流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定..docxVIP

流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定一.实验目的1.掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义；2.熟悉实验干燥设备的流程、工作及实验组织方法；3.了解影响干燥速率曲线的因素。二. 基本原理干燥原理是利用加热的方法使水分或其它溶剂从湿物料中汽化，除去固体物料中湿分的操作。干燥的目的是使物料便于运输、贮藏、保质和加工利用。本实验的干燥过程属于对流干燥，其原理见图1。 图1 热空气与物料间的传热与传质①．传热过程 热气流将热能传至物料，再由表面传至物料的内部。②．传质过程 水分从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，再通过物料表面的气膜扩散到热气流的主体。由此可见，干燥操作具有热质同时传递的特征。为了使水气离开物料表面，热气流中的水气分压应小于物料表面的水气分压。 2.1干燥速率曲线测定的意义对于设计型问题而言，已知生产条件要求每小时必须除去若干千克水，若先已知干燥速率，即可确定干燥面积，大致估计设备的大小；对操作型问题而言，已知干燥面积，湿物料在干燥器内停留时间一定，若先已知干燥速率，即可确定除掉了多少千克水；对于节能问题而言，干燥时间越长，不一定物料越干燥，物料存在着平衡含水率，能量的合理利用是降低成本的关键，以上三方面均须先已知干燥速率。因此学会测定干燥速率曲线的方法具有重要意义。2.2干燥曲线和干燥速率曲线的关系含水率X：单位干物料Gc 中所带的水分量W定义： X= － （kg水／kg干） （1）含水率随时间的变化作图，见图2：干燥过程分为三个阶段：Ⅰ.物料预热阶段；Ⅱ.恒速干燥阶段；Ⅲ.降速干燥阶段。干燥速率NA 的定义有二种表示：(一)．单位时间单位面积汽化的水量即：N A= － (kg水／m２．s) (2) 图2：干燥曲线图 (二). 单位干物料在单位时间内所汽化的水量 即：NA＇= － (kg水／kg干．s) (3) (2)式定义中，由于干燥面积的定量难以实验测定，故本实验以(3)式定义作为实验依据．对(1)式求导得：　 dW＝－GcdX (4) 所以， NA＇= － = － (5) 就是说，在干燥曲线图中含水率随时间变化曲线上的任何一点切线的斜率值即为干燥速率值，将这些斜率的变化值对应于含水率作图即为干燥速率曲线图，见图3。每隔一段时间读取湿物料的重量，然后将湿物料重减去干物料的重，从而就测得了X与τ的关系。 图3 干燥速率曲线图图4. 硫化床干燥实验流程图三. 实验流程及说明四．实验步骤(1) 在实验操作前从加水斗加入220~300ml水，系统同时通入常温空气，使加入的水充分均匀地分散在硅胶表面，(这一步由准备老师完成)。(2) 按下变频器RUN，通过旁路阀10调节流量至14-18m3/h任何一恒定值。待空气进口温度计读数为95℃时，关闭旁路放空阀4，使热空气进入系统。仔细观察进口温度与床层温度的变化，待床层温度升至40℃ ，即开始取第一个样品，此时的时间设定为0。按照原始数据的时间间隔取样，总共采集14~16组数据。五．实验结果讨论和分析六．根据图和表进行讨论装置号： ；塔径： ；床层高度： ；烘干温度： ； 物料： ； 物料尺寸： ；空气相对湿度： ；空气流量： ；室温： No.时间间隔min床层温度℃空瓶重g空瓶+湿物g空瓶+干物g空气进口温度 ℃空气出口温度 ℃12345678910七．过程运算表和结果图No.时间间隔min床层温度℃水分g干物g含水率×102kg水/kg干物干燥速率×103kg水/kg干物×min热效率%12345678910