【2017年整理】江苏大学化工原理实验五__干燥实验.doc

实验五 干燥实验 食品质安1301 3130906002 郝晶 实验目的 1.学习流化床的操作，掌握流化床的一些基本概念。 2.测定流化干燥速率曲线。 实验原理 在干燥设备的设计计算中，往往要了解物料由初始含水量降到最终含水量时，物料应在干燥器内的停留时间，然后就可计算各种干燥器的工艺尺寸。由于干燥过程是一热质同时传递过程，机理复杂，一般先通过间歇干燥实验获得干燥速率的资料。 通过测定干燥过程中物料的含水量或物料的表面温度与干燥时间的关系可以得到干燥曲线即 曲线或 曲线。干燥速度 u等于单位时间从单位被干燥物料的面积上除去的水分重量，即 只要测出各个时间段内物料的失水量就可以计算物料的干燥速度。干燥速度受很多因素的影响，它与物料及干燥介质都有关系。在干燥条件不变的情况下，对于同类的物料，当干燥面积一定时，干燥速度是物料湿含量的函数，表示此函数关系的曲线称为干燥速度曲线。干燥速度曲线也可由干燥曲线求出。 流化操作状态因为具有较好的传热传质效果，在工业中得到广泛应用。流化床干燥器是工业中常见的干燥器。流体自下而上通过固体颗粒床层时，当流体的流速增大至一定程度时，全部颗粒刚好悬浮于向上流动的流体中而能作随机运动，床层处于起始流化状态或临界流化状态。随后，流体流速增大，颗粒床层空隙率增大，但流体的实际流速等于颗粒的沉降速度，流化床原则上有一个明显的上界面。当流体的实际速度超过颗粒的沉降速度时，达到气流输送状态。流化可分为散式流化和聚式流化。 聚式流化的特点为：床层分为乳化相和气泡相。乳化相为固体浓度大的气固均匀混合物，是连续相。气泡相为气泡和可能夹带的少量固体颗粒，是分散相。由于气泡在上界面处破裂，所以上界面是以某种频率上下波动的不稳定界面，床层压降也随之波动。聚式流化见于大多数气—固系统。 散式流化的特点为：流体为连续相，固体颗粒均匀分散在流体中，床层没有气泡产生，有一稳定的上界面。通常两相密度差小的系统趋向散式流化，如大多数液—固系统。 流化床的不正常操作状态有腾涌和沟流。腾涌是由于小气泡合并成大气泡并将床层分成几段。气泡到达上部破裂后颗粒分散落下。沟流是由于床层有短路，流体不与颗粒均匀接触通过沟道穿过。能够进行良好流化的颗粒的直径为20～500 。 实验流程 1.流化干燥试验流程 流化干燥试验的流程如图所示。 2.实验设备 实验设备有：（1）除尘器(袋滤器)，φ130×120mm；（2）干燥塔塔体，φ146×8优质高温玻璃；（3）加水器，0～400mL；（4）气体转子流量计，LZB-25，0～25m 3/h；（5）流量调节阀；（6）温度计，0～150℃，Cu 50铜电阻；（7）温度计，0～150℃，Cu 50铜电阻；（8）固体物料取样器；2.3克/次；（9）实验用干燥物料，30—40目变色硅胶；（10）压差计，±50cm水；（11）电加热器，3kW。另有实验用电子天平、微波炉或烘箱。 实验操作步骤及操作要领 打开空气旁路阀，接通气源并缓慢调节风量（调节旁路阀），使干燥塔中颗粒物料处于良好的流化状态(注意压差计读数，勿使测压指示液冲出)，观察整个过程物料的状态和测压计读数的变化； 向加水器中加入适量的水，调节加水器下部铜旋塞，勿使注入干燥塔的水流速度过大。加水时应使取样器保持拉出位置，同时塔内处于流化状态； 开通风源，打开阀 5，调节空气流量为 10～12 ，接通电源，在智能温度调节仪 AI-708上设定控制温度 95～100℃（由老师操作，防止破坏已经设定好的控制程序），加热时注意安全； 在气体的流量和温度维持稳定的条件下，每隔一定时间（10min）记录床层温度，并取样分析固体物料的含水量，烘箱温度 105℃烘 1h，或微波炉干燥 1～2min，天平 1/1000精度。 取样器的样品槽，在实验中应开口向下。取样时转向上，水平拉出，然后，转动拉杆，倒出样品，拉杆复位。颗粒需回收使用。 实验进行直至物料温度明显升高，温度大于 61℃，硅胶变蓝即可停止； 实验停止步骤：切断电源，待空气进口温度低于50℃后，然后停止送 风； 8.当塔中需要补充硅胶物料时，卸下袋滤器后可加入； 9.当更换硅胶物料时，可用吸尘器的皮管伸入塔体内即可全部吸出。 实验数据记录与处理 1．实验条件： （1）室温： 13.8℃（2）空气湿度：56％（3）气体流量： 12（4）热空气温度： 105 ℃ 以序号1为例： 序号 容器编号 容器质量g 湿料与容器质量g 湿料质量g 干料与容器质量g 除去水分质量g 床层温度℃ 时间s 物料干基含水率X 1 1 26.68 30.65 3.97 30.37 0.28 30.1 0 0.07588 2 2 26.39 33.1 6.71 32.67 0.43 38.2 300 0.06847