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流化床实验报告数据处理

篇一：化工原理流化床干燥实验报告

北京化工大学

实验报告

流化床干燥实验

一、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

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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

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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）

在生产操作中，气速应介于起始流化速度与带出速度之

间，此时床层压降保持恒定，这

是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来

判断床层流化的优劣。

2干燥特性曲线

将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质

量和温度随时间变化的关系，可

得到物料含水量（x）与时间（τ）的关系曲线及物料

温度（θ）与时间（τ）的关系曲线。

物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。

将干燥速率对物料含水量作图，即为

干燥速率曲线，干燥过程可分为以下三阶段。

（1）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.

（2）恒速干燥阶段（bc段）

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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.

（3）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u?dwAd?

式中u