干燥速率曲线测定实验虚拟仿真系统
许多化工产品或半成品为固态，这些无聊中常含有许多水份或其他液体，这些水份或液体称为湿分，生产中往往要求除去湿分。
化学工业中去湿的方法有3类：机械去湿法、加热去湿法（又称干燥）、化学去湿法。机械去湿法是通过沉降、 过滤、离心分离、挤压等方法去除湿分，比较经济，但一般去湿后湿分含量还较高，往往不能满足工艺要求。加 热去湿法是借助于热能除去固体物料中湿分，这种操作是采用某种加热方式将热量传给物料，使湿物料中湿分气 化并分离，从而获得含湿物料较少的固体干物料。化学去湿法是利用吸湿剂除去物料中的少量湿分，这种去湿法 因吸湿剂吸湿能力有限，只适用于除去物料中的微量湿分。
干燥速率曲线测定实验是化工单元操作之一。在本实验中空气用风机送入电加热器， 经加热的空气流入干燥室，加热干燥室中的湿毛毡后，经排出管道排入大气中。随着 干燥过程的进行，物料失去的水份含量由称重传感器和智能数显示仪表记录下来，测 定在恒压干燥条件下的湿物料的干燥曲线、干燥速率曲线及临界含水量X0；
通过干燥速率曲线测定仿真实验，实现虚实结合，辅助干燥速率曲线测定实验的实验教学。 解决了干燥速率曲线测定实验过程中的预习难、实验讲解难、实验操作难、练习难、数据 处理难、实验考核难、实验教学管理难等一系列问题，提高了教与学的质量。
通过干燥速率曲线测定仿真实验系统，学生可以了解干燥速率曲线测定实验的目的、原理、 操作流程以及数据处理方法等。掌握实验装置中洞道式干燥厢等各个主要部件的基本结构 和原理。在虚拟操作过程中，学生可掌握测定在恒压干燥条件下的湿物料的干燥曲线、干燥 速率曲线及临界含水量X0的方法。在操作自测部分，完成干燥速率曲线测定实验的仿真考核。
干燥单元操作是一个热、质同时传递的过程，干燥过程能得以进行的必要条件 是湿物料表面所产生的湿分分压一定要大于干燥介质中湿分的分压，两者分压相差 越大，干燥推动力就越大，干燥就进行得越快。本实验是用一定温度的热空气作为 干燥介质，在恒定干燥条件下，即热空气的温度、湿度、流速及与湿物料的接触方 式不变，当热空气与湿物料接触时空气把热量传递给湿物料表面，而湿物料表面的 水分则汽化进人热空气中，从而达到除去湿物料中水分的目的。
当湿物料和热空气接触时，被预热升温并开始干燥，在恒定干燥条件下，若水分在表面的汽化速率 小于或等于从物料内层向表面层迁移的速率时，物料表面仍被水分完全润湿，与自由液面水分汽化完 全相同，干燥速率保持不变，此阶段称为等（恒）速干燥阶段或表面汽化控制阶段。
当物料的含水量降至临界湿含量X0以下时，物料表面仅部分润湿，局部区域已变干， 物料内部水分向表层的迁移速率低于水分在物料表面的汽化速率时，干燥速率不断下降 ，这一阶段称为降速干燥阶段或内部扩散阶段。随着干燥过程的进一步深入，物料表面逐 渐变干，汽化表面逐渐向内部移动，物料内部水分迁移率不断降低，直至物料的水含量降 至平衡水含量X*时，干燥过程便停止。
单位时间被干燥物料的单位表面上除去的水分量称为干燥速率，即
式中，
Gc为湿物料中的干物料的质量（绝干物料质量），kg；
X为湿物料的干基含水量，kg水/kg绝干物料；
A为干燥表面积，m2；
dW为湿物料被干燥掉的水分，kg；
dτ为干燥时间，s。
本实验装置的主要部件包括洞道式干燥厢、预热器、风机、干球传感器、湿球温度传感器等。
图 干燥装置流程图
1、C01—风机；2、E01—预热器；3、E02—洞道式干燥厢；4、TIT01—冷风温度显示变送器； 5、TIT02—干球温度显示变送器；6、TIT03—湿球温度显示变送器；7、FIT01—流量显示变送器
干燥速率曲线测定实验仿真系统以1：1比例绘制实验设备模型，通过系统，学生可以进行实验预习、 实验练习、实验自测等。通过系统，学生可以完全掌握实验目的、原理、实验操作流程、各部件的原 理及内部结构。由于虚拟模型与真实设备完全相同，通过虚拟演练后，学生进入真实实验室的时候， 可以更容易的掌握真实实验操作，虚实结合，以虚辅实。
干燥速率曲线测定实验仿真系统包括实验讲义、实验讲解、实验装置、 实验操作、操作自测、数据处理、记录回放七个部分。通过实验讲义部分，学 生可以对实验进行整体把握，了解实验目的、实验原理、实验流程、数据处理 等，在实验讲义中，对重要的部件及操作过程进行了超链接，可以点击链接了解详 情，学生的预习记录会上传到服务器；在实验讲解部分，学生可以通过观看实验操作 过程的视频讲解了解整个实验的操作过程；通过实验装置部分，学生可以了解实验设 备上所有部件的名称、用途及原理，学生对装置的学习记录可以上传到服务器；通过 实验操作部分，学生可以进行整个操作过程的练习，并可观察到每一操作步骤所对应的 实验现象，学生的操作练习记录会上传到服务器；通过实验自测部分，学生可以对自己 的练习情况进行自测，自测过程可上传到服务器，供任课教师查看；通过数据处理部分， 学生可以了解实验需要记录哪些数据，如何对数据进行处理并生成实验报告；通过记录回 放部分，学生可以查看到自己的自测记录的回放。
