流化干燥實驗報告一、實驗內(nèi)容A在一定干燥條件下測定硅膠顆粒的干燥速率曲線。C測定氣體通過干燥器的壓降。二、實驗?zāi)康?/p>

A了解測定物料干燥曲線的意義。C學(xué)習(xí)和掌握測定干燥速率曲線的基本原理和方法。D了解影響干燥速率的有關(guān)的有關(guān)工程因素，熟悉流化床干燥器的結(jié)構(gòu)特點及操作辦法。三、實驗原理

干燥是指采用某種方式將熱量傳給濕物料，使其中的濕分（水或有機(jī)溶劑）汽化單元的單元操作，在化工、輕工及農(nóng)、林、漁業(yè)產(chǎn)品的加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。干燥過程不僅涉及到氣、固兩性間的傳熱和傳質(zhì)，而且涉及到濕分以氣態(tài)或液態(tài)的形式自物料內(nèi)部向表面?zhèn)髻|(zhì)的機(jī)理。

由于物料的含水性質(zhì)和物料的形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，干燥過程速率要受到3、干燥過程速率的影響因素是：A物料性質(zhì)B含水量C含水性質(zhì)D熱介質(zhì)性質(zhì)E設(shè)備類型等各種因素的影響。目前，尚無形成熟的理論方法來計算干燥速率，工程上多仍需依賴于實驗解決干燥問題。物料的含水量，一般多用相對于濕物料總量的水分含量，即以濕物料為基準(zhǔn)的含水率，用ω（kg水分/kg濕物料）來表示，但干燥時物料總量不斷發(fā)生變化，所以采用以干物料為基準(zhǔn)的含水量（12-1）（12-2）在干燥過程的設(shè)計和操作時，干燥速率是一個非常重要的參數(shù)。例如在干燥設(shè)備的設(shè)計或選型時，通暢規(guī)定干燥時間和干燥工藝要求，需要確定干燥器的類型和干燥面積；或者，在干燥操作時，設(shè)備的類型及干燥器的面積已定，規(guī)定工藝要求，確定所需干燥時間。這都需要知道物料的干燥特性，即干燥速率曲線。干燥速率一般用單位時間內(nèi)單位干燥面積上汽化的水量表示：

（12-3）

式中

A—干燥速率，kg/(m2?s)；

干燥速率也可以以干物料為基準(zhǔn)，用單位質(zhì)量干物料在單位時間內(nèi)所汽化的水量來表示

：（12-4）式④中

因為

因此

（12-5）

干燥速率表示在一定的干燥條件下物料的含水率與干燥時間之間的關(guān)系。干燥實驗的目的是在一定的干燥條件下，例如加熱空氣的溫度、濕度、以及氣速、空氣的流動方式均不變，測定干燥曲線和干燥速率曲線。干燥曲線可以分為兩個階段，B恒速干燥階段C降速干燥階段5、圖中C、D兩個點分別代表()()B臨界含水率、平衡含水率在實驗過程中，只要測得干燥曲線，即物料含水量與時間的關(guān)系，即可根據(jù)曲線的斜率得到系列不同時間對應(yīng)的干燥速率（A′），通過作圖標(biāo)繪即可得到干燥速率曲線。

應(yīng)該注意的是，干燥（速率）曲線、臨界含水率均顯著地受物料結(jié)構(gòu)（大小及形態(tài)）和物料與熱風(fēng)的接觸狀態(tài)（與干燥器的類型有段）的影響。例如，對于粉狀物料，若顆粒呈分散狀態(tài)，在熱風(fēng)中干燥時，不但干燥面積大，其臨界含水量也較低，容易干燥。若物料呈堆積狀態(tài)，使熱風(fēng)掠過物料表面進(jìn)行干燥，不僅干燥面積小，其臨界含水率增大，干燥速率也變慢。因此，在干燥實驗時，應(yīng)盡可能采用與工業(yè)干燥器同類型的實驗設(shè)備，至少也應(yīng)使實驗時的物料與熱風(fēng)接觸狀態(tài)近似于工業(yè)干燥器中的操作狀態(tài)，這樣求得的干燥（速率）曲線和臨界含水率數(shù)據(jù)才有工業(yè)應(yīng)用價值。四、實驗設(shè)計

1、實驗方案

本實驗擬采用流化干燥方法干燥硅膠顆粒物料，硅膠粒度為40-60目。通過測定不同時間硅膠顆粒的含水量變化和物料溫度，得到干燥曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，就能求得干燥速率曲線。

2、檢測點及測試方法

實驗中需測定干燥時間τ和與之對應(yīng)的物料溫度t和含水率X的測定方法為：

抽取一定量的試樣置于試樣瓶中，稱其重量，記為ω1，

ω0為瓶重，g；ω1′為樣品（濕物料）重，g。

將試樣瓶置于烘箱中，在120℃下烘干20min，再將試樣瓶取出稱重，并記為ω2，

ω2′為干物料重，g。

則

樣品中水分含量

樣品的干基含水率

3、控制點及調(diào)節(jié)方法

實驗中需控制的操作變量有：空氣流量、空氣溫度。用轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)空氣流量，用電加熱器和固態(tài)繼電器控制儀表自動調(diào)節(jié)空氣溫度。

4、實驗裝置和流程

玻璃流化床干燥器，床層內(nèi)徑130mm、空氣源（羅茨鼓風(fēng)機(jī)）、轉(zhuǎn)子流量計、空氣電加熱器、固態(tài)繼電器控溫儀表系統(tǒng)、水銀玻璃溫度計、電熱烘箱、電子天平，精度0.0001g。本實驗的裝置流程圖如下圖所示12-3?？諝庥煽諝鈮嚎s機(jī)輸送，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量和電加熱器預(yù)熱后，通過流化床的空氣預(yù)分布板與在床層中濕硅膠顆粒進(jìn)行流化接觸和干燥，廢氣自干燥器頂部排出，并經(jīng)旋風(fēng)除塵器脫除其中的微粒后排空，樣品借助于安裝在床層中部的推拉桿式取樣器采集。圖12-3流化干燥實驗裝置流程五、實驗數(shù)據(jù)處理表一流化干燥數(shù)據(jù)圖表塔徑(mm)135.0床層高度(mm)150.0取樣空瓶重量(g)32.0物料尺寸(目)40.0烘箱干燥溫度(℃)120.0空氣相對濕度(%)80.0加水量(mL)235.0序號干燥時間(min)床層溫度(℃)空瓶+濕物重(g)空瓶+干物重(g)水分重(g)干物重(g)含水率×10^2(kg水/kg干物)1040.4232.630532.55470.07580.554713.665213.4545.933.664833.49320.17161.493211.49232348.5933.6433.49040.14961.490410.038432.2450.7532.734532.67680.05770.67688.23539.4952.0432.324232.30190.02230.30197.387644.4752.7932.687532.64490.04260.64496.606749.353.4232.40932.38640.02260.38645.84985453.9533.145833.08980.0561.08985.139960.4363.7933.463533.40380.05971.40384.2531064.2168.932.007232.00690.00030.00694.3481170.1175.8132.181532.17580.00570.17583.2421276.0781.4933.026832.99940.02740.99942.742圖一干燥曲線圖二干燥速率曲線六、實驗結(jié)果與分析6、物料溫度近似于濕球溫度的干燥階段是哪個干燥階段B恒速干燥階段7、下列說法正確的是：A誤差主要來源于取樣的不平均性及采樣人的各種操作。B在預(yù)熱階段，應(yīng)控制合適的空氣流量與較為細(xì)致的取樣時間。D干燥設(shè)備的設(shè)計