流化床干燥实验一、实验目的①理解流化床干燥器的基本流程及操作办法。②掌握流化床流化曲线的测定办法，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办法，测定干燥速率曲线，并拟定临界含水量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，操作过程处在固定床阶段（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）。当气速逐步增加（进入BC段），床层压降将减小，颗粒逐步被气体带走，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）。在流化状态下减少气速，压降与气速关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续减少，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，能够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。干燥过程可分为下列三个阶段。（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，局限性以维持物料表面保持湿润，而形成干区，干燥速率开始减少，物料温度逐步上升。物料含水量越小，干燥速率越慢，直至达成平衡含水量（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，用微分式表达为：式中u——干燥速率，kg水/（m2.s）；A——干燥表面积，m2；dτ——对应的干燥时间，s；dW——汽化的水分量，kg。图中的横坐标X为对应于某干燥速率下的物料平均含水量。式中X——某一干燥速率下湿物料的平均含水量；Xi、Xi+1——Δτ时间间隔内开始和终了时的含水量，kg水/kg绝干物料。式中Gsi——第i时刻取出的湿物料的质量，kg；Gci——第i时刻取出的物料的绝干质量，kg。干燥速率曲线只能通过实验测定，由于干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，并且还受物料性质构造及含水量的影响。本实验装置为间歇操作的沸腾床干燥器，可测定达成一定干燥规定所需的时间，为工业上持续操作的流化床干燥器提供对应的设计参数。三、装置及流程1风机；2、湿球温度水筒；3、湿球温度计；4、干球温度计；5、空气加湿器；6、空气流速调节阀；7、放净口；8、取样口；9、不锈钢筒体；10、玻璃筒体11、气固分离器；12、加料口；13、旋风分离器；14、孔板流量计（d0=20mm）四、操作要点1、流化床实验调节空气流量，测定不同空气流量下床层压降。2、干燥实验（1）床身预热阶段启动风机及加热器，将空气控制在某一流量下（孔板流量计压差为一定值，3kpa左右），控制加热器表面温度（80~100℃）或空气温度（50~70℃）稳定。（2）加水在加水口加入适量水，使物料润湿。（3）测定干燥速率曲线①取样，用取样管取样，每隔2~3min一次，取出的样品放入小器皿中，并记上编号和取样时间，待分析用。共做8~10组数据，做完后，关闭加热器和风机电源。②统计数据，在每次取样的同时，要统计床层温度、空气干球、湿球温度、流量和床层压降等。3、成果分析（1）烘箱分析法将每次取出的样品在电子天平上称量9~10g，放入烘箱内烘干，烘箱温度设定为120度，1h后取出，在电子天平上称取其质量，此质量即可视为样品的绝干物料质量。4、注意事项①取样时，取样管推拉要快，管槽口要用布覆盖，以免物料喷出。②湿球温度计补水筒液面不得超...
