本文格式為Word版下載后可任意編輯和復(fù)制第第頁洞道干燥實驗報告

流化床和洞道干燥綜合試驗

一、試驗?zāi)康?/p>

1.了解流化床、洞道干燥裝置的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和操作方法。

2.學(xué)習(xí)測定物料在恒定干燥條件下干燥特性的試驗方法。

3.把握依據(jù)試驗干燥曲線求取干燥速率曲線以及恒速階段干燥速率、臨界含水量、平衡含水量的試驗分析方法。

4.試驗討論干燥條件對于干燥過程特性的影響。

二、基本原理

在設(shè)計干燥器的尺寸或確定干燥器的生產(chǎn)力量時，被干燥物料在給定干燥條件下的干燥速率、臨界濕含量和平衡濕含量等干燥特性數(shù)據(jù)是最基本的技術(shù)依據(jù)參數(shù)，通常地，其干燥特性數(shù)據(jù)需要通過試驗測定而取得。

按干燥過程中空氣狀態(tài)參數(shù)是否變化，可將干燥過程分為恒定干燥條件操作和非恒定干燥條件操作兩大類。若用大量空氣干燥少量物料，則可以認(rèn)為濕空氣在干燥過程中溫度、濕度均不變，再加上氣流速度以及氣流與物料的接觸方式不變，則稱這種操作為恒定干燥條件下的干燥操作。

2.1.干燥速率的定義

干燥速率定義為單位干燥面積（供應(yīng)濕分汽化的面積）、單位時間內(nèi)所除去的濕分質(zhì)量，即：

U?dw

Ad??-

2GcdXAd?kg/(m2/s)式中，U－干燥速率，又稱干燥通量，kg/（ms）；

A－干燥表面積，m；

W－汽化的濕重量，kg；

τ－干燥時間，s；

Gc－絕干物料的質(zhì)量，kg；

X－物料濕含量，kg濕分/kg干物料，負(fù)號表示X隨干燥時間的增加而削減。

2.2.干燥速率的測定方法2

（1）將電子天平開啟，待用。

（2）將快速水分測定儀開啟，待用。

（3）將0.5~1kg的紅豆（如取0.5~1kg的綠豆/花生放入60~70℃的熱水中泡30min，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。

（4）開啟風(fēng)機(jī)，調(diào)整風(fēng)量至40~60m/h，打開加熱器加熱。待熱風(fēng)溫度恒定后（通?？稍O(shè)定在70～80℃），將濕物料加入流化床中，開頭計時，每過4min取出四顆紅豆的物料，同時讀取床層溫度。將取出的濕物料在快速水分測定儀中測定，得初始質(zhì)量Gi和終了質(zhì)量Gic，則物料中瞬間含水率為:3

Xi=Gi-GicGic

計算出每一時刻的瞬間含水量Xi，然后將Xi對干燥時間?i作圖，如圖1，即為干燥曲

線。

圖1恒定干燥條件下的干燥曲線

上述干燥曲線還可以變換得到干燥速率曲線。由已測得的干燥曲線求出不同dXi下的斜率dXi

d?i，再由式11－1計算得到干燥速率U，將U對X作圖，就是干燥速率曲線，如圖2

所示。

圖2恒定干燥條件下的干燥速率曲線

2.3.干燥過程分析

預(yù)熱段見圖1、2中的AB段或A′B段。物料在預(yù)熱段中，含水率略有下降，溫度則升至濕球溫度tW，干燥速率可能呈上升趨勢變化，也可能呈下降趨勢變化。預(yù)熱段經(jīng)受的時

間很短，通常在干燥計算中忽視不計，有些干燥過程甚至沒有預(yù)熱段。

恒速干燥階段見圖1、2中的BC段。該段物料水分不斷汽化，含水率不斷下降。但由于這一階段去除的是物料表面附著的非結(jié)合水分，水分去除的機(jī)理與純水的相同，故在恒定干燥條件下，物料表面始終保持為濕球溫度tW，傳質(zhì)推動力保持不變，因而干燥速率也不

變。于是，在圖2中，BC段為水平線。

只要物料表面保持足夠潮濕，物料的干燥過程中總處于恒速階段。而該段的干燥速率大小取決于物料表面水分的汽化速率，亦即打算于物料外部的空氣干燥條件，故該階段又稱為表面汽化掌握階段。

降速干燥階段隨著干燥過程的進(jìn)行，物料內(nèi)部水分移動到表面的速度趕不上表面水分的氣化速率，物料表面局部消失“干區(qū)”，盡管這時物料其余表面的平衡蒸汽壓仍與純水的飽和蒸汽壓相同，但以物料全部外表面計算的干燥速率因“干區(qū)”的消失而降低，此時物料中的的含水率稱為臨界含水率，用Xc表示，對應(yīng)圖2中的C點，稱為臨界點。過C點以后，干燥速率漸漸降低至D點，C至D階段稱為降速第一階段。

干燥到點D時，物料全部表面都成為干區(qū)，汽化面漸漸向物料內(nèi)部移動，汽化所需的熱量必需通過已被干燥的固體層才能傳遞到汽化面；從物料中汽化的水分也必需通過這一干

燥層才能傳遞到空氣主流中。干燥速率因熱、質(zhì)傳遞的途徑加長而下降。此外，在點D以后，物料中的非結(jié)合水分已被除盡。接下去所汽化的是各種形式的結(jié)合水，因而，平衡蒸汽壓將漸漸下降，傳質(zhì)推動力減小，干燥速率也隨之較快降低，直至到達(dá)點E時，速率降為零。這一階段稱為降速第二階段。

降速階段干燥速率曲線的外形隨物料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而異，不肯定都呈現(xiàn)前面所述的曲線CDE外形。

與恒速階段相比，降速階段從物料中除去的水重量相對少很多，但所需的干燥時間卻長得多?？傊?，降速階段的干燥速率取決與物料本身結(jié)構(gòu)、外形和尺寸，而與干燥介質(zhì)狀況關(guān)系不大，故降速階段又稱物料內(nèi)部遷移掌握階段。

三、試驗裝置

3.1流化床干燥裝置圖

圖3流化床干燥試驗裝置流程圖

1－加料斗；2－床層（可視部分）；3－床層測溫點；4－取樣口；5－出加熱器熱風(fēng)測溫點；6－風(fēng)加熱器；7－轉(zhuǎn)子流量計；8－風(fēng)機(jī)；9－排灰口；10－旋風(fēng)分別器；11－風(fēng)機(jī)出口測點

（雙金屬溫度計）；12－床層出口氣體溫度測點（雙金屬溫度計）。

3.2洞道干燥裝置圖

本裝置流程如圖4所示?？諝庥晒娘L(fēng)機(jī)送入電加熱器，經(jīng)加熱后流入干燥室，加熱干燥室料盤中的濕物料后，經(jīng)排出管道通入大氣中。隨著干燥過程的進(jìn)行，物料失去的水重量由稱重傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，并由智能數(shù)顯儀表記錄下來（或通過固定間隔時間，讀取該時刻的濕物料重量）。

圖4干燥裝置流程圖

1－風(fēng)機(jī)；2－管道；3－進(jìn)風(fēng)口；4－加熱器；5－廂式干燥器；6－氣流均布器；7－稱重傳感器；8－濕毛氈；9－玻璃視鏡門；10，11，12－蝶閥