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实验九沸腾干燥实验

一实验目的

⒈熟悉单级流化床干燥设备的结构与操作。

⒉测定被干燥物料的床层压降与空塔气速的关系曲线。

⒊测定被干燥物料的含水量随干燥时间的变化曲线。

⒋测定干燥速度曲线、临界含水量、恒速干燥阶段的传质系数K及降速干燥阶段的比例系数K。

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二实验原理

气体通过颗粒床层的空塔气速小于颗粒的沉降速度时，颗粒床层为固定床。此情况下床层压降

随气速增大而增大。气体空塔气速大于颗粒的沉降速度时，颗粒将悬浮于气流中并作上下运动，床

层成为流化床，此时压降随空塔气速基本不变。

干燥速度曲线是干燥速度随物料的干基含水量变化的关系曲线。干燥速度是物料单位面积单位

时间除去的水分质量，用U表示,其单位为kg水分/(单位面积·单位时间)。物料的含水量常用湿

基含水量与干基含水量表示，分别用W与X表示，单位分别为kg水/kg湿物料与kg水/kg绝干物

料。

三实验装置与流程

本装置主要包括三部分：流化床干燥设备、调节仪表和控制系统。下面分别加以说明：

本装置的所有设备，除床身筒体一部分采用高温硬质玻璃外，其余均采用不锈钢制造，因此耐

用、美观。床身筒体部分由不锈钢段（内径100mm，高100mm）和高温硬质玻璃段（内径100mm，

高400mm）组成，顶部有气固分离段（内径150mm，高250mm）。不锈钢段筒体上设有物料取样

器、放净口、温度计接口等，分别用于取样、放净和测温。床

身顶部气固分离段设有加料口、测压口，分别用于物料加料和测压。空气加热装置由加热器和控

制器组成，加热器为不锈钢盘管式加热器，加热管外壁设有1mm铠装热电偶，它与人工智能仪表、

固态继电器等，实现空气介质的温度控制。同时，计算机可实现对仪表的控制。空气加热装置底

部设有空气介质的干球温度和湿球温度接口，以测定空气的干、湿球温度。本装置的旋风分离器，

可除去干燥物料的粉尘。

沸腾干燥实验装置流程如图8―1所示。

图8―1沸腾干燥实验装置流程图

1、空气加热器2、放净口3、不锈钢筒体4、取样口5、玻璃筒体6、气固分离段7、加料口

8、旋风分离器9、孔板流量计｜1o、风机11、湿球温度水筒．

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每套装置设有7块仪表：加热器温控、床身温度、干球温度、湿球温度、空气流量、空气压力、

床层压降。

四实验步骤

1准备工作：

①将电子天平开启，并处于待用状态；

②将快速水分测定仪开启，并处于待用状态；

③准备一定量的被干燥物料（以绿豆为例，约2kg），取1﹒5kg左右放入热水（或沸水）中泡数分

钟，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用；

④往湿球温度计水筒中补水，但液面不得超过警示值。

2床身预热阶段：

启动风机及加热器，设定加热管表面温度（在80～100℃范围内）数分钟，并打开进料口，将待

干燥物料徐徐倒入，关闭进料口后，再打开风机，并确定风速在某一流量下操作。

3测定干燥速率曲线：

①取样：用取样管（推入或拉出）取样，每隔5～10分钟一次，取出的样品放入小器皿中，并记

上编号和取样时间，待分析用。共做8～10组数据，做完后，关闭加热器和风机的电源；

②记录数据，在每次取样的同时，要记录床层温度、空气干、湿球温度和流量、床层压降等。

4测定流化曲线：

将气量控制阀开至最大，待数分钟后，调节控制阀开度（关小），每次改变开度（改变风速），记

录相应的床层压降和空气流量，直至阀门关闭，约8～10组数据。

注意事顼

（1）加料时，要停风机，加料速度不能太快；

（2）取样时，取样管推拉要快，管槽口要用布覆盖，以免物料喷出；

（3）湿球温度计补水筒液面不得超过警示值；

（4）电子天平和快速水分测定仪要按使用说明操作。

五实验记录及数据整理(略)

六问题与讨论(略)

附录一干燥实验数据采集程序的安装与使用

（一）硬件与系统配制要求！

⒈CPU:奔腾／