第二篇：实验八、洞道干燥及计算机控制实验

实验八洞道干燥及计算机控制实验

一、二、三、四、五、六、七、中北大学化工原理课程组

实验目的

1、学习干燥曲线和干燥速率曲线及临界湿含量的实验

测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解；

2、学习干、湿球温度计的使用方法，学习被干燥物料

与热空气之间对流传热系数的测定方法；

3、通过实物了解干燥操作中废气循环的流程和概念；

4、实验研究恒速干燥速率，临界湿含量，平衡湿含量

随其影响因素的变化规律；

5、学习过程工业中的有关参数测量、控制仪器的使用

方法、计算机自动在线数据采集和远程控制等知识。

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基本原理

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。

第一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，故此阶段也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），物料表面处的水蒸气分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。

第二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，中北大学化工原理课程组

基本原理

故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减小，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帆布进行干燥，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GCdXGC?XU????Sd?S??中北大学化工原理课程组

基本原理

2、被干燥物料的重量G

G?GT?GD

3、物料的干基含水量X

G?GCX?GC4、恒速阶段的对流传热系数α

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设备参数

（1）洞道干燥器的洞道截面积A为：0.0221m2；

（2）鼓风：上海兴益电器厂BYF7132型三相低噪声中压风机，最大出口风压为1.7kPa，电机功率为0.55kW；

（3）空气预热器：三个电热器并联，每个电热器的额定功率为450W，额定电压为220V；

（4）重量变送器：量程0-200g，精度0.1级，输出0-5V，供电电源12VDC；

（5）压差变送器：量程0-10kPa，精度0.5级，输出4-20[mA]，供电电源24VDC；

（6）显示仪表

a.重量显示：输入0-5V，显示0-200g，供电电源220VAC；b.压差显示；c.温度显示及控制仪表。中北大学化工原理课程组

实验步骤

1、实验前的准备工作

（1）将被干燥的物料试样在水中进行充分浸泡。

（2）向湿球温度计的蓄水池中补充适量的水，使池内水面上升至适当位置

（3）将被干燥物料的空支架安装在洞道内。

（4）全开新鲜空气进口阀和废气排出阀，全关废气循环阀。

（5）将空气流量调节阀全开，以启动时保护电机。

（6）将空气预热器加热电压调节旋钮拧至全关状态。防止启动时功率过大，烧坏加热器。

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实验步骤

2、装置的实验操作方法

（1）按下电源开关的绿色按键，再按风机开关按钮，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。

（3）在温度显示控制仪表上，按住[set]键2、3秒钟，直至sv窗口显示[SU]，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度所要达到的指定值，可通过仪表上的上移、左移键改变设定值，设定值设定好后按一下[set]键，改变到下一参数的设定（此后的参数不需改变），然后按一下[A/M]键回到仪表控制状态。按下加热开关，让电热器通电。

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实验步骤

2、装置的实验操作方法

（4）干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后并且数字显示仪显示的数字不在增长，即可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(GD)。

（5）将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份，将支架从干燥器内取出，再将支架插入试样内直至尽头。

（6）将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意：不能用力过大，使传感器受损。

（7）立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值；然后每隔一段时间记录数据一次（记录总重量和时间），直至同样时间内重量的减少0.1g时，即可结束实验。

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实验步骤

3、结束实验

先将加热停止，然后取出被干燥物料，其次关闭各个仪表电源开关，最后停止风机，清扫实整理验室。

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注意事项

（1）在安装试样时，一定要小心保护传感器，以免用力过大使传感器造成机械性损伤。

（2）在设定温度给定值时，不要改动其它仪表参数，以免影响控温效果。

（3）为了设备的安全，开车时，一定要先开风机后开空气预热器的电热器。停车时则反之。

（4）突然断电后，在次开启实验时，检查风机开关、加热器开关是否已被按下，如果被按下，请再按一下使其弹起，不再处于导通状态。

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实验报告要求

1、按有关公式计算出干燥速率，含水率等；

2、作出干燥曲线和干燥速率曲线；

3、计算临界湿含量。

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实验思考题

1、干燥曲线必须在恒定干燥条件下测定，实验中哪些条件要恒定？

2、当空气的温度与流量改变时，试推想干燥速度曲线的变化。

3、在70～90℃之间的空气流中干燥经过相当长的时间，能否得到绝对干料？

4、为什么在操作中要先开鼓风机送气，然后再通电加热？

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