洞道干燥实验一、实验目的1、熟悉并掌握洞道干燥仪器的原理及操作步骤
2、掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法
3、学习物料含水量的测定方法
4、加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解
5、计算恒速阶段的干燥速率以及降速阶段干燥速率线斜率
6、学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算
二、实验原理物料在恒定干燥条件下的干燥过程分为三个阶段:Ⅰ物料预热阶段;Ⅱ恒速干燥阶段;Ⅲ降速阶段图2
图中AB段处于预热阶段,空气中部分热量用来加热物料
在随后的第Ⅱ阶段BC,由于物料表面存在自由水分,物料表面温度等于空气的湿球温度tw,传入的热量只用来蒸发物料表面的水分,物料含水量随时间成比例减少,干燥速率恒定且较大
到了第Ⅲ阶段,物料中含水量减少到某一临界含水量时,由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发,不足以维持物料表面保持润湿,则物料表面将形成干区,干燥速率开始降低,含水量越小,速率越慢,干燥曲线CD逐渐达到平衡含水量X*而终止
干燥速率曲线只能通过实验测得,因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件,而且还受物料性质、结构以及所含水分的性质的影响
干燥速率为单位时间内在单位面积上汽化的水分质量,用微分式表示,则为式中:——干燥速率[kg/m2s]A——干燥表面[m2]——相应的干燥时间[s]——汽化的水分量[kg]图1干燥速率曲线因为所以式(1)可改写为式中:——湿物料中绝干物料的质量[kg]——湿物料含水量[kg水/kg绝干料]负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少
式中:、——分别为时间间隔内开始和终了时湿物料的质量[kg]图2中的横坐标为相应于某干燥速率下的物料的平均含水量
以为纵坐标,某干燥速率下的湿物料的平均含水量为横坐标,即可绘出干燥速率曲线(见图2)
三、仪器与试剂与实验流程图实验装置为洞道式循环干燥器(见图2),其基本参数如下:洞道尺寸:长1