洞道干燥实验设备，洞道干燥实训装置
2024-08-03 11:27
洞道干燥实验是一种重要的化工实验，主要用于研究物料在干燥过程中的行为特性以及干燥设备的性能。以下是对洞道干燥实验的详细介绍：
一、实验目的
学习干燥过程：通过实验了解物料在干燥过程中的行为特性，包括干燥曲线、干燥速率曲线以及临界含水量的测定方法。
掌握干燥设备操作：熟悉并掌握洞道干燥仪器的原理及操作步骤，为实际应用打下基础。
加深理论理解：加深对干燥操作过程及其机理的理解，以及物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。
数据处理与分析：学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算，提高数据处理和分析能力。
二、实验原理
物料在恒定干燥条件下的干燥过程通常分为三个阶段：预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
预热阶段：物料表面的温度很快接近热空气的湿球温度，此阶段所需干燥时间通常可以忽略。
恒速干燥阶段：物料表面温度维持不变，干燥速率恒定且较大。此阶段物料表面的自由水分以恒定速率汽化，物料含水量随时间成比例减少。
降速干燥阶段：当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。随着含水量的进一步减少，干燥速率越来越慢，直至达到平衡含水量时，干燥速率降为零。
三、实验装置
洞道干燥实验装置通常由风机、电加热器、干燥室、温度传感器（干球温度计和湿球温度计）、流量计、称重传感器等组成。实验过程中，空气由风机送入电加热器加热后流入干燥室，对干燥室中的湿物料进行加热干燥，随后经排出管道通入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分由称重传感器转化为电信号并记录。
四、实验步骤
实验准备：称量干燥物料质量并记录绝干质量；将待干燥物料浸水使试样含有适量水分；检查风机进出口放空阀状态并加水至湿球温度计小杯中；检查电源连接并开启控制柜总电源。
启动风机与加热器：启动风机开关并调节阀门至预定风速值；通过触摸屏设定干球温度并开启加热开关逐渐达到设定温度。
放置湿物料：状态稳定后将试样放入干燥室架子上并开始读取物料重量；设置记录时间间隔并启动数据记录直至试样质量基本稳定。
结束实验：取出被干燥的试样并关闭加热开关；待干球温度降至安全范围后关闭风机开关及其他电源设备。
五、实验数据处理与分析
记录实验数据：包括时间、干球温度、湿球温度、流量计读数以及称重传感器读数等。
绘制干燥曲线与干燥速率曲线：根据实验数据绘制物料的干燥曲线（X-τ曲线）和干燥速率曲线（U-X曲线）。干燥曲线表示物料含水量随时间的变化关系；干燥速率曲线表示干燥速率随物料含水量的变化关系。
计算恒速阶段干燥速率：利用实验数据计算恒速阶段的干燥速率以及降速阶段干燥速率曲线的斜率等参数。
误差分析：采用误差分析方法对实验结果进行误差估算并讨论误差来源及其对实验结果的影响。
六、注意事项
安全操作：实验过程中应注意安全操作规范避免触电或烫伤等危险情况发生。
精确测量：在测量过程中应注意数据的准确性和重复性确保实验结果的可靠性。
设备维护：实验结束后应及时清洗实验装置并妥善保管以备下次使用。同时定期检查设备状态确保其正常运行并延长使用寿命。
YUY-GZ/DD洞道干燥实验装置
一、实验目的
学习干燥过程：通过实验了解物料在干燥过程中的行为特性，包括干燥曲线、干燥速率曲线以及临界含水量的测定方法。
掌握干燥设备操作：熟悉并掌握洞道干燥仪器的原理及操作步骤，为实际应用打下基础。
加深理论理解：加深对干燥操作过程及其机理的理解，以及物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。
数据处理与分析：学会用误差分析方法对实验结果进行误差估算，提高数据处理和分析能力。
二、实验原理
物料在恒定干燥条件下的干燥过程通常分为三个阶段：预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。
预热阶段：物料表面的温度很快接近热空气的湿球温度，此阶段所需干燥时间通常可以忽略。
恒速干燥阶段：物料表面温度维持不变，干燥速率恒定且较大。此阶段物料表面的自由水分以恒定速率汽化，物料含水量随时间成比例减少。
降速干燥阶段：当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。随着含水量的进一步减少，干燥速率越来越慢，直至达到平衡含水量时，干燥速率降为零。
三、实验装置
洞道干燥实验装置通常由风机、电加热器、干燥室、温度传感器（干球温度计和湿球温度计）、流量计、称重传感器等组成。实验过程中，空气由风机送入电加热器加热后流入干燥室，对干燥室中的湿物料进行加热干燥，随后经排出管道通入大气中。随着干燥过程的进行，物料失去的水分由称重传感器转化为电信号并记录。
四、实验步骤
实验准备：称量干燥物料质量并记录绝干质量；将待干燥物料浸水使试样含有适量水分；检查风机进出口放空阀状态并加水至湿球温度计小杯中；检查电源连接并开启控制柜总电源。
启动风机与加热器：启动风机开关并调节阀门至预定风速值；通过触摸屏设定干球温度并开启加热开关逐渐达到设定温度。
放置湿物料：状态稳定后将试样放入干燥室架子上并开始读取物料重量；设置记录时间间隔并启动数据记录直至试样质量基本稳定。
结束实验：取出被干燥的试样并关闭加热开关；待干球温度降至安全范围后关闭风机开关及其他电源设备。
五、实验数据处理与分析
记录实验数据：包括时间、干球温度、湿球温度、流量计读数以及称重传感器读数等。
绘制干燥曲线与干燥速率曲线：根据实验数据绘制物料的干燥曲线（X-τ曲线）和干燥速率曲线（U-X曲线）。干燥曲线表示物料含水量随时间的变化关系；干燥速率曲线表示干燥速率随物料含水量的变化关系。
计算恒速阶段干燥速率：利用实验数据计算恒速阶段的干燥速率以及降速阶段干燥速率曲线的斜率等参数。
误差分析：采用误差分析方法对实验结果进行误差估算并讨论误差来源及其对实验结果的影响。
六、注意事项
安全操作：实验过程中应注意安全操作规范避免触电或烫伤等危险情况发生。
精确测量：在测量过程中应注意数据的准确性和重复性确保实验结果的可靠性。
设备维护：实验结束后应及时清洗实验装置并妥善保管以备下次使用。同时定期检查设备状态确保其正常运行并延长使用寿命。
YUY-GZ/DD洞道干燥实验装置
| 技术指标 | 说 明 | |||
| 装置功能 |
1、了解实验室干燥设备的基本构造与工作原理。 2、掌握恒定干燥条件下物料的干燥曲线（X-τ）和干燥速率曲线（U-X）的测定方法。 3、学习物料含水量的测定方法。加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。 4、学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 5、学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。 |
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| 设计参数 |
空气流量：40--100 m3/h、干球温度：70℃、常压操作。 实验物料含水量X：0.2-2.0。 干燥面积S：0.02-0.03m2 干燥速率U：0.5—2.5×10-4 [kg/（s·m2）] 。 物料临界含水量Xc：0.8。 |
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| 公用设施 |
水：装置自带湿球温度加水瓶，实验前加入100ml水。 电：电压AC220V，功率4.0KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。 气：空气来自风机，经加热器加热进入洞道干燥箱（自带气源）。 实验物料：自制粘布长方形物料，重约20克，外配设备：秒表。 |
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| 对象组成 |
304不锈钢洞道干燥器: 长900mm，空气流通的横截面积0.0357 m2。 加热器：304不锈钢材质，加热功率3.5KW。 304不锈钢管路、管件及阀门，风机管道与系统软连接以减震，风机的入口连接洞道干燥箱的出口蝶阀，洞道干燥箱的出口管道上安装三个蝶阀，分别控制进风、热循环风、放风。 孔板流量计，孔板喉径：Ф50mm，压差传感器0～10KPa。 重量传感器：0-1000g，精度0.5级。 宇电AI702温度数字巡检仪。 宇电AI501重量数字显示仪。 宇电AI501压差数字显示仪。 宇电AI518数显温度控制仪（带手动功能）。 Pt100铂电阻温度传感器3支，分辨率：0.1℃。 鼓风机：单相低噪声中压风机，电机功率为370W。 电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。 304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。 304不锈钢材质框架1800*500*1700mm(长×宽×高)，带脚轮及禁锢脚。 |
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| 测控组成 | 变量 | 检测机构 | 显示机构 | 执行机构 |
| 干燥风量 | 孔板流量计 | 数字压力仪表 | 手动阀控 | |
| 湿物料量 | 重量传感器 | 数字重量仪表 | 无 | |
| 干球温度 | Pt100铂电阻 | 数字温度仪表 | 无 | |
| 湿球温度 | Pt100铂电阻 | 数字温度仪表 | 无 | |
| 加热室温度 | Pt100铂电阻 | 温度控制显示仪 |
固态调压模块 |
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