化工原理干燥實驗報告本實驗在了解沸騰流化床干燥器的基本流程及操作方法的基礎上，通過沸騰流化床干燥器的實驗裝置測定干燥速率曲線，物料含水量、床層溫度與時間的關系曲線，流化床壓降與氣速曲線。干燥實驗中通過計算含水率、平均含水率、干燥速率來測定干燥速率曲線和含水量、床層溫度與時間的關系曲線；流化床實驗中通過計算標準狀況下空氣體積、使用狀態下空氣體積、空氣流速來測定流化床壓降與氣速曲線。1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。2、掌握流化床流化曲線的測定方法，測定流化床床層壓降與氣速的關系曲線。3、測定物料含水量及床層溫度時間變化的關系曲線。4、掌握物料干燥速率曲線的測定方法，測定干燥速率曲線，并確定臨界含水量X0及恒速階段的傳質系數kH及降速階段的比例系數KX。1、流化曲線在實驗中，可以通過測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系曲線（如圖）。當氣速較小時，操作過程處于固定床階段（AB段），床層基本靜止不動，氣體只能從床層空隙中流過，壓降與流速成正比，斜率約為1（在雙對數坐標系中）。當氣速逐漸增加（進入BC段），床層開始膨脹，空隙率增大，壓降與氣速的關系將不再成比例。當氣速繼續增大，進入流化階段（CD段），固體顆粒隨氣體流動而懸浮運動，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，等于單位面積的床層凈重。當氣速增大至某一值后（D點），床層壓降將減小，顆粒逐漸被氣體帶走，此時，便進入了氣流輸送階段。D點處的流速即被稱為帶出速度(u0)。在流化狀態下降低氣速，壓降與氣速的關系線將沿圖中的DC線返回至C點。若氣速繼續降低，曲線將無法按CBA繼續變化，而是沿CA’變化。C點處的流速被稱為起始流化速度(umf)。在生產操作過程中，氣速應介于起始流化速度與帶出速度之間，此時床層壓降保持恒定，這是流化床的重要特點。據此，可以通過測定床層壓降來判斷床層流化的優劣。2、干燥特性曲線將濕物料置于一定的干燥條件下，測定被那干燥物料的質量和溫度隨時間變化的關系，可得到物料含水量（X）與時間（τ）的關系曲線及物料溫度（θ）與時間（τ）的關系曲線（見下圖）。物料含水量與時間關系曲線的斜率即為干燥速率（u）。將干燥速率對物料含水量作圖，即為干燥速率曲線（見下下圖）。干燥過程可分以下三個階段。物料預熱階段）在開始干燥時，有一較短的預熱階段，空氣中部分熱量用來加熱物料，物料含水量隨時間變化不大。恒速干燥階段）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，傳入的熱量只用來蒸發物料表面的水分，物料含水量隨時間成比例減少，干燥速率恒定且最大。降速干燥階段）物料含水量減少到某一臨街含水量（X0），由于物料內部水分的擴散慢于物料表面的蒸發，不足以維持物料表面潤濕，而形成干區，干燥速率開始降低，物料溫度逐漸上升。物料含水量越小，干燥速率越慢，直至達到平衡含水量（X*）而終止。干燥速率為單位時間在單位面積上汽化的水分量，用微分式表示為式中u――干燥速率，kg水/（m2s）；A――干燥表面積，m2；dτ――相應的干燥時間，s；dW――汽化的水分量，kg。圖中的橫坐標X為對應于某干燥速率下的物料平均含水量。式中――某一干燥速率下濕物料的平均含水量；Xi,Xi+1――△τ時間間隔內開始和終了是的含水量，kg水/kg絕干物料。式中Gsi――第ikg；Gci――第i質量，kg。干燥速率曲線只能通過實驗測定，因為干燥速率不僅取決于空氣的性質和操作條件，而且還受物料性質結構及含水量的影響。本實驗裝置為間歇操作的沸騰床干燥器，可測定達到一定干燥要求所需的時間，為工業上連續操作的流化床干燥器提供相應的設計參數。1、將450g小麥用水浸泡2-3小時后取出，瀝干表面水分。2、檢查濕球溫度及水罐液位，使其處于液位計高度1/2處。3、從加料口將450g小麥加入流化床中。4、啟動風機、空氣加熱器，空氣流量調至合適值，空氣溫度達到設定值。5、保持流量、溫度不變，間隔2-3分鐘取樣，每次取10克，將濕物料及托盤測重。6、裝入干燥盒、烘箱，調節烘箱溫度125℃，烘烤一小時，稱干物料及托盤重量7、干燥實驗過后，關閉加熱器，用剩余物料測定流化曲線，從小到大改變空氣流量10次，記錄數據。8、出料口排出物料，收集，關閉風機，清理現場。1―風機；2―濕球溫度水筒；3―濕球溫度