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Chemical Engineering

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利用托盘干燥器研究对流和导电传热
 

利用托盘干燥器研究对流和导电传热

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托盘干燥是一种对流热和传质过程, 通常用于工业中分离固体和液体。在托盘干燥, 一股热气通过一个潮湿的固体, 以蒸发液体。该过程不需要搅拌, 并允许控制温度和其他性能。托盘干燥的灵活性, 使其可用于化学, 制药和食品生产之前, 包装。虽然看似简单, 该过程通常需要彻底的试验, 以优化干燥条件, 而不损害固体。这个视频将说明托盘干燥器是如何工作的, 演示了一个典型的干燥试验程序, 并讨论了一些应用。

首先, 让我们来看看托盘干燥机的操作。最基本的设计采用了一个长方形的金属框架, 由进气口、通风器、加热器、托盘室和插座组成。湿固体被装入一个浅托盘, 这是放置在托盘车厢。通风机和加热器在经过精心控制的温度和流速的情况下, 在托盘上强制加热气流。托盘中的液体蒸发, 从固体中移除。托盘干燥是一个间歇过程, 意味着添加和清除从干燥器的固体是离散的步骤, 不能同时发生。它比其他干燥方法的优点包括简单性、操作的灵活性和相对较低的固定成本。它的缺点包括高劳动力成本和高能源使用率, 虽然后者可以通过过滤和预成型固体部分抵消。现在, 我们已经看到了一些基本的干燥机械如何运作, 让我们来看看如何分离发生。

从固体中分离出的液体包括两个步骤。在第一步, 气体通过对流将热量传递到液体, 导致液体蒸发。热传导速率, 因此蒸发速率取决于气体和液体之间的温差, 以及一个经验确定的比例常数, 称为 "对流换热系数"。在第二步, 新汽化的液体通过对流传质转移到远离界面, 以防止再。这一过程的速率取决于界面和气体流的大部分之间的水汽浓度的差异。经验比例常数这里是对流传质系数。虽然系数可以估计 , 它们是唯一的固体燥和几何的托盘干燥器。此外, 只要固体表面饱和, 这些系数才有效。在表面水分显著降低后, 由于固体内液体的内部流动成为主导的传质机制, 干燥速率会降低。现在, 你知道的原则, 让我们来看看样品干燥程序。

这一示范说明了在不同温度和空气速度下的砂水泥浆的干燥情况。首先, 检查烘干机是否有安全隐患, 并确保干湿和其他测量设备可以使用。将500克沙子与150克水混合, 准备浆料。将浆料倒入托盘中, 确保其均匀分布。打开单位, 并把托盘在干燥室, 并记录重量。然后, 打开鼓风机和烘干机。设置试验的风速和温度。每项试验将持续45分钟, 以五分钟的间隔进行测量。使用数字温度计测量入口空气温度、沙子温度和出口空气温度。使用干湿来测量干球和湿球的温度。最后, 记录出口气流率和重量从平衡。对每组设置重复此过程, 总计四唯一的运行。当运行完成时, 使用湿图表或类似的工具来找到绝对湿度。

每个试验的蒸发速率是通过将浆料的重量作为时间的函数来确定的。温度的升高与传导传热速率和蒸发速率呈正相关。提高风速与对流换热和传质的速率有关, 同时也增加了蒸发速率。空气温度和蒸发速率, 以及气流与蒸发速率之间存在正线性相关关系。然而, 传热与传质系数之间的实验相关性弱于预测。这可能是由于空气砂界面的相对湿度或空气流速对托盘重量的影响。

托盘干燥在工业应用中普遍应用, 无论是在特种化工生产还是在规模较大的生产中, 劳动费用都不太大。托盘烘干机是用于食品加工业, 通常作为最后的生产步骤之前, 包装。为了提高蒸发率, 同时控制食品质量, 烘干机可以配备间接干燥机制, 如加热托盘和射频加热。在干燥循环过程中可以改变加热条件, 防止固体材料腐烂、翘曲或开裂。托盘烘干机是特别有用的设施, 几个不同的食品, 准备在不同的数量, 必须在独特的温度和湿度条件干燥。交替式烘干机设计使用多托盘卡车。在制药行业, 卡车被用来减少时间和劳力, 提高产品的统一性。该设计采用 recirculators 和挡板控制气流, 避免死区, 并保持一致的温度和湿度。对于敏感化学品, 产生惰性气氛。由于托盘干燥比流化床或旋转翻滚法具有更好的物理性, 因此适用于粉状和粗药等粘性结晶材料的干燥。

你刚刚看了朱庇特的介绍托盘烘干机。你现在应该了解托盘干燥的原则, 一个进行托盘干燥实验的过程, 和一些应用。谢谢收看

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