化工原理干燥實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、化工尿理干燥實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、摘要本實(shí)驗(yàn)在了解沸騰流化床干燥器的基本流程及操作方法 的基礎(chǔ)上，通過(guò)沸騰流化床干燥器的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定干燥速率曲 線，物料含水量、床層溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線，流化床壓降與氣 速曲線。干燥實(shí)驗(yàn)屮通過(guò)計(jì)算含水率、平均含水率、干燥速率來(lái)測(cè) 定干燥速率曲線和含水量、床層溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線；流化床 實(shí)驗(yàn)中通過(guò)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣體積、使用狀態(tài)下空氣體積、空 氣流速來(lái)測(cè)定流化床壓降與氣速曲線。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。2、掌握流化床流化曲線的測(cè)定方法，測(cè)定流化床床層壓 降與氣速的關(guān)系曲線。3、測(cè)定物料含水量及床層溫度時(shí)間變化的關(guān)系曲線。4、掌握物料干燥速率曲線

2、的測(cè)定方法，測(cè)定干燥速率曲 線，并確定臨界含水量X0及恒速階段的傳質(zhì)系數(shù)kH及降速階段 的比例系數(shù)KX。三、實(shí)驗(yàn)原理1、流化曲線在實(shí)驗(yàn)屮，可以通過(guò)測(cè)量不同空氣流量下的床層壓降，得 到流化床床層壓降與氣速的關(guān)系曲線（如圖）。當(dāng)氣速較小時(shí)，操作過(guò)程處于固定床階段（AB段），床層 基本靜止不動(dòng)，氣體只能從床層空隙中流過(guò)，壓降與流速成正比, 斜率約為1 （在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系屮）。當(dāng)氣速逐漸增加（進(jìn)入BC段）, 床層開(kāi)始膨脹，空隙率增大，壓降與氣速的關(guān)系將不再成比例。當(dāng)氣速繼續(xù)增大，進(jìn)入流化階段（CD段），固體顆粒隨氣 體流動(dòng)而懸浮運(yùn)動(dòng)，隨著氣速的增加，床層高度逐漸增加，但床 層壓降基本保持不變，等于單位面

3、積的床層凈重。當(dāng)氣速增大至 某一值后（D點(diǎn)），床層壓降將減小，顆粒逐漸被氣體帶走，此 時(shí)，便進(jìn)入了氣流輸送階段。D點(diǎn)處的流速即被稱為帶岀速度 （uO） o在流化狀態(tài)下降低氣速，壓降與氣速的關(guān)系線將沿圖屮的 DC線返回至C點(diǎn)。若氣速繼續(xù)降低，曲線將無(wú)法按CBA繼續(xù)變 化，而是沿CA'變化。C點(diǎn)處的流速被稱為起始流化速度（umf）。在生產(chǎn)操作過(guò)程中，氣速應(yīng)介于起始流化速度與帶出速度 之間，此時(shí)床層壓降保持恒定，這是流化床的重要特點(diǎn)。據(jù)此， 可以通過(guò)測(cè)定床層壓降來(lái)判斷床層流化的優(yōu)劣。2、干燥特性曲線將濕物料置于一定的干燥條件下，測(cè)定被那干燥物料的質(zhì) 量和溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系，可得到物料含水量

4、（X）與時(shí)間（t ） 的關(guān)系曲線及物料溫度（B ）與時(shí)間（丫）的關(guān)系曲線（見(jiàn)下圖）。 物料含水量與時(shí)間關(guān)系曲線的斜率即為干燥速率（u）o將干燥速 率對(duì)物料含水量作圖，即為干燥速率曲線（見(jiàn)下下圖）。干燥過(guò) 程可分以下三個(gè)階段。（1）物料預(yù)熱階段（AB段）在開(kāi)始干燥時(shí)，有一較短的預(yù)熱階段，空氣中部分熱量用 來(lái)加熱物料，物料含水量隨時(shí)間變化不大。（2）恒速干燥階段（BC段）由于物料表面存在自由水分，物料表面溫度等于空氣的濕 球溫度，傳入的熱量只用來(lái)蒸發(fā)物料表面的水分，物料含水量隨 時(shí)間成比例減少，干燥速率恒定且最大。（3）降速干燥階段（CDE段）物料含水量減少到某一臨街含水量（X0）,由于物料內(nèi)部

5、水分的擴(kuò)散慢于物料表面的蒸發(fā)，不足以維持物料表面潤(rùn)濕，而 形成干區(qū)，干燥速率開(kāi)始降低，物料溫度逐漸上升。物料含水量 越小，干燥速率越慢，直至達(dá)到平衡含水量（X*）而終止。干燥速率為單位時(shí)間在單位面積上汽化的水分量，用微分 式表示為式屮u 干燥速率，kg水/ （m2s）； A 干燥表面 積，m2；di一一相應(yīng)的干燥時(shí)間，s； dW一一汽化的水分量，kgo圖屮的橫坐標(biāo)X為對(duì)應(yīng)于某干燥速率下的物料平均含水 量。式屮一一某一干燥速率下濕物料的平均含水量；Xi,Xi+lA t時(shí)間間隔內(nèi)開(kāi)始和終了是的含水量，kg水/kg絕干物料。式中Gsi第i時(shí)刻取出的濕物料的質(zhì)量，kg； Gci 第i時(shí)刻取出的物料的絕

6、干質(zhì)量，kgo干燥速率曲線只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，因?yàn)楦稍锼俾什粌H取決 于空氣的性質(zhì)和操作條件，而且還受物料性質(zhì)結(jié)構(gòu)及含水量的影 響。本實(shí)驗(yàn)裝置為間歇操作的沸騰床干燥器，可測(cè)定達(dá)到一定干 燥要求所需的時(shí)間，為工業(yè)上連續(xù)操作的流化床干燥器提供相應(yīng) 的設(shè)計(jì)參數(shù)。四、操作步驟1、將450g小麥用水浸泡2-3小時(shí)后取岀，瀝干表面水分。2、檢查濕球溫度及水罐液位，使其處于液位計(jì)高度1/2 處。3、從加料口將450g小麥加入流化床中。4、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、空氣加熱器，空氣流量調(diào)至合適值，空氣 溫度達(dá)到設(shè)定值。5、保持流量、溫度不變，間隔2-3分鐘取樣，每次取10 克，將濕物料及托盤測(cè)重。6、裝入干燥盒、烘箱，調(diào)節(jié)烘箱溫度5°C,烘烤一小時(shí), 稱干物料及托盤重量7、干燥實(shí)驗(yàn)過(guò)后，關(guān)閉加熱器，用剩余物料測(cè)定流化曲 線，從小到大改變空氣流量10次，記錄數(shù)據(jù)。8、出料口排岀物料，收集，關(guān)閉風(fēng)機(jī)，清理現(xiàn)場(chǎng)。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖1 風(fēng)機(jī)；2 濕