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。

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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 R

H 和表面传热系数 a

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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。

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二、实验原理

1. 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)

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)( wttAQ

W Ah Wk H H

wWrQ

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 3.8~10.2m/s 内， α/kH 是一常数，因此空气的湿度 H 仅是 t 和 tw 的函数。

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)( HHrk

tt wwH

w

二、实验原理

2. 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。

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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 τ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

c

c

G

GGX

Ad

dXGR c

二、实验原理

3. 表面传热系数 α和传质系数 kH 的确定

物料干燥速率 R=W/A[kg/ （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

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( )H wR k H H

( )ww

R t tr

空气

e

三、实验装置

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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，直到老师同意后停止实验操作。 整理实验数据，写出实验报告。

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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。

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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。

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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 40~50℃ ，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。

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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。

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