实验基本原理：深入了解5.5.2

当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始汽化，并向周围介质传递。根据介质传递的特点，干燥过程可分为两个阶段。

第一阶段为恒速干燥阶段。干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。此时干燥速率由物料表面水分的汽化速率所控制，故此阶段称为表面汽化控制阶段。在这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的汽化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸气分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。

第二阶段为降速干燥阶段。当物料干燥其水分达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。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汽化速率，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制，称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。

恒速段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、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。

恒速段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帆布物料进行干燥，测绘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。

图5.6　干燥曲线

图5.7　典型的干燥速率曲线（恒定干燥）

①干燥速率测定：

式中　U——干燥速率，kg/（m2·h）；

S——干燥面积，m2；

Δ——时间间隔，h；

ΔW′——Δ时间间隔内干燥气化的水分量，kg。

②物料干基含水量：

式中　X——物料干基含水量，kg水/kg绝干物料；

G′——固体湿物料的量，kg；

——绝干物料量，kg。(www.xing528.com)

③恒速干燥阶段对流传热系数的测定：

式中　α——恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/（m2·℃）；

Uc——恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2·s）；

tw——干燥器内空气的湿球温度，℃；

t——干燥器内空气的干球温度，℃；

rtw——tw℃下水的汽化热，J/kg。

④干燥器内空气实际体积流量的计算：

由节流式流量计的流量公式和理想气体的状态方程式可推导出：

式中　Vt——干燥器内空气实际流量，m3/s；

t0——流量计处空气的温度，℃；

——常压下t0℃时空气的流量，m3/s；

t——干燥器内空气的温度，℃。

式中　C0——流量计流量系数，C0=0.65；

d0——节流孔开孔直径，d0=0.040m；

A0——节流孔开孔面积，m2；

ΔP——节流孔上下游两侧压力差，Pa；

ρ——孔板流量计处t0时空气的密度，kg/m3。