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流化床干燥实验报告

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北京化工大学 学生实验报告 实验名称: 流化床干燥实验 一、 目的及任务 ①了解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 及恒速阶段的传质系数kH 及降速阶段的比例系数Kx。 二、基本原理 1、流化曲线 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(在双对数坐标系中)。 当气速逐渐增加(进入 BC 段) ,床层压降将减小,颗粒逐渐被气体带走,此时,便进入了气流输送阶段。D 点处流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速,压降与气速关系线将沿图中的DC 线返回至C 点。若气速继续降低,曲线将无法按CBA 继续变化,而是沿CA’ 变化。C 点处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。 干燥过程可分为以下三个阶段。 ( 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) 由于物料表面存在自由水分,物料表面温度等于空气的湿球温度,传入的热量只用来蒸发物料表面表面的水分,物料含水量随时间成比例减少,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,物料温度逐渐上升。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汽化的水分量,用微分式表示为: AddWu  式中u——干燥速率,kg 水 /( m2.s); A——干燥表面积,m2; dτ ——相应的干燥时间,s; dW——汽化...

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