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一、试验目的
试验八枯燥试验
了解洞道式循环枯燥器的根本流程、工作原理和操作技术。
把握恒定条件下物料枯燥速率曲线的测定方法。
测定湿物料的临界含水量*，加深对其概念及影响因素的理解。
C
生疏恒速阶段传质系数K
二、试验内容
、物料与空气之间的对流传热系数?的测定方法。
H
在空气流量、温度不变的状况下，测定物料的枯燥速率曲线和临界含水量，并了解其影响因素。
测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数?和传质系数K。
H
三、根本原理
枯燥操作是承受*种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分别的操作。枯燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向外表传质的机理。由于物料含水性质和物料外形上的差异，水分传递速率的大小差异很大。概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目前尚无法利用理论方法来计算枯燥速率〔除了确定不吸水物质外〕，因此争论枯燥速率大多采用试验的方法。
枯燥试验的目的是用来测定枯燥曲线和枯燥速率曲线。为简化试验的影响因素，枯燥试验是在恒定的枯燥条件下进展的，即试验为间歇操作，承受大量空气枯燥少量的物料，且空气进出枯燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流淌方式均恒定不变。
本试验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被枯燥物。测定单位时间内湿物料的质量变化，试验进展到物料质量根本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用?来表示。但因枯燥时物料总量在变化，所以承受以干基料为基准的含水量*表示更为便利。?与*的关系为：
?
X?1??
〔8—1〕
式中： *—干基含水量 kg水/kg绝干料；
?—湿基含水量 kg水/kg湿物料。
物料的绝干质量G
C
是指在指定温度下物料放在恒温枯燥箱中枯燥到恒重时的质量。
枯燥曲线即物料的干基含水量*与枯燥时间?的关系曲线，它说明物料在枯燥过程中，干基
含水量随枯燥时间变化的关系。物料的枯燥曲线的具体外形因物料性质及枯燥条件而变，但是曲线的一般外形，如图〔8—1〕所示，开头的一小段为持续时间很短、斜率较小的
直线段AB段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC；段以后的一段为曲线CD段。直线与曲线的交接点C为临界点，临界点时物料的含水量为临界含水量*。
C
枯燥速率是指单位时间内被枯燥物料的单位汽化面积上所汽化的水重量。枯燥速率曲
*(kg水/kg绝干料) U(kg水/m2·s)
A
B C B A
C D D
0 ?
(S)
图〔8—1〕枯燥曲线图〔8—2〕枯燥速率曲线
** *
C
*(kg水/kg绝干料)
线是指枯燥速率U对物料干基含水量*的关系曲线。如图〔8—2〕所示。枯燥速率的大小不仅与空气的性质和操作条件有关，而且还与物料的构造及所含水分的性质有关，因此干燥曲线只能通过试验测得。从图〔8—2〕的枯燥速率曲线可以明显看出，枯燥过程可分为三个阶段：物料的预热阶段〔AB段〕、恒速枯燥阶段〔BC段〕和降速枯燥阶段〔CD段〕。每一阶段都有不同的特点。湿物料因其有液态水的存在，将其置于恒定枯燥条件下，则其
外表温度逐步上升直到近似等于热空气的湿球温度t
w
，到达此温度之前的阶段称为预热阶
段。预热阶段持续的时间最短。在随后的其次阶段中，由于外表存有液态水，且内部的水
分快速的到达物料外表，物料的温度约均等于空气的湿球温度t
w
。这时，热空气传给湿物
料的热量全部用于水分的气化，蒸发的水量随时间成比例增加，枯燥速率恒定不变。此阶
段也称为外表气化掌握阶段。在降速阶段中，物料外表已无液态水的存在，物料内部水分的传递速率低于物料外表水分的气化速率，物料外表变干，温度开头上升，传入的热量因此而削减，且传入的热量局部消耗于加热物料，因此枯燥速率很快降低，最终到达平衡含水量为止。在此阶段中，枯燥速率为水分在物料内部的传递速率所掌握，又称之为内部迁移掌握阶段。其中恒速阶段和降速阶段的交点为临界点C，此时的对应含水量为临界含水
量*。影响恒速阶段的枯燥速率U
C C
和临界含水量*
C
的因素很多。测定枯燥速率曲线的目的
是把握恒速阶段枯燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。
1．枯燥速率U
依据枯燥速率的定义：
U=dw???w
〔8—2〕
sd? s??
式中 U—枯燥速率 kg水/(m2·h)；S—枯燥面积 m2；
??—时间间隔 s；
?w`—??时间间隔内汽化水分的质量 kg。2．物料的干基含水量*
*=G”?Gc〔8—3〕