布,尾部置于小水瓶中,使湿球温度计的纱布始终保持湿润状态。将其安装到干燥器上,观察并记录干、湿球温度。 接通电源,启动风机,观察并记录干、湿球温度。此时测定空气湿度为加热前湿空气状态。,化工原理实验教学研究室,五、实验步骤,接通电加热器电源,调节调压器,加入空气,温度控制在4050,观察记录干、湿球温度。此时测定的即为空气加热后的状态。气湿度显然是不变的。 将待干燥物料(纱布和纱布架)称其质量后,迅速放入干燥其内,并开始计时。约每隔5分钟,将物料取出一次,称其质量,两次质量之差即为失水量。实验进行到物料质量基本不变时为止。,化工原理实验教学研究室,六、注意事项,湿物料湿润水分应充分,但以不滴水为宜。 测湿球温度时,应保证包裹湿球温度记得纱布始终保持湿润状态。 调节加热电流时,应使电流缓慢上升或下降,以免损失调节元件。操作结束时应关闭加热系统。,化工原理实验教学研究室,