1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握測(cè)定物料干燥速率曲線的方法，并了解其實(shí)際意義。2.熟悉實(shí)驗(yàn)室干燥設(shè)備的流程、工作原理及操作方法。3.了解影響干燥曲線的主要因素。4了解和觀察流化床的基本結(jié)構(gòu)和流化狀態(tài)二、實(shí)驗(yàn)原理干燥是化工生產(chǎn)中一種重要的單元操作，它是利用熱量將產(chǎn)品中的濕分（通常情況下指水分，以下如無特別說明，均指水分）去掉的一種方法。在實(shí)際生產(chǎn)中要確定濕物料的干燥條件，例如已知干燥要求，當(dāng)干燥面積一定時(shí)，確定所需的干燥時(shí)間；或干燥時(shí)間一定時(shí)，確定干燥所需的面積，就必須掌握物料的干燥特性，即干燥速率曲線。干燥過程不僅涉及氣-固兩相間的傳熱和傳質(zhì)，還涉及到水分以氣態(tài)或液態(tài)的形式自物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f的機(jī)理。由于

2、含水性質(zhì)和粒度的差異，不同物料的水分傳遞速率差別很大。因此，干燥速率受物料形狀、物料的含水量、含水性質(zhì)、熱介質(zhì)性質(zhì)和干燥設(shè)備等各種因素的影響，目前還無法用理論方法來計(jì)算（除了完全不吸水的物質(zhì)外），而大多數(shù)情況下只能用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的方法。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定干燥曲線和干燥速率曲線時(shí)，需要在恒定的干燥條件下進(jìn)行。因此，若以空氣作為加熱介質(zhì)，其進(jìn)、出干燥器的狀態(tài)，如溫度、濕度、氣速以及空氣的流動(dòng)方式均應(yīng)不變，即必須采用大量的空氣來干燥少量的物料。本實(shí)驗(yàn)以含水硅膠為被干燥物，測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)濕物料的質(zhì)量變化，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到被干燥物料的質(zhì)量恒定為止物料的濕含量即含水量，一般用相對(duì)物料總量的水分含量來表示。常用的有以濕物料

3、為基準(zhǔn)的水分含量和以干物料為基準(zhǔn)的水分含量，即濕基含水量和干基含水量，分別用符號(hào)w和X來表示。濕基含水量w=（濕物料中水分的質(zhì)量濕物料的總質(zhì)量）100干基含水量X（濕物料中水分的質(zhì)量濕物料中絕干料的質(zhì)量）100但因干燥時(shí)物料總量在變化，所以采用干物料為基準(zhǔn)的水分含量X表示較為方便。w和X之間有如下關(guān)系：若將很濕的物料置于恒定的干燥條件下，測(cè)定被干燥物料的質(zhì)量和溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，可得到如圖所示的干燥曲線。從曲線上可看出干燥過程分為如下三個(gè)階段：（）物料預(yù)熱階段AB；（）恒速干燥階段BC；（）降速干燥階段。含水量很大的物料因其表面有液態(tài)水存在，當(dāng)它在恒定的干燥條件下，在干燥過程的起始階段，物料

4、被熱氣流加熱，其表面溫度不斷上升，直到接近熱風(fēng)的濕球溫度tw，這一階段即是第階段（物料的預(yù)熱階段）。在隨后的第階段中，由于表面存有液態(tài)水，物料溫度約等于空氣的濕球溫度tw，傳入的熱量只用來蒸發(fā)物料表面的水分。在第階段中，含水率Xt隨時(shí)間成比例減少，其干燥速率不變，即為恒速干燥階段。在第階段中，物料表面已無液態(tài)水存在，而物料內(nèi)部的水分由內(nèi)部擴(kuò)散到表面的速率慢于水分在物料表面的蒸發(fā)速率，則物料表面將蒸干，其溫度又開始上升，傳入的熱量也因此而減少，且傳入的熱量部分用于加熱物料，所以干燥速率會(huì)很快降低，最后達(dá)到平衡含水率為止。和的交點(diǎn)處的含水率稱為臨界含水率，用XC表示。對(duì)于、階段很長的物料，第階段可

5、以忽略。溫度低時(shí)，或根據(jù)物料特性，也可能沒有第階段。干燥速率（即水分汽化率NA）可用單位時(shí)間單位干燥面積所汽化的水量表示：式中:A被干燥物料的汽化面積(m2)；干燥時(shí)間(s);W從被干燥物料中汽化的水分量（kg）。干燥速率也可用單位干物料在單位時(shí)間內(nèi)所汽化的水分量表示。式中，GC為干物料的質(zhì)量(kg)。因?yàn)閐W=GCdX故因此在干燥曲線圖中，含水率曲線對(duì)時(shí)間的斜率即為NA。若將NA（或NA）對(duì)Xt作圖即可得到干燥速率曲線三、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)采用流化床干燥器，以熱空氣流干燥變色硅膠。實(shí)驗(yàn)裝置見圖。由鼓風(fēng)機(jī)輸送的空氣流，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量和電加熱器預(yù)熱后，然后通過流化床的分布板，再和床層中顆粒狀的濕物

6、料進(jìn)行流態(tài)化的接觸和干燥，廢氣上升至干燥器的頂部后放空。空氣流量和溫度分別由閥門和自耦變壓器調(diào)節(jié)。1旋渦泵；2轉(zhuǎn)子流量計(jì)；3電加熱管；4流化床；5取樣器；6熱空氣溫度計(jì)；7床層溫度計(jì)；8儲(chǔ)水槽四、實(shí)驗(yàn)步驟1.插上電源，打開鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)。2預(yù)先調(diào)節(jié)風(fēng)量（約1214m3/h），使床中的顆粒處于良好的流化狀態(tài)。3儲(chǔ)水槽內(nèi)加入一定量的水。同時(shí)打開進(jìn)水開關(guān)，讓水滴入流化床中。4從取樣口取出少量樣品（約0.5g）到稱量瓶中，瓶子必須蓋緊，稱量和記錄濕重；然后取下瓶蓋，將樣品放入微波爐中烘干后取出，蓋緊瓶蓋再稱量，得干重。5打開預(yù)熱器電源開關(guān)，并調(diào)節(jié)加熱電壓預(yù)熱空氣流至100110左右，當(dāng)空氣狀態(tài)穩(wěn)定和床層溫度在40左右時(shí)，每隔3-5min取一次樣，重復(fù)步驟4稱重。取12-15個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),同時(shí)記錄床層溫度。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先關(guān)閉預(yù)熱器電源；待床層溫度降到室溫后，再關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)電源五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)間時(shí)間min稱量瓶空重（g）濕樣總重（g）干樣總量（g）樣品濕重（g）樣品干重（g）水重（g）Xt(%)六、思考題1.在7080的空氣流中經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間的干燥，可否得到絕