流化床干燥器干燥曲线的测定2数据处理

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1、实验十二流化床干燥器干燥曲线的测定姓名：____________班级：______________学号：______________一、实验目的本试验采用流化床干燥器，以热空气为干燥介质，以水为湿分，测定固体颗粒物料（硅胶球形颗粒）的干燥曲线和干燥速度曲线，以及临界点和临界湿含量。通过实验掌握对流干燥的实验研究方法，了解流化床干燥器的主要结构与流程，以及流态化干燥过程的各种性状，并进而加深对干燥过程原理的理解。二、实验原理1．干燥曲线在流化床干燥器中，颗粒状湿物料悬浮在大量的热空气流中进行干燥。在干燥过程中，湿物料中的水分随着干燥时间增长而不断减少。在恒定空气条件（即空气的温度、湿度和流

2、动速度保持不变）下，实验测定物料中含水量随时间的变化关系。将其标绘成曲线，即为湿物料的干燥曲线。湿物料含水量可以湿物料的质量为基准（称之为湿基），或以绝干物料的质量为基准（称之为干基）来表示：当湿物料中绝干物料的质量为mc，水的质量为mw时，则以湿基表示的物料含水量为mwwkg(水)/kg(湿物料)(1)mmcw以干基表示的湿物料含水量为mwWkg(水)/kg(绝干物料)(2)mc湿含量的两种表示方法存在如下关系：Ww(3)1WwW(4)1w在恒定的空气条件下测得干燥曲线如图1所示。显然，空气干燥条件的不同干燥曲线的位置也将随之不同。Wkg(水)/kg(绝干物料)图1干燥曲

3、线图2干燥速度曲线2．干燥速度曲线物料的干燥速度即水分汽化的速度。若以固体物料与干燥介质的接触面积为基准，则干燥速度可表示为mdWc–2–1Nkg·m·s(5)AAdt若以绝干物料的质量为基准，则干燥速度可表示为dW–1–1–1N's或kg(水)·kg(绝干物料)·s(6)Adt式中：mc－绝干物料的质量，kg；2A－气固相接触面积，m；–1W－物料的含水量kg(水)·kg(绝干物料)；t－气固两相接触时间，也即干燥时间，s。由此可见，干燥曲线上各点的斜率即为干燥速度。若将各点的干燥速度对固体的含水量标绘成曲线，即为干燥速度曲线，如图2所示。干燥速度曲线也可采用干燥速度对自由含水

4、量进行标绘。在实验曲线的测绘中，干燥速度值也可近似地按下列差分进行计算：ΔW–1N's(7)AΔt3．临界点和临界含水量从干燥曲线和干燥速度曲线可知，在恒定干燥条件下，干燥过程可分为如下三个阶段：(1)物料预热阶段当湿物料与热空气接触时，热空气向湿物料传递热量，湿物料温度逐渐升高，一直达到热空气的湿球温度。这一阶段称为预热阶段，如图1和图2中的AB段。(2)恒速干燥阶段由于湿物料表面存在液态的非结合水，热空气传给湿物料的热量，使表面水分在空气湿球温度下不断气化，并由固相向气相扩散。在此阶段，湿物料的含水量以恒定的速度不断减少。因此，这一阶段称为恒定干燥阶段，如图1和图2中的BC段。(

5、3)降速干燥阶段当湿物料表面非结合水已不复存在时，固体内部水分由固体内部向表面扩散后气化，或者气化表面逐渐内移，因此水分的汽化速度受内扩散速度控制，干燥速度逐渐下降，一直达到平衡含水量而终止。因此这个阶段称为降速干燥阶段，如图1和图2中的CDE段。在一般情况下，第一阶段相对于后两阶段所需时间要短得多，因此一般可略而不计，或归入BC段一并考虑。根据固体物料特性和干燥介质的条件，第二阶段与第三阶段的相比较，所需干燥时间长短不一，甚至有的可能不存在其中某一阶段。第二阶段与第三阶段干燥速度曲线的交点称为干燥过程的临界点，该交点上的含水量称为临界含水量。干燥速度曲线中临界点的位置，也即临界含水量的

6、大小，受诸多因素的影响。它受固体物料的特性，物料的形态和大小，物料的堆积方式，物料与干燥介质的接触状态以及干燥介质的条件（湿度、温度和风速）等因素的复杂影响。例如，同样的颗粒状固体物料在相同的干燥介质条件下，在流化床干燥器中干燥较在固定床中干燥的临界含水量要低。因此，在实验室中模拟工业干燥器，测定干燥过程临界点的临界含水量，干燥曲线和干燥速度曲线，具有十分重要的意义。三、实验装置流化干燥实验装置由流化床干燥器、空气预热器、风机和空气流量与温度的测量与控制仪表等几个部分组成。该实验仪的装置流程如图3所示。图3流化床干燥器干燥曲线测定的实验装置流程1．风机2．放空阀门3．调节阀们4．消声器5

7、．孔板流量计6．空气预热器7．流化床干燥器8．排气口9．采样器10．卸料口11．U形压差计12．温度控制与测量仪空气由风机经孔板流量计和空气预热器进入流化床干燥器。热空气由干燥器底部鼓入，经分布板分布后，进入床层将固体颗粒流化并进行干燥。湿空气由器顶排出，经扩大段沉降和过滤器过滤后放空。空气的流量由调节阀和旁路放空阀联合调节，并由孔板流量计计量。热风温度由温度控制仪自动控制，并由数字显示出床层温度。物料加入采用间歇操作方式，由干燥器