干燥试验报告

1、北京化工大学实 验 报告课程名称：干燥实验实验日期：2012-5班 级：化工0906姓 名：郭智博同组人：常成维尉博然黄金祖学号:200911175干燥实验一'、摘要本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线， 物料含水量、床层温度与时间的关系曲线， 流化床压降与 气速曲线。干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。二、实验目的1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。2、

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 Kxo三、实验原理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。Prl<d1鉴因皿长UrnfUo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，气体只能从学习文档仅供参考床层空隙中流过，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

3、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 （uo）。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。假设气速继续降低，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

4、，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t的关系曲线及物料温度。与时间t的关系曲 线见下列图。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下下列图。干燥过程可分以下三个阶段。时间/T学习文档仅供参考1物料预热阶段斤£茗6上今隔阳SH-物料含水量X/kg水/kg绝干物料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段由于物料外表存在自由水分，物料外表温

5、度等于空气的湿球温度，传入的热量只用来 蒸发物料外表的水分，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外表的蒸 发，不足以维持物料外表润湿，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，直至到达平衡含水量 X*而终止。干燥速率为单位时间在单位面积上汽化的水分量，用微分式表示为?U =?式中u 干燥速率，kg水/m2s；A 干燥外表积， m2;d -相应的干燥时间，s;dW汽化的水分量，kg。图中的横坐标X为对应于某干燥速率下的物料平均含水量。?=?+ ?+12式中？?

6、某一干燥速率下湿物料的平均含水量；Xi,Xi+i 。时间间隔内开始和终了是的含水量，kg水/kg绝干物料。学习文档仅供参考? ?_ . .?式中Gsi第i时刻取出的湿物料的质量，kg；Gci第i时刻取出的物料的绝干质量，kg。干燥速率曲线只能通过实验测定，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质结构及含水量的影响。本实验装置为间歇操作的沸腾床干燥器，可测定到达一定干燥要求所需的时间，为工业上连续操作的流化床干燥器提供相应的设计参数。四、操作步骤1、将450g小麦用水浸泡2-3小时后取出，沥干外表水分。2、检查湿球温度及水罐液位，使其处于液位计高度1/2处。3、从加料口将45

7、0g小麦加入流化床中。4、启动风机、空气加热器，空气流量调至合适值，空气温度到达设定值。5、保持流量、温度不变，间隔 2-3分钟取样，每次取10克，将湿物料及托盘测重。6、装入干燥盒、烘箱，调节烘箱温度 125 C,烘烤一小时，称干物料及托盘重量7、干燥实验过后，关闭加热器，用剩余物料测定流化曲线，从小到大改变空气流量10次,记录数据。8、出料口排出物料，收集，关闭风机，清理现场。五、实验设备图1SALXl1 年13沸腾干爆实验装置和流程1风机；2湿球温度水筒；3湿球温度计；4干球温度计；5空气加热器；6空气流量调节阀 ；7放净口 ； 8取样口 ； 9不锈钢筒体；10玻璃筒体;11气固别离段；

8、12加料口； 13一旋风别离器；14孔板流量计六、数据处理1、干燥速率曲线测定学习文档仅供参考厅P时间T /min床层温度干物料质量G湿/g湿物料 质量G干/g含水率 X/g水 /g干物 料平均含 水率X /g 水/g干 物料干燥速率 u水/gm-2s-1130. 2930.26526P 7.740.236P 0.208 ：390.179P 0.17514120.1700.1625150.1530.145618P 7.370.137P 0.13517217. 830.1330.12182408:0.0999270.0900.089103087以第二组数据为例，计算过程如下:含水量：XiGs%7

9、.46.260.236 kg 水/kg 绝干物料平均含水量：Xxixi i0. 16670. 13770. 1522 kg水/kg绝干物料干燥速率:? _ ?加?？?+1 _ 0.236-0.179_?1.5 X 3X 602.12 X10-4u 水/gm-2s-1i Gci6.262、流化曲线测定厅P孔板压 降 p/kpa床层压 降 p/kpa气速u气/m/s10.00. 0220.0440.163130.2260.40940.390.280.55850.94r 0.37 10.897160.4270.448:0.46 19P 0.451100.46以第三组数据为例，计算过程如下:?426.

10、8 X?54?4 X0.12 X360026.8 X0.220.543.14?4 X0.12 X3600=0.409学习文档仅供参考七、实验结果及作图分析Fu水 品含 料希物物rf干燥速率I5 ， 一 一 一 一 9 S 7 6 5 4 3 2 1 o O O.O,O.O.Q.O.OO.0s0.靠&1变十物料含水设学习文档仅供参考-床片压降-床层压降双曲线坐标下 pu图八、思考题1、本实验所得的流化床压降与气速曲线有何特征？答：当气速较小时，压降与流速成正比。当气速逐渐增加，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，固体颗粒随气体流动而悬浮运

11、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，等于单学习文档仅供参考位面积的床层净重。当气速增大至某一值后，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。2、为什么同一湿度的空气，温度较高有利于干燥操作的进行？答：因为温度较高，所对应的饱和蒸汽压也较高，而湿度相同，即水汽分压相同，这样就使得在较高的温度下，空气的相对湿度较小。故传质推动力较大，有利于干燥操作的进行。同时，同一湿度的空气，温度较高者单位质量所携带的热量多，可使干燥过程所需的空气用量减少，同时废气带走的热量相应减少，热效率也会提高。3、本装置在加热器入口处装有干、湿球温度计，假设干燥过程为绝热增

12、湿过程，如何求得 干燥器内空气的平均湿度 H。答：由加热器入口处测得的干、湿球温度可在空气的燃湿图上找到初始的状态点，并确定始值，因为绝热增湿过程是等烙过程，可由等烙线求得干燥器内空气的平均湿度。4、干燥开始10分钟时，计算进、出干燥器的湿空气的性能参数假设湿空气进出干燥器 为绝热增湿过程，要求使用公式计算和I-H图两种方法。方法110min 时ttwp水汽HI进口湿空气70 Cckg/kg干气6.64%干气出口湿空气Cckg/kg 干气31.5%104.91kJ/kg干气方法210min 时ttwp水汽HI进口湿空气70 cc2kPakg/kg 干气6%101kJ/kg干气出口湿空气Cckg/kg 干气32%101kJ/kg干气认为实验所测干湿球温度为干燥器出口湿空气的状态。方法1说明：由于认为该干燥属于等始增湿过程，则空气的湿球温度不变， 为C,且始也不变。则以进口空气计算为例：twC时，饱和蒸汽压rw = 2420.37 kJ/kg则一4.624)=0.030 kg水汽/kg干气H = Hw (t twrw=0.030 (70 0.013 kg 水汽/kg 干气由H = 0.622 P水汽/(P- P水汽)得：学习文档仅供参考P 水汽 = H P /(H+0.622)= 2.07 kpa70时饱和蒸汽压(f)= P 水汽/Ps1 =2.07 /31.1