流化枯燥试验报告VIP

本文格式为Word版，下载可任意编辑——流化枯燥试验报告

北京化工大学化工原理实验报告

试验名称：班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：试验日期：

流化枯燥试验化工11

2023011第套2023-5-14

一、试验摘要

本试验通过测定不同空气流量下的床侧压降及干湿物料的质量，从而确定流化床床层压降与气速的关系曲线及流化床的枯燥特性曲线。通过试验，了解流化床的使用方法及其工作原理。

计算举例：（以表1第一组为例）

G干?G总1?X0?500?352.6g

1?0.418G总水?G干?X0?352.6?0.418?147.4g

0.5空气质量流量：qm,气?0.62?0.7854?0.022?（?P）?1000孔板?1000?1.25

0.5?0.62?0.7854?0.022?（4.09?1000?1.25）?1000

?19.70g/s

（H2?H1)?19.70?(0.01354?0.00671)?0.1034g/s空气带走水量：qm,水?qm，气?枯燥速率：NA?含水率：X?

qm,水1.5?G干??0.1034?0.00025g?m?2?s?1

1.5?352.6G总水-G水G干147.4-16.68?0。371

352.6

表2流化曲线测定试验数据表

（其中第六组数据为流化点数据）

ΔP孔,0=0.01kPa校正孔板孔板压降空气流速床层压降压降ΔP孔序号ΔP孔/kPau气/m.s-1ΔP床/kPa/kPa0.0910.10.30.110.2920.30.530.30.5830.590.760.50.7940.80.880.640.99510.990.721.2361.241.10.731.6471.651.270.692.582.511.570.683.5193.521.860.84.09104.12.010.7

计算举例：（以第一组数据为例）

0.520.50.62?0.7854?0.022?（2?0.09?1000?1.25）（2?P孔板?1000?1.25）V0.62?0.7854?0.02??u气??0.7854?0.12A0.7854?0.12?0.3m/s

七、试验结果作图及分析

1、枯燥速率曲线

枯燥速率曲线0.000300.00025含水率X枯燥速率NA0.000200.000150.000100.000050.000000.0000.0500.1000.1500.2000.250含水率X降速段恒速段预热段0.3000.3500.400

2、3、

枯燥曲线

0.40580.355654物料温度/℃0.30520.25500.20480.150202300600800100012023400160046-200时间/s流化曲线

1床层压降kPa0.10.11空气流速m/s10含水率

结果分析：

（1）由图1枯燥速率曲线可以看出，枯燥速率先增大（预热段），然后基本保持不变（恒速段），之后持续下降（降速段）。恒速枯燥段十分短而降速枯燥段很长，说明小麦物料中非结合水含量较少。

（2）由图2枯燥曲线可以看出，含水率随着时间呈递减趋势。床层温度几乎没有稳定不变的阶段，这也说明湿小麦中的非结合水含量很小，热量不仅用于水分的气化还用于使物料温度升高。

（3）由图3流化曲线可以看出，压降先随着气速的增大而线性增大，之后基本保持不变。原因是在较低气速时，处于固定床阶段，气体只能从床层空隙中通过，压降与流速成正比；气速增加到一定程度时（u=1.1m/s），进入流化阶段，床层压降基本保持不变。

误差分析：

在流化试验中，空气经过床层时，由于床层阻力不均匀造成压降不断波动，特别是流化态时数据波动较大，因此数据读取的可能不是很确凿。

八、思考题

1、本试验所得的流化床压降与气速曲线有何特征？

答：气速较小时，操作过程处于固定床阶段，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；当气速逐渐增加，进入流化阶段，固体颗粒随气体滚动而悬浮运动，床层高度随着气速的增加而逐渐增加，但是床层压降基本保持恒定。

2、流化床操作中，存在腾涌和沟流两种不正常现象，如何利用床层压降对其进行判断？怎样避免它们的发生？

答：（1）判断：腾涌时床层压降不稳定，在理论值上下大幅度波动；

沟流时床层压降稳定，但是数值比正常状况低。

（2）避免：腾涌：产生的原因是由于颗粒层与器壁的摩擦造成压降大于理论值，而气泡破碎时又低于理论值，一般床层越高、容器直径越小、颗粒越大、气速越高越简单发生腾涌现象。避免腾涌应在设计流化床时使高径比不宜过大，而在床层过高时可以增设挡板以破坏气泡的长大。

沟流：产生的原因主要与颗粒特性和气体分布板的结构有关，颗粒的粒度很细、密度大且气速很低的物料和易于粘结的物料，以及气体分布板设计不好、布气不均都简单产生沟流，避免沟流发生应当对物料预先进行枯燥并适当加大气速，同时也应当合理设计分布板。

3、为什么同一湿度的空气，温度较高有利于枯燥操作的进行？

答：温度较高时水的饱和蒸汽压大，而空气的湿度不变，即水汽分压不变，由??所以空气的相对湿度变小，有利于枯燥的进行。

p水汽Ps，

4、本装置在加热器入口处装有干、湿球温度计，假设枯燥过程为绝热增湿过程，如何求得枯燥器内空气的平均湿度H？

答：在I-H图上找到入口的湿球温度，作等温线与φ=1线相交，此点设为A，再从点A做等焓线与入口的干球温度的等温线相交于点B，则B点为初始状态点，由此点读出湿度H1。由于绝热增湿过程为等焓过程，而出口空气可以看做饱和空气，因此可以由等焓线和出口空气的φ=1找出空气的最终状态点，读出出口空气的湿度H2，