1、循環風洞干燥實驗裝置說明書天津大學化工基礎實驗中心201110一. 實驗裝置的基本功能和特點： 本裝置為學生學習干燥曲線、干燥速率曲線及臨界濕含量測定方法提供了實驗平臺，同時，可練習被干燥物料與熱空氣之間對流傳熱系數的測定方法，通過實驗，加深學生對干燥過程及干燥機理的理解，并通過操作實物干燥過程，了解干燥操作中廢氣循環的流程和概念。本說明書還列舉了一個由氣體流量計讀數求指定截面處氣體流速的實際例子，介紹數據的處理和計算方法。本實驗裝置還可以為研究恒速干燥速率，臨界濕含量，平衡濕含量等參數隨其影響因素的變化規律提供平臺。整套裝置具有結構緊湊，占地面積小，干燥介質空氣流量調節范圍大，耗能量小，操作

2、方便等特點。可以方便地測得常見的、典型的干燥曲線、干燥速率曲線和恒速段熱空氣與被干燥物表面之間的對流傳熱系數。 1. 用途： (1） 供學生做實驗，學習干燥曲線和干燥速率曲線及臨界濕含量的實驗測定方法，加深對干燥操作過程及其機理的理解。 (2)供學生學習干濕球溫度濕度計的使用方法，學習被干燥物料與熱空氣之間對流傳熱系數的測定方法。 (3)供學生通過實物了解干燥操作中廢氣循環的流程和概念。 (4)為學生提供一個由氣體流量計讀數求指定截面處氣體流速的實際例子，以便掌握其計算方法。 (5)實驗研究恒速干燥速率，臨界濕含量，平衡濕含量隨其影響因素的變化規律。 2.特點: (1)結構緊湊，占地面積小。

3、(2)干燥介質空氣流量的調節范圍大。 (3)耗能量小。 (4)實驗操作十分方便。 (5)可以很容易地測得常見的典型的干燥曲線，干燥速率曲線和恒速段熱空氣與被干燥物表面之間的對流傳熱系數。二. 實驗裝置簡介： 1.實驗設備流程圖 （見圖一） 2.實驗設備主要技術參數： (1)洞道干燥器: 空氣流通的橫截面積見表 1 (2)鼓風機:上海興益電器廠BYF7132型三相低噪聲中壓風機，最大出口風壓為1.7kPa，電機功率為0.55 kW。 (3)空氣預熱器: 三個電熱器并聯， 每個電熱器的額定功率為450 W，額定電壓為220 (4)重量變送器: 量程0-200g，精度0.1級，輸出0-5V，供電電源

4、12VDC。(5)壓差變送器: 量程0-10kPa, 精度0.5級，輸出4-20mA，供電電源24VDC。(6)顯示儀表：a.重量顯示:輸入0-5V,顯示0-200g，供電電源220VAC。 b.壓差顯示:輸入4-20mA, 顯示0-4kPa，供電電源220VAC。 c.溫度顯示:輸入PT100, 顯示-50-150，供電電源220VAC。d.溫度顯示控制儀表:輸入PT100, 顯示-50-150，輸出0-5V,供電電源220VAC。(具體使用方法參見儀表使用說明書) （7）被干燥物的試樣： 被干燥物料為工業尼，每一套裝置所用某種紡織布料的干燥面積、絕干物料量可能稍有差別，具體數值見調試實驗的

5、數據表，表2等。三、實驗方法及步驟： 1.實驗前的準備工作(1)將被干燥物料試樣進行充分的浸泡。 (2)向濕球溫度濕度計的附加蓄水池內，補充適量的水， 使池內水面上升至適當位置。 圖一 實驗裝置流程圖1.中壓風機；2.孔板流量計；3. 空氣進口溫度計；4.重量傳感器；5.被干燥物料；6.加熱器；7.干球溫度計；8.濕球溫度計；9.洞道干燥器；10.廢氣排出閥；11.廢氣循環閥；12.新鮮空氣進氣閥；13.干球溫度顯示控制儀表；14.濕球溫度顯示儀表；15.進口溫度顯示儀表；16.流量壓差顯示儀表；17.重量顯示儀表；18.壓力變送器。 (3)將被干燥物料的空支架安裝在洞道內。 (4)調節新空氣

6、入口閥到全開的位置。 2.裝置的實驗操作方法 (1)按下電源開關的綠色按鍵，在按風機開關按鈕，開動風機。(2)調節三個蝶閥到適當的位置，將空氣流量調至指定讀數。 (3)在溫度顯示控制儀表上，利用(,)鍵調節實驗所需溫度值，sv窗口顯示，此時pv窗口所顯示的即為干燥器的干球溫度值，按下加熱開關，讓電熱器通電。(4)干燥器的流量和干球溫度恒定達5分鐘之后，即可開始實驗。此時，讀取數字顯示儀的讀數作為試樣支撐架的重量(GD)。 (5)將被干燥物料試樣從水盆內取出，控去浮掛在其表面上的水份(使用呢子物料時，最好用力擠去所含的水分，以免干燥時間過長。將支架從干燥器內取出，再將支架插入試樣內直至盡頭)。

7、(6)將支架連同試樣放入洞道內，并安插在其支撐桿上。注意:不能用力過大，使傳感器受損。 (7)立即按下秒表開始計時，并記錄顯示儀表的顯示值。然后每隔一段時間記錄數據一次( 記錄總重量和時間 )，直至減少同樣時間重量的減少是恒速階段所用時間的8倍時，即可結束實驗。注意: 最后若發現時間已過去很長，但減少的重量還達不到所要求的克數，則可立即記錄數據。四、實驗注意事項： 1. 在安裝試樣時，一定要小心保護傳感器，以免用力過大使傳感器造成機械性損傷。 2. 在設定溫度給定值時，不要改動其它儀表參數，以免影響控溫效果。3. 為了設備的安全，開車時，一定要先開風機后開空氣預熱器的電熱器。停車時則反之。4突

8、然斷電后，在次開啟實驗時，檢查風機開關、加熱器開關是否已被按下，如果被按下，請再按一下使其彈起，不再處于導通狀態。四. 附數據處理過程舉例：(一) 調試實驗的結果 1. 調試實驗的數據見表1， 表中符號的意義如下: S干燥面積， m2 GC絕干物料量， g R空氣流量計的讀數， kPa To干燥器進口空氣溫度， t試樣放置處的干球溫度， tw試樣放置處的濕球溫度， GD試樣支撐架的重量， g GT被干燥物料和支撐架的總重量， g G被干燥物料的重量， g T累計的干燥時間， S X物料的干基含水量， kg水kg絕干物料 XAV兩次記錄之間的被干燥物料的平均含水量， kg水kg絕干物料 U干燥速

9、率， kg水(sm2) 2. 數據的計算舉例 以表1所示的實驗的第i和i1組數據為例 (1) 公式: 被干燥物料的重量 G: ，g (1) ，g (2) 被干燥物料的干基含水量 X: ， kg水kg絕干物料 (3) ，kg水kg絕干物料 (4) 兩次記錄之間的平均含水量 XAV ，kg水kg絕干物料 (5) 兩次記錄之間的平均干燥速率 ，kg水(sm2) (6) 干燥曲線XT曲線，用X、T數據進行標繪，見圖 二。 干燥速率曲線UX曲線，用U、XAV數據進行標繪，見圖 三 。 恒速階段空氣至物料表面的對流傳熱系數 ，(m2) (7) 流量計處體積流量tm3h用其回歸式算出。由流量公式1計算 其中

10、，c0-孔板流量計孔流系數，c0=0.67 d0-孔板孔徑 ， d0 =0.017 m - 空氣入口溫度（及流量計處溫度）下的體積流量，m3/h ； -孔板兩端壓差，Kpa -空氣入口溫度（及流量計處溫度）下密度，Kg/m3。 干燥試樣放置處的空氣流量 ，m3h (9) 干燥試樣放置處的空氣流速 ，ms (10) (2) 數據:以表1實驗數據為例進行計算(見表1) i1i12GT，i152.6gGT，i1151.4gGD102.0g由式(1)(2)得: Gi50.6g， Gi149.4gGC24.1g由式(3)(4)得: Xi1.0996 kg水kg絕干物料 Xi11.0498 kg水kg絕干

11、物料 由式(5)得: XAV1.0747 kg水kg絕干物料S20.1450.082=0.02378m2Ti0 s， Ti1180 s由式(6)得: U2.80310-4 kg水(sm2)第一套：表1 干燥實驗裝置實驗原始及整理數據表 空氣孔板流量計讀數R：1.18kPa 流量計處的空氣溫度to：30.4 干球溫度t：60濕球溫度tW：25.3 框架重量GD：102g 絕干物料量GC：24.1g干燥面積S：0.1450.0822=0.02378m2 洞道截面積：0.150.2=0.03m2序號累計時間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U10

12、4 kg/（sm2）10152.61.09961.07472.80323151.41.04981.02283.03736150.10.99590.97302.57049149.00.95020.92532.803512147.80.90040.87972.336615146.80.85890.83612.570718145.70.81330.79252.336821144.70.77180.75102.336924143.70.73030.70952.3361027142.70.68880.67012.1031130141.80.65150.63072.3361233140.80.61000.

13、58922.3361336139.80.56850.55191.8691439139.00.53530.51871.8691542138.20.50210.48551.8691645137.40.46890.45022.1031748136.50.43150.41292.1031851135.60.39420.37971.6351954134.90.36510.34851.8692057134.10.33200.31741.6352160133.40.30290.28841.6352263132.70.27390.25931.6352366132.00.24480.23441.16824691

14、31.50.22410.20951.6352572130.80.19500.18261.4022675130.20.17010.15981.1682778129.70.14940.13901.1682881129.20.12860.11831.1682984128.70.10790.09960.9343087128.30.09130.08300.9343190127.90.07470.06850.7013293127.60.06220.05600.7013396127.30.04980.04560.4673499127.10.04150.03730.46735102126.90.03320.0

15、3110.23436105126.80.02900.0145圖二 干燥曲線圖三 干燥速率曲線第二套：表2 干燥實驗裝置實驗原始及整理數據表 空氣孔板流量計讀數R：1.0kPa 流量計處的空氣溫度to：29.8 干球溫度t：60濕球溫度tW：25.4 框架重量GD：103.9g 絕干物料量GC：20.2g干燥面積S：0.1450.0822=0.02378m2 洞道截面積：0.150.2=0.03m2序號累計時間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U104 kg/（sm2）10152.01.38121.35152.80323150.81.3218

16、1.28473.50436149.31.24751.21533.03749148.01.18321.15103.037512146.71.11881.08663.037615145.41.05451.01983.271718144.00.98510.95303.037821142.70.92080.88613.271924141.30.85150.82182.8031027140.10.79210.76242.8031130138.90.73270.70302.8031233137.70.67330.64602.5701336136.60.61880.59162.5701439135.50.5

17、6440.54212.1031542134.60.51980.49262.5701645133.50.46530.44312.1031748132.60.42080.40101.8691851131.80.38120.35642.3361954130.80.33170.31441.6352057130.10.29700.27971.6352160129.40.26240.24261.8692263128.60.22280.21041.1682366128.10.19800.18071.6352469127.40.16340.14851.4022572126.80.13370.12380.934

18、2675126.40.11390.10400.9342778126.00.09410.07921.4022881125.40.06440.05690.7012984125.10.04950.04460.4673087124.90.03960.03220.7013190124.60.02480.01980.4673293124.40.01490.01240.2343396124.30.00990.0050-0.015圖四 干燥曲線圖五 干燥速率曲線第三套：表3 干燥實驗裝置實驗原始及整理數據表 空氣孔板流量計讀數R：1.02kPa 流量計處的空氣溫度to：30.4 干球溫度t：60濕球溫度tW：

19、25.3 框架重量GD：102.5g 絕干物料量GC：27.9g干燥面積S：0.150.0822=0.0246m2 洞道截面積：0.150.2=0.03m2序號累計時間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U104 kg/（sm2）10157.20.95700.93552.71023156.00.91400.89252.71036154.80.87100.84952.71049153.60.82800.80472.936512152.30.78140.76162.484615151.20.74190.71862.936718149.90.695

20、30.67742.258821148.90.65950.63982.484924147.80.62010.59862.7101027146.60.57710.55912.2581130145.60.54120.52332.2581233144.60.50540.49281.5811336143.90.48030.46422.0331439143.00.44800.43192.0331542142.10.41580.40141.8071645141.30.38710.37281.8071748140.50.35840.34232.0331851139.60.32620.31541.3551954

21、139.00.30470.29391.3552057138.40.28320.27061.5812160137.70.25810.24731.3552263137.10.23660.22401.5812366136.40.21150.19891.5812469135.70.18640.17741.1292572135.20.16850.15951.1292675134.70.15050.13981.3552778134.10.12900.12190.9032881133.70.11470.10571.1292984133.20.09680.08781.1293087132.70.07890.0

22、7170.9033190132.30.06450.05910.6783293132.00.05380.04840.6783396131.70.04300.03760.6783499131.40.03230.02690.67835102131.10.02150.01790.45236105130.90.01430.00900.67837108130.60.00360.00180.22638111130.50.00000.00000.000圖六 干燥曲線圖七 干燥速率曲線第四套：表4 干燥實驗裝置實驗原始及整理數據表 空氣孔板流量計讀數R：1.12kPa 流量計處的空氣溫度to：30.4 干球溫度

23、t：60濕球溫度tW：25.3 框架重量GD：100.2g 絕干物料量GC：24.1g干燥面積S：0.0822=0.02378m2 洞道截面積：0.150.2=0.03m2序號累計時間總重量干基含水量平均含水量干燥速率T（分）GT（g）X（kg/kg）XAV（kg/kg）U104 kg/（sm2）10161.01.52281.50002.40423159.91.47721.45442.40436158.81.43151.40662.62349157.61.38171.35892.404512156.51.33611.31332.404615155.41.29051.26562.623718154.21.24071.21782.404821153.11.19501.17012.623924151.91.14521.12452.1861027150.91.10371.08092.4041130149.81.05811.03532.4041233148.71.01240.98962.4041336147.60.96680.94612.1861439146.60.92530.90462.1861542145.60.