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北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 班 级： 姓 名： 同 组 人： 装置型号： 沸腾干燥实验装置 流化床干燥实验 摘要 本实验通过对湿的小麦的干燥过程，要求掌握干燥的基本流程及流化床流化曲线的定，流化床床层压降与气速的关系曲线，物料含水量及床层温度随时间的变化关系，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传值系数kH及降速阶段的比例系数KX。 二、关键词： 流化床干燥、物料干燥速率、物料含水量、流化床床层压降、临界含水量 三、实验目的及任务 1、熟悉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随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及恒速阶段的传值系数kH及降速阶段的比例系数KX 四、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。（如图一） 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。 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点当气速继续降低，曲线无法按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） 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. 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湿球的温度,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小, 干燥速率恒定且最大. 降速干燥阶段（CDE段） 物料含水量减少到某一临界含水量(X0)，由于物料内部水分的扩散慢 于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持湿润，而形成干区，干 燥速率开始降低，物料温度开始上升。物料含水量越小，干燥速率越 慢，直至达到平衡含水量（X*）而终止。 干燥速率为单位时间在单位面积上气化的水分量，用微分式表示 式中 u----干燥速率,kg水/（m^2s）Dw----气化的水分量，kg. 图3中的横坐标X为对应于某干燥速率下的物料平均含水量 式中 -----某一干燥速率下湿物料的平均含水量；。 -----△τ时间间隔内开始和终了时的含水量，kg水/kg绝干物料 式中 -----第i时刻取出的湿物料的质量,kg -----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，可测定达到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。 五、实验流程 图一、沸腾干燥实验装置和流程 1．风机 2．湿球温度水桶 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．气固分离段 12．加料口 13．旋风分离器 14．孔板流量计 六、实验操作 干燥实验 （1）实验开始前 将电子天平开启，使处于待用状态 将烘箱开启备用 准备好被干燥物料（麦子） （2）床身预热阶段 启动风机及加热器，将空气控制在某一流量下，控制表面加热器温度，或空气温度稳定，打开进料口，将待干燥物徐徐倒入，关闭进料口. (3)测定干燥速率曲线 ①取样，用取样管推入拉出取样，每隔3min一次