北京化工大学--干燥实验(仅供参考).pdfVIP

北京化工大学 流化床干燥实验 姓名：陈远均 班级：化工1103 学号： 2011011080 同组人：汪双伟 陆子泉 周贤宝 实验日期：2014 年5 月20 日 流化床干燥实验 摘要 本实验以小麦作为物料，进行干燥实验操作。在实验过程中，了解流化床干燥器的基本 流程及操作方法，通过实验方法测定流化床床层压降与气速的关系曲线。将湿物料置于一定 的干燥条件下，测定被干燥物料的含水量和床层温度随时间的变化曲线，并对实验结果进行 分析。 关键词： 流化床；干燥；含水量；干燥速率曲线 一、 实验目的及任务 1. 了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2. 掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3. 测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4. 掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0 及恒速 阶段的传质系数kH 及降速阶段的比例系数KX 。 二、 基本原理 1. 流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关 系曲线（如图）。 图 4-15 流化曲线 1 流化床干燥实验 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB 段），床层基本静止不动，气体只能从 床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1 （在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加 （进入BC 段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD 段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气 速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气 速增大至某一值后（D 点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流 输送阶段。D 点处的流速即被称为带出速度(u ) 。 0 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC 线返回至C 点。若气速 继续降低，曲线将无法按CBA 继续变化，而是沿CA’变化。C 点处的流速被称为起始流化 速度(umf) 。 在生产操作过程中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定， 这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2 、干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系， 可得到物料含水量（X ）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲 线（见图4-16）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u ）。将干燥速率对物料 含水量作图，即为干燥速率曲线（见图4-17）。干燥过程可分以下三个阶段。 图 4-16 物料含水量、物料温度与时间的关系 2 流化床干燥实验 图 4-17 干燥速率曲线 （1）物料预热阶段（AB 段） 在开始干燥时，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随 时间变化不大。 （2 ）恒速干燥阶段（BC 段） 由于物料表面存在自由水分，物料表面温度等于空气的湿球温度，传入的热量只用来 蒸发物料表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且最大。 （3 ）降速干燥阶段（CDE 段） 物料含水量减少到某一临街含水量（X ），由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸 0 发，不足以维持物料表面润湿，而形成干区，干燥速率开始降低，物料温度逐渐上升。物料 含水量越小，干燥速率越慢，直至达到