现代酶工程教学参考.docVIP

（1）临界流化速度

临界流化速度是指床层开始膨胀，达到初始流态化时的气体速度。由下式计算：

（13-9）

式中——临界流化速度，m/s；

——颗粒的直径，m；

——颗粒密度，kg/m3

——气体密度，kg/m3

——气体黏度，Pa·s。

也可以用以下方法计算：

（13-10）

式中——临界流化速度下的雷诺准数

——阿基米得德准数。

（2）操作流化速度

操作流化速度应大于临界流化速度而小于带出速度，可由下式求取：

（13-11）

或

（13-12）

式中——操作流化速度，m/s；

——流化系数，的上限值范围一般为10~18，下限值范围为2~3；

——颗粒带出速度，m/s

可以用下面的方法求得：

式中——带出速度下的临界雷诺准数；

（3）流化床几何尺寸

流化床层高度与操作时的床层空隙率有关，与原始床层高度及空隙率有关，由下列公式计算：

（13-13）

式中——流化床层高度，m；

——原始床层高度，m；

=0.05~0.30m；

——原始床层空隙率；

——流化床层空隙率；

=0.55~0.75。

若流化速度已知，可由下列公式计算：

（13-14）

且

考虑到空气中可能带有一些颗粒，因此，实际上干燥室高度应该大于流化床的高度，设计时可取：

为了进一步减少粉尘的带出，还可在干燥室顶部加一段扩大段，扩大段的高度可约等于扩大段的直径。扩大段的直径应根据最小粉尘部被带出的速度来计算。

干燥室直径D由下式计算：

（13-15）

式中——空气流量，m3/h；

——干燥室直径，m。

床层开孔率一般为4%~6%，孔径常为1.5~2.5mm，处理粉状物料时可在筛板上铺金属丝网，以免物料泄露。

（4）物料在干燥器内停留时间：

（13-16）

式中——物料在干燥器内停留时间，s；

——加料量，kg/h。

空气传给物料的热量可用下列公式计算：

式中

——空气加热器的损失，kJ/h，；

——干燥器的热损失，kg/h；

——当初始空气湿含量为，离开干燥器的温度为时的热焓量。这样即表示空气在通过加热室和干燥器之后，仅本身温度升高而使其热焓量增加的量（不计水蒸气带来的热焓量），kJ/h；

——初始空气的热焓量，kJ/h；

——通过物料平衡计算得到的空气量，kg干空气/h。

干燥过程所需要的时间按照下面的公式计算

，s

（4）干燥管的长度与直径的确定

（13-6）

式中——干燥管长度，m；

——空气在干燥管内流速，根据物料性质选用，一般为10~20m/s；

——颗粒悬浮速度，m/s；

所以

式中——干燥管的直径，m。

冷冻干燥的时间由下式估算（推导从略）

（13-17）

式中——干燥时间，s；

——在温度下升华热，kJ/m3；

——干物料密度，kg/m3；

——干物料层厚度，m；

——干燥层导热系数，kW/(m·℃)；

——物料出始湿度，kg（H2O）/（kg干料）；

——干燥料湿度，kg（H2O）/（kg干料）；

——干燥室温度，℃；

——冻结物料汽化表面温度，℃。

喷雾离开喷盘时的切线速度

雾滴运动的终速度按照雾滴的浮翔速度来考虑。

式中——空气密度，kg/m3；

——空气的运动粘度率，m2/s；

雾滴的射程（或称为喷矩）可以用下面的公式求得

式中——系数阻力，根据雾滴运动的雷诺准数决定。

当≤（层流）

气流干燥的计算主要是计算干燥管的尺寸，即干燥管的长度与直径。确定干燥管长度的方法有两种，一种是按同类型产品的工厂在生产上查定数据为依据，如测定在生产中干燥管内的气流速度，物料与空气的接触时间来计算干燥管的长度。另一种方法，是按照理论进行计算，下面着重介绍此方法：

（1）通过基尔比切夫准数求出物料的悬浮速度和干燥过程终空气与物料的给热系数α。

基尔比切夫准数