流化干燥實(shí)驗(yàn)報(bào)告

流化干燥實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容A在一定干燥條件下測(cè)定硅膠顆粒的干燥速率曲線。C測(cè)定氣體通過干燥器的壓降。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

A了解測(cè)定物料干燥曲線的意義。C學(xué)習(xí)和掌握測(cè)定干燥速率曲線的基本原理和方法。D了解影響干燥速率的有關(guān)的有關(guān)工程因素，熟悉流化床干燥器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作辦法。三、實(shí)驗(yàn)原理

干燥是指采用某種方式將熱量傳給濕物料，使其中的濕分（水或有機(jī)溶劑）汽化單元的單元操作，在化工、輕工及農(nóng)、林、漁業(yè)產(chǎn)品的加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。干燥過程不僅涉及到氣、固兩性間的傳熱和傳質(zhì)，而且涉及到濕分以氣態(tài)或液態(tài)的形式自物料內(nèi)部向表面?zhèn)髻|(zhì)的機(jī)理。

由于物料的含水性質(zhì)和物料的形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，干燥過程速率要受到3、干燥過程速率的影響因素是：A物料性質(zhì)B含水量C含水性質(zhì)D熱介質(zhì)性質(zhì)E設(shè)備類型等各種因素的影響。目前，尚無形成熟的理論方法來計(jì)算干燥速率，工程上多仍需依賴于實(shí)驗(yàn)解決干燥問題。物料的含水量，一般多用相對(duì)于濕物料總量的水分含量，即以濕物料為基準(zhǔn)的含水率，用ω（kg水分/kg濕物料）來表示，但干燥時(shí)物料總量不斷發(fā)生變化，所以采用以干物料為基準(zhǔn)的含水量（12-1）（12-2）在干燥過程的設(shè)計(jì)和操作時(shí)，干燥速率是一個(gè)非常重要的參數(shù)。例如在干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)或選型時(shí)，通暢規(guī)定干燥時(shí)間和干燥工藝要求，需要確定干燥器的類型和干燥面積；或者，在干燥操作時(shí)，設(shè)備的類型及干燥器的面積已定，規(guī)定工藝要求，確定所需干燥時(shí)間。這都需要知道物料的干燥特性，即干燥速率曲線。干燥速率一般用單位時(shí)間內(nèi)單位干燥面積上汽化的水量表示：

（12-3）

式中

A—干燥速率，kg/(m2?s)；

干燥速率也可以以干物料為基準(zhǔn)，用單位質(zhì)量干物料在單位時(shí)間內(nèi)所汽化的水量來表示

：（12-4）式④中

因?yàn)?/p>

因此

（12-5）

干燥速率表示在一定的干燥條件下物料的含水率與干燥時(shí)間之間的關(guān)系。干燥實(shí)驗(yàn)的目的是在一定的干燥條件下，例如加熱空氣的溫度、濕度、以及氣速、空氣的流動(dòng)方式均不變，測(cè)定干燥曲線和干燥速率曲線。干燥曲線可以分為兩個(gè)階段，B恒速干燥階段C降速干燥階段5、圖中C、D兩個(gè)點(diǎn)分別代表()()B臨界含水率、平衡含水率在實(shí)驗(yàn)過程中，只要測(cè)得干燥曲線，即物料含水量與時(shí)間的關(guān)系，即可根據(jù)曲線的斜率得到系列不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的干燥速率（A′），通過作圖標(biāo)繪即可得到干燥速率曲線。

應(yīng)該注意的是，干燥（速率）曲線、臨界含水率均顯著地受物料結(jié)構(gòu)（大小及形態(tài)）和物料與熱風(fēng)的接觸狀態(tài)（與干燥器的類型有段）的影響。例如，對(duì)于粉狀物料，若顆粒呈分散狀態(tài)，在熱風(fēng)中干燥時(shí)，不但干燥面積大，其臨界含水量也較低，容易干燥。若物料呈堆積狀態(tài)，使熱風(fēng)掠過物料表面進(jìn)行干燥，不僅干燥面積小，其臨界含水率增大，干燥速率也變慢。因此，在干燥實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能采用與工業(yè)干燥器同類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，至少也應(yīng)使實(shí)驗(yàn)時(shí)的物料與熱風(fēng)接觸狀態(tài)近似于工業(yè)干燥器中的操作狀態(tài)，這樣求得的干燥（速率）曲線和臨界含水率數(shù)據(jù)才有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)方案

本實(shí)驗(yàn)擬采用流化干燥方法干燥硅膠顆粒物料，硅膠粒度為40-60目。通過測(cè)定不同時(shí)間硅膠顆粒的含水量變化和物料溫度，得到干燥曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，就能求得干燥速率曲線。

2、檢測(cè)點(diǎn)及測(cè)試方法

實(shí)驗(yàn)中需測(cè)定干燥時(shí)間τ和與之對(duì)應(yīng)的物料溫度t和含水率X的測(cè)定方法為：

抽取一定量的試樣置于試樣瓶中，稱其重量，記為ω1，

ω0為瓶重，g；ω1′為樣品（濕物料）重，g。

將試樣瓶置于烘箱中，在120℃下烘干20min，再將試樣瓶取出稱重，并記為ω2，

ω2′為干物料重，g。

則

樣品中水分含量

樣品的干基含水率

3、控制點(diǎn)及調(diào)節(jié)方法

實(shí)驗(yàn)中需控制的操作變量有：空氣流量、空氣溫度。用轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié)空氣流量，用電加熱器和固態(tài)繼電器控制儀表自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣溫度。

4、實(shí)驗(yàn)裝置和流程

玻璃流化床干燥器，床層內(nèi)徑130mm、空氣源（羅茨鼓風(fēng)機(jī)）、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣電加熱器、固態(tài)繼電器控溫儀表系統(tǒng)、水銀玻璃溫度計(jì)、電熱烘箱、電子天平，精度0.0001g。本實(shí)驗(yàn)的裝置流程圖如下圖所示12-3。空氣由空氣壓縮機(jī)輸送，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量和電加熱器預(yù)熱后，通過流化床的空氣預(yù)分布板與在床層中濕硅膠顆粒進(jìn)行流化接觸和干燥，廢氣自干燥器頂部排出，并經(jīng)旋風(fēng)除塵器脫除其中的微粒后排空，樣品借助于安裝在床層中部的推拉桿式取樣器采集。圖12-3流化干燥實(shí)驗(yàn)裝置流程五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表一流化干燥數(shù)據(jù)圖表塔徑(mm)135.0床層高度(mm)150.0取樣空瓶重量(g)32.0物料尺寸(目)40.0烘箱干燥溫度(℃)120.0空氣相對(duì)濕度(%)80.0加水量(mL)235.0序號(hào)干燥時(shí)間(min)床層溫度(℃)空瓶+濕物重(g)空瓶+干物重(g)水分重(g)干物重(g)含水率×10^2(kg水/kg干物)1040.4232.630532.55470.07580.554713.665213.4545.933.664833.49320.17161.493211.49232348.5933.6433.49040.14961.490410.038432.2450.7532.734532.67680.05770.67688.23539.4952.0432.324232.30190.02230.30197.387644.4752.7932.687532.64490.04260.64496.606749.353.4232.40932.38640.02260.38645.84985453.9533.145833.08980.0561.08985.139960.4363.7933.463533.40380.05971.40384.2531064.2168.932.007232.00690.00030.00694.3481170.1175.8132.181532.17580.00570.17583.2421276.0781.4933.026832.99940.02740.99942.742圖一干燥曲線圖二干燥速率曲線六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析6、物料溫度近似于濕球溫度的干燥階段是哪個(gè)干燥階段B恒速干燥階段7、下列說法正確的是：A誤差主要來源于取樣的不平均性及采樣人的各種操作。B在預(yù)熱階段，應(yīng)控制合適的空氣流量與較為細(xì)致的取樣時(shí)間。D干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)