实验四 流化床干燥器干燥曲线的测定
一、实验目的
固体干燥是利用热能使固体物料与湿分分离的操作。在工业中，固体干燥有多种方法。其中以对流干燥方法应用最为广泛。对流干燥是利用热空气或其它高温气体介质掠过物料表面，介质向物料传递热能，同时物料向介质中扩散湿分，达到去湿的目的。对流干燥过程中，同时在气固两相间发生传热和传质过程，其过程机理颇为复杂。并且，对流干燥设备的型式又多种多样。因此，目前对干燥过程的研究仍以实验研究为主。
干燥过程的基础实验研究是测定固体湿物料的干燥曲线，临界湿含量和干燥速度曲线等基础数据。 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m c ，水的质量为m w 时，则 以湿基表示的物料含水量为 w
c w
m m m w +=
kg (水) / kg (湿物料) (1)
以干基表示的湿物料含水量为 c
w
m m W =
kg (水) / kg (绝干物料) (2) 湿含量的两种表示方法存在如下关系：
W W
w +=
1 (3) w
w
W -=1 (4)
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。
W
kg (水) / kg (绝干物料)
)
(/)(绝干物料水kg kg W
图1 干燥曲线 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 Adt
dW
m N c A -=
kg · m –2· s –1 (5) 若以绝干物料的质量为基准，则干燥速度可表示为 dt
dW
N -=
A ' s –1或kg (水) · kg –1(绝干物料) ·s –1 (6) 式中：m c － 绝干物料的质量，kg ； A － 气固相接触面积，m 2；
W － 物料的含水量kg (水) · kg –1 (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：
t
W
N ΔΔ'A -= s –1 (7) 3．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。
(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．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，由干燥器顶部加入，试验毕在流化状态下由下部卸料口流出。分析用试样由采样器定时采集。
流化床干燥器的床层压降由U形压差计测取。
四、实验方法
实验的准备工作：
(1)将硅胶颗粒用纯水浸透，沥去多余水分，密闭静止1—2小时后待用。将称量瓶洗净、烘干，称重后放入保干器中待用。
(2)完全开启放空阀门，并关闭干燥器的入口调节阀，然后启动风机。按预定的风量缓慢调节风量（风机上的旋钮、放空阀和入口调节阀三者联合调节）。本实验的风量一般控制在30 m3 · h–1左右为宜。
(3)按预定的干燥温度调定控温仪上的设定值，然后打开电热器的开关和测温开关，直至床层温度恒定。热风温度的选定与空气湿度和物料性质等有关，本实验以采用60—80℃为宜。
实验操作步骤：
(1)适当减少风量，将准备好的湿物料由器顶迅速倒入干燥器床层内，适当增大风量，使颗粒松动后，测量静床层堆积高度。
(2)迅速将风量调回到预定值，待流化均匀后，测量床层流化高度，并同时开始测定干燥过程的第一组数据（也即起始湿含量）。然后，每隔5分钟采集一次试样，记录一次床层温度和压降，直至干燥过程结束。本试验一般要求采集10—12组数据。
(3)每次采集的试样放入称量瓶后，迅速将盖盖紧。用天平称取各瓶重量后，放入烘箱在150－170℃下烘2－4小时。烘干后将称量瓶放入保干器中，冷却后再称重。
(4)实验完毕，先关闭电热器，直至床层温度冷却至接近室温时，打开卸料口收集固体颗粒于容器中待用。然后，依次打开放空阀，关闭入口调节阀，关闭风机，最后切断电源。
若欲测定不同空气流量或温度下的干燥曲线，则可重复上述实验步骤进行实验。
实验注意事项：
(1)实验开始时，一定要先通风，后开电热器；实验毕，一定要先关掉电热器，待空气温度降至接近室温后，才可停止通风，以防烧毁电热器。
(2)空气流量的调节，先由放空阀粗调，再由调节阀细调，切莫在放空阀和调节阀全闭下启动风机。
(3)使用采样器时，转动和推拉勿用力过猛，并要注意正确掌握拉动的位置和扭转的方向和时机。
(5)试样的采集、称重和烘干都要精心操作，避免造成大的实验误差，或因操作失误而导致实验失败。
五、实验结果
1．测量并记录实验基本参数
(1)流化床干燥器
床层内径：d = 125 mm
静床层高度：H m = mm
(2)固体物料
固体物料种类：硅胶
颗粒平均直径：d p = 0.3～1.0 mm
湿分种类：水
起始湿含量：W0 = kg (水) / kg (绝干料)
(3)干燥介质
干燥介质种类：空气
干球温度：T0 = ℃
湿球温度：T w,c = ℃
湿度：H0 = kg (水) / kg (绝干空气)
(4)孔板流量计
锐孔内径：d0 = 18 mm
管内径：d1 = 26 mm
孔流系数：c0 = 0.64
2．记录测得的实验数据
(1)实验条件
操作压力：P = MP a
空气流量计读数：R0 = mmH2O
空气流量：V s,o = m3 · s–1
空气的空塔速度：u0 = m· s–1
空气的入塔温度：T1 = ℃
流化床的流化高度：H f = mm
流化床的膨胀比：R =
(2)
3
4．在一定干燥条件下测得的实验数据，标绘出干燥曲线（W－t曲线）和床层温度变化曲线（T b－t曲线）。5．由干燥曲线标绘干燥速度曲线。
6．根据实验结果确定临界点和临界湿含量。
六、思考题
1.本实验湿物料含水量为何以绝干物料的质量（干基）为基准？
2.如何以干燥曲线绘制干燥速度曲线？从干燥速度曲线可以得到那些信息？
化工原理干燥实验报告 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 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时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，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。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得
到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 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），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），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点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的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点处的流速被称为起始流化速度(umf)。 在生产操作过程中，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，测定被那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（见下图）。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
流化床干燥实验装置 一、实验目的 1. 了解流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ = =- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿 分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量 iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。
干燥速率曲线的测定实验 一、实验内容 (1)在一定干燥条件下测定硅胶颗粒的干燥速率曲线； (2)测定气体通过干燥器的压降。 二、实验目的 (1)了解测定物料干燥速率曲线的工程意义 (2)学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和实验方法。 (3)了解影响干燥速率的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作方法。 三、实验基本原理 干燥时指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分（水或者有机溶剂）汽化分离的单元操作，在化工，轻工及农、林、渔业产品的加工等领域有广泛的应用。 干燥过程不仅涉及到气、固两相间的传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料向内部表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料的形状及内部结构不同，干燥过程速率受到物料性质，含水量，含水性质，热介质性质和设备类型等各种因素的影响。目前，尚无成熟的理论方法来计算干燥速率，工业上仍需依赖于实验解决干燥问题。 物料的含水量，一般多用相对于湿物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的含水率，用ω（kg水分/kg湿物料）来表示，但干燥时物料总量不断发生变化，所以，采用以干物料为基准的含水率X（kg水分/kg干物料）来表示较为方便。ω和X之间有如下关系： 在干燥过程的设计和操作时，干燥速率是一个非常重要的参数。例如对于干燥设备的设计或选型，通常规定干燥时间和干燥工艺要求，需要确定干燥器的类型和干燥面积，或者，在干燥操作时，设备的类型及干燥器的面积已定，规定工艺要求，确定所需干燥时间。这都是需要知道物料的干燥特性，即干燥速率曲线。 干燥速率一般用单位时间内单位面积上汽化的水量表示 式中——干燥速率，kg/(m2·s)； ——干燥除去的水量，kg； ——平均面积，m2； ——干燥时间，s。 干燥速率也可以以干物料为基准，用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量表示 式中——干物料质量，kg。 因为
干燥速率曲线测定实验讲义 一、实验目的 1．掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 2．学习物料含水量的测定方法。 3．加深对物料临界含水量Xc的概念及其影响因素的理解。 4．学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 二、实验内容 1.每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。 2.测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 三、实验原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒
干燥实验 一、实验目的 1、掌握干燥曲线和干燥速率曲线的实验测定方法，加深对干燥操作过程及其机理的理解； 2、了解干、湿球温度计的使用方法； 3、了解和分析影响干燥速率的因素。 二、实验原理 当温度较高的未饱和空气与湿物料接触时，存在气固间热量和质量的传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程分为两个阶段。 第一阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段也称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸气分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制，故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。水着湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减小，故干燥速率不断下降。恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。
恒速阶段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据，本实验在恒定干燥条件下对浸透水的石棉块进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 物料的干燥速率U 为单位时间物料表面上汽化的水分质量： τ τ??-=-=X S G d dX S G U C C （9－1） 式中：U — 干燥速率，kg/m 2.s S — 干燥面积，m 2 Δτ— 时间间隔，s G C — 绝干物料量，kg ΔX —Δτ内气化的干基含水量 将干燥曲线（图9－1）中的数据换算成U 与X 间的关系，并进行绘制即可得干燥速率曲线（见图9－2）。 三、实验装置 实验装置为洞道干燥器，主要组成部分包括实验台、干燥室、物料吊架、快速天平、干/湿球温度计、加热调压器、热风装置和电源开关等。 图9－1 干燥曲线 图9－2 干燥速率曲线 X X
流化床和洞道干燥综合实验 一、实验目的 1. 了解流化床、洞道干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平 衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数，通常地，其干燥特性数据需要通过实验测定而取得。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 2.1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： -c G dX dw U A d A d τ τ = =kg/(m 2/s) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）； A －干燥表面积，m 2 ； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2.2. 干燥速率的测定方法
（1）将电子天平开启，待用。 （2）将快速水分测定仪开启，待用。 （3）将0.5~1kg 的红豆（如取0.5~1kg 的绿豆/花生放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （4）开启风机，调节风量至40~60m 3 /h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出四颗红豆的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量G i 和终了质量G ic ，则物料中瞬间含水率为: i ic i ic G -G X = G 计算出每一时刻的瞬间含水量X i ，然后将X i 对干燥时间i τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线 上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同i dX 下的斜率 i i dX d τ，再由式11－1计算得到干燥速率U ，将U 对X 作图，就是干燥速率曲线，如图2 所示。
洞道干燥特性曲线测定实验 一、实验目的 1. 了解洞道干燥装置和流化床干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求干燥速率曲线、恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数。由于实际生产中被干燥物料的性质千变万化，因此对于大多数具体的被干燥物料而言，其干燥特性数据常常需要通过实验测定而取得。 1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： C G dX dW U Ad Ad ττ= =- kg/(m2s) (11－1) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m2s ）；A －干燥表面积，m2；W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ；Gc －绝干物料的质量，kg ；X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料 2. 干燥速率的测定方法 （1）将电子天平开启，待用。将快速水分测定仪开启，待用。 （2）将0.5~1kg 的湿物料（如取0.5~1kg 的黄豆放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （3）开启风机，调节风量至40～60m3/h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出10克左右的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量i G 和终了质量iC G 。则物料中瞬间含水率 iC iC i i G G G X -= 。 计算出每一时刻的瞬间含水率i X ，然后将i X 对干燥时间i τ作图，如图11－1，即为干燥曲线。
北京化工大学化工原理 实验报告 实验名称：流化床干燥实验 班级：环工0903 学号：200912102 姓名：滕飞
一、实验目的及人物 1.了解流化床干燥器的基本流程及操作方式。 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的测定方法，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、实验原理 1、流化曲线 在实验中可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线（下图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本不动，压降与流速成正比，斜率约为1。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，压降与气速关系不再成比例。当气速逐渐增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随气速增加床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变。当气速增大到某一值（D点），床层压降减小，颗粒逐渐被气体带走，此时便进 u。在流化状态下降低气速，压降与入气流输送阶段。D点处流速即为带出速度 气速关系将沿图中DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线沿CA’变化。C点 u。 处流速被称为起始流化速度 mf 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可见物料含水量（X）与时间（t）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（t）的关系曲线（如下图左）。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，及干燥速率曲线（如下图右）。
洞道干燥实验装置使用说明书 洞道干燥实验装置使用说明书 一、实验装置主要用途及功能 化工原理实验教学：干燥动力学曲线的测定、水－空气系统传热系数测定； 科学研究：本装置还可用于各类非热敏性物料的结合水、非结合水与平衡水含量的实验测定，以及气流干燥过程的热力学特性与热、质同时传递过程的实验研究；由下图可知，本实验装置主要由风机、电加热器、温度控制器、干燥室、风管等设备所组成。空气由风机鼓入电加热器，加热升温后经列管换热器再进入干燥室对物料进行干燥，循环风量由干燥室中的热球风速仪测量。离开干燥室的尾气，经碟阀再返回风机进口循环使用。循环空气温度可通过温度控制器自动调节，以保持在恒定干燥条件下进行实验。空气湿度可由相对湿度计间接获取（读取室温和相对湿度，计算后获得湿度），也可由干燥室前后的干、湿球温度计间接测定（查表读取）。加热空气流量可由碟阀开度来调节。 本实验的湿物料采用特制的无胶纤维纸板，所以有较强的吸水性。操作时将纸板直接放在干燥室内的电子天平托架上进行干燥，电子天平可连续显示湿纸板的重量。因而通过电子天平可直接读取湿纸板任一时刻干燥后的结果，计算出纸板在一定的时间间隔内的失重，即为纸板在这一段时间内所蒸发的水分量。 二、实验装置的主要技术性能指标 1、该装置主要由干燥器、列管换热器、离心风机、热球风速仪、电子天平、电加热器、液体流量计、温控仪表、开关、指示灯等组成。 2、装置整体外形尺寸：长×宽×高1700 mm×500 mm×1200mm。 3、装置总配电要求：AC220V，3.5kw，16A。 4、水分干燥速率：0.005-0.020gcm-2 min-1。 5、气流干燥室断面尺寸：宽×高140×200mm。 6、列管换热器（列管总外表面积0.20m2，19－φ18×1.5mm，长度400/500mm）。 7、转子流量计：水量LZB-10（16－160）L/h。 8、循环风及风量测量： ●离心风机：2800rpm，风量550 m3/h，风压120mmH2O，效率66％，轴功率0.37kw。 ●风量可调范围0－300 m3/h；风速：主管0－10m/s，箱内0－6m/s
北方民族大学学生实验报告 院(部): 化学与化学工程 姓名: 汪远鹏学号: ***＊＊*＊＊ 专业: 过程装备与控制工程班级: １５3 同组人员: 田友安世康虎贵全 课程名称: 化工原理实验 实验名称: 流化床干燥实验 实验日期: 20１7、1０。30 批阅日期: 成绩: 教师签名: 北方民族大学教务处制 实验名称:流化床干燥实验 一、目得及任务 ①了解流化床干燥器得基本流程及操作方法、 ②掌握流化床流化曲线得测定方法,测定流化床床层压降与气速得关系曲线。 ③测定物料含水量及床层温度随时间变化得关系曲线、 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及恒速阶段得传质系数kＨ及降速阶段得比例系数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B Ｃ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得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,而就是沿CＡ’变化。C点处流速被称为起始流化速度(u ｍf)、 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,这就是流化床得重要特点。据此,可以通过测定床层压降来判断床层流化得优劣。 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定得干燥条件下,测定被干燥物料得质量与温度随时间变化得关系,可得到物料含水量(X)与时间(τ)得关系曲线及物料温度(θ)与时间(τ)得关系曲线。物料含水量与时间关系曲线得斜率即为干燥速率(u)。将干燥速率对物料含水量作图。
一、实验目的 1、熟悉厢式干燥器的构造和操作； 2、测定在恒定干燥条件(即热空气温度、湿度、流速不变，物料与气流的接触方式不变)下的湿物料干燥曲线和干燥速率曲线； 3、定该物料的临界湿含量X 0； 4、掌握有关测量和控制仪器的使用方法。 二、实验原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定(等于热空气湿球温度)，物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 1、干燥速率的测定 τ τ??≈= S W Sd dW U ' ' (7-1) 式中：U —干燥速率，kg/(m 2·h)； S —干燥面积，m 2，(实验室现场提供)； τ?—时间间隔，h ； 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 2、物料干基含水量
一、实验目的 ⒈ 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 ⒉ 学习物料含水量的测定方法。 ⒊ 加深对物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素的理解。 ⒋ 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 ⒌ 学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。 二、实验内容 ⒈ 每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。 ⒉ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 三、实验原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 ⒈ 干燥速率的测定 τ τ??≈= S W Sd dW U '' （8-1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2·h ）； S —干燥面积，m 2，（实验室现场提供）； τ?—时间间隔，h ；
北方民族大学 学生实验报告 院（部）：化学与化学工程 姓名：汪远鹏学号： ******** 专业：过程装备与控制工程班级： 153 同组人员：田友安世康虎贵全 课程名称：化工原理实验 实验名称：流化床干燥实验 实验日期：批阅日期： 成绩：教师签名： 北方民族大学教务处制 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。 及恒速阶段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X 的传质系数k H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（u ）。 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（u mf 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）
背景; 干燥设备又称干燥器和干燥机。用于进行干燥操作的设备，通过加热使物料中的湿分（一般指水分或其他可挥发性液体成分）汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形，陶瓷坯料在煅烧两款干燥设备前的干燥可以防止成品龟裂。另外干燥后的物料也便于运输和贮存，如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下，以防霉变。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要，各种机械化干燥器越来越广泛地得到应用。 一、实验目的 ⒈ 掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 ⒉ 学习物料含水量的测定方法。 ⒊ 加深对物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素的理解。 ⒋ 学习恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数的测定方法。 ⒌ 学习用误差分析方法对实验结果进行误差估算。 二、实验内容 ⒈ 每组在某固定的空气流量和某固定的空气温度下测量一种物料干燥曲线、干燥速率曲线和临界含水量。 ⒉ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 三、实验原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此，干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制，故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时，物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质；固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速；空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测定干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 ⒈ 干燥速率的测定 τ τ??≈=S W Sd dW U ' ' （7-1） 式中：U —干燥速率，kg /（m 2 ·h ）； s 燥面积，m 2 ，（实验室现场提供）； τ?—时间间隔，h ； 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 S ─干燥面积， [m 2] G C ─绝干物料量， [g] R ─空气流量计的读数， [kPa]
流化床干燥综合3D 虚拟仿真实验项目操作说明
流化床干燥综合3D虚拟仿真实验项目是利用动态数学模型实时模拟真实实验流化床干燥的现象和过程，通过3D 仿真实验装置交互式操作，产生和真实实验相一致的实验现象和结果。根据学生的需求与知识结构，构建了两个层次（基础理论型、仿真操作型）四个教学单元的实验内容，使实践教学内容由验证理论向综合应用、研究设计延伸，使不同层次、不同类型的学生都能在本仿真项目中，根据自己的需要来进行自主学习。能够体现化工实验步骤和数据梳理等基本实验过程，满足工艺操作要求，满足流程操作训练要求，能够安全、长周期运行。既能让每位学生都能亲自动手做实验，观察实验现象，记录实验数据，达到验证公式和原理的目的，且能够进一步通过对设备参数的改变，来加深对知识点和原理的理解。 一、干燥工艺及相关设备的认识 本单元主要包括干燥工艺的主要原理、流程、设备及过程特点等，并拓展介绍相关的流体输送设备、传热流程及设备。通过手动设备拆装，观察流化床干燥器内部构件，达到了解其整体结构的目的。 二、流化床干燥单元操作的开车、停车 本单元的主要目的是让学生掌握流化床干燥单元的开、停车方法过程中所需要控制的相
关参数等。在这一单元，采用指导模式和自主操作两种学习方式。指导模式的学习，是学生在软件提示下，进行设备的开停车步骤操作。学生也可以选择自主操作模式，自主操作设备的开车、正常运行和停车步骤。 基本操作 1、快捷键操作：W（前）S（后）A（左）D（右）、鼠标右键（视角旋转）。 图 1-1 注：在非中文输入状态下，点击 W 可逐步放大页面，点击 A 界面右移，可使左边装置进入视角，点击 D 界面左移，可使右边装置进入视角，点击 S，退出拉近，界面恢复。 2、进入主场景后，可进入相应实验室，如流体力学实验室，完成实验的全部操作，进入实验室后可回到主场景中。按住鼠标滚轮上下移动鼠标可进行视角的调整。 3、拉近镜头：鼠标左键双击设备进行操作，还可使用快捷键 W。 4、开关阀门或者其他电源键或者泵开启键为鼠标左键单击操作。 （二）、仿真操作 启动软件后，首先进入如下界面： 实验介绍：介绍实验的基本情况，如实验目的及内容、实验原理、实验装置基本情况，实验方法及步骤和实验注意事项等。 设置：可设置全局标签和环境音效。 退出：点击退出出现如下界面，继续点击确定，则退出软件。
实验７ 干燥速率曲线测定实验 一、实验目的 ⒈ 了解洞道干燥器的结构，练习操作。 ⒉ 在恒定空气温度和流量条件下,测定物料的干燥曲线和干燥速率曲线。 ⒊ 加深对物料临界含水量Xc 的概念及其影响因素的理解。 ⒋ 测定恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数。 二、实验原理 当湿物料与干燥介质相接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据干燥过程中不同期间的特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一个阶段为恒速干燥阶段。在过程开始时，由于整个物料的湿含量较大，其内部的水分能迅速地达到物料表面。因此,干燥速率为物料表面上水分的气化速率所控制,故此阶段亦称为表面气化控制阶段。在此阶段，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面的温度维持恒定（等于热空气湿球温度)，物料表面处的水蒸汽分压也维持恒定，故干燥速率恒定不变。 第二个阶段为降速干燥阶段，当物料被干燥达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时,物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率为水分在物料内部的传递速率所控制。故此阶段亦称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少,物料内部水分的迁移速率也逐渐减少，故干燥速率不断下降。 恒速段的干燥速率和临界含水量的影响因素主要有:固体物料的种类和性质;固体物料层的厚度或颗粒大小；空气的温度、湿度和流速;空气与固体物料间的相对运动方式。 恒速段的干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥,测定干燥曲线和干燥速率曲线,目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。 ⒈ 干燥速率的测定 τ τ??≈ =S W Sd dW U ' ' （7-１) 式中：U —干燥速率,kg /(m 2 ·h ）； S —干燥面积,m 2 ，（实验室现场提供)； τ?—时间间隔,h; 'W ?—τ?时间间隔内干燥气化的水分量，kg 。 ⒉ 物料干基含水量 ' ' 'Gc Gc G X -= (7-２） 式中:X —物料干基含水量,kg 水/ kg 绝干物料;
1.洞道干燥实验及干燥特性曲线的测定 （1）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：恒定干燥条件指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，都在整个干燥过程中均保持恒定。 本实验中所采取的措施：干燥室其侧面及底面均外包绝缘材料、用电加热器加热空气再通入干燥室且流速保持恒定、湿物的放置要与气流保持平行。 （2）控制恒速干燥速率阶段的因素是什么？降速的又是什么？ 答：①恒速干燥阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦取决定于物料外部的干燥条件，所以恒定干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。 ②降速阶段的干燥速率取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质的状态参数关系不大，故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。 （3）为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干湿球温度计是否变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 答：①让加热器通过风冷慢慢加热，避免损坏加热器，反之如果先启动加热器，通过风机的吹风会出现急冷，高温极冷，损坏加热器； ②理论上干、湿球温度是不变的，但实验过程中干球温度不变，但湿球温度缓慢上升，估计是因为干燥的速率不断降低，使得气体湿度降低，从而温度变化。 ③湿毛毡恒重时，即为实验结束。 （4）若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率，临界湿含量又如何变化？为什么？
答：干燥曲线起始点上升，下降幅度增大，达到临界点时间缩短，临界点含水量降低。因为加快了热空气排湿能力。 （5）毛毡含水是什么性质的水分？ 毛毡含水有自由水和平衡水，其中干燥为了除去自由水。 （6）实验过程中干、湿球温度计是否变化？为什么？ 答：实验结果表明干、湿球温度计都有变化，但变化不大。 理论上用大量的湿空气干燥少量物料可认为符合定态空气条件。定态空气条件：空气状态不变（气流的温度t、相对湿度φ）等。干球温度不变，湿球温度不变。 绝热增湿过程，则干球温度变小，湿球温度不变。 （7）什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？ 答：①指干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，均在整个干燥过程中保持恒定；②本实验中本实验用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程温度。湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变。所以这个过程可视为实验在在恒定干燥条件下进行。
北京化工大学 实验报告 流化床干燥实验 一、摘要 本实验通过对湿的小麦的干燥过程，要求掌握干燥的基本流程及流化床流化曲线的定，流化床床层压降与气速的关系曲线，物料含水量及床层温度随时间的变化 关系，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传值系数kH及降速阶段的比例系数KX。 二、关键词：流化床干燥、物料干燥速率、物料含水量、流化床床层压降、临界含水量 三、实验目的及任务 1、熟悉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的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及 恒速阶段的传值系数k H及降速阶段的比例系数K X 四、实验原理 1.流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线。（如图一） 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（在对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气
速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），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点处的流速即被称为带出速度。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点当气速继续降低，曲线无法按CBA继续变化，而是沿CA'变化。C点处的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，即为干燥速率曲线，干燥过程可分为以下三阶段。
实验十干燥曲线及干燥速率曲线测定实验 一、实验装置 干燥器类型：洞道； 洞道截面积：1# A=× = 0.0221m2、2# A=× = 0.030m2 加热功率：500w—1500w；空气流量：1-5m3/min；干燥温度：40--120℃ 孔板流量计：孔流系数C0=，孔板孔径d0=( m) 重量传感器显示仪：量程（0-200g），精度级； 干球温度计、湿球温度计显示仪：量程（0-150℃），精度级； 孔板流量计处温度计显示仪：量程（-50-150℃），精度级； 孔板流量计压差变送器和显示仪：量程（0-10KPa），精度级； 图10-1 洞道干燥实验流程示意图 1.中压风机； 2.孔板流量计； 3. 空气进口温度计； 4.重量传感器； 5.被干燥物料； 6.加热器； 7.干球温度计； 8.湿球温度计； 9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀； 12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。 二、物料 物料：毛毡；干燥面积：S=**2=(m2)（以实验室现场提供为准）。 绝干物料量(g)：1# G C=，2# G C=（以实验室现场提供为准）。
三、操作方法 ⒈ 将干燥物料（毛粘）放入水中浸湿，向湿球温度计的附加蓄水池内补充适量的水， 使池内水面上升至适当位置。 ⒉ 调节送风机吸入口的蝶阀12到全开的位置后，按下电源的绿色按钮，再按风机按钮，启动风机。 ⒊ 用废气排出阀10和废气循环阀11调节到指定的流量后，开启加热电源。在智能仪表中设定干球温度，仪表自动调节到指定的温度。 干球温度设定方法： 第一套：长按 ——增大，设定好数值后，按键确定。 第二套：/减小，设定好后，自动确认。 ⒋ 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，既可开始实验。此时，读取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量。 ⒌ 将被干燥物料（毛粘）从水中取出，控去浮挂在其表面上的水分（最好挤去所含的水分，以免干燥时间过长），将支架从干燥器内取出，将被干燥物料夹好。 ⒍ 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上并与气流平行放置。注意：不能用力过大，避免使传感器受损。 7．立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间（3分钟）记录一次数据（记录总重量和时间），直至干燥物料的重量不再明显减轻为止（重量变化小于0.1克）。 ⒏ 关闭加热电源，待干球温度降至常温后关闭风机电源和总电源。 ⒐ 实验完毕，一切复原。 四、注意事项 ⒈ 重量传感器的量程为（0--200克），精度较高。在放置干燥物料时务必要轻拿轻放，以免损坏仪表。 ⒉ 干燥器内必须有空气流过才能开启加热，防止干烧损坏加热器，出现事故。 ⒊ 干燥物料要充分浸湿，但不能有水滴自由滴下，否则将影响实验数据的正确性。 ⒋ 实验中不要改变智能仪表的设置。
实验洞道干燥实验 一、实验目的 1、了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理； 2、掌握物料干燥速率曲线的测定方法； 3、了解操作条件改变对不同的干燥阶段所产生的影响。 二、实验原理 干燥是最常见的有效除湿的方法之一，干燥速率受众多因素的影响，主要与物料及其含水性质、干燥介质的性质、流速和干燥介质与湿物料接触方式等因素有关，一般由实验测定。 三、实验装置 图1 实验装置流程图 1.中压风机； 2.孔板流量计； 3. 空气进口温度计； 4.重量传感器； 5.被干燥物料； 6.加热器； 7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀； 12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表； 15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器。
四、实验步骤 (一)实验前的准备工作 1. 将被干燥物料试样进行充分的浸泡。 2. 向湿球温度湿度计的附加蓄水池内，补充适量的水，使池内水面上升至 适当位置。 3. 将被干燥物料的空支架安装在洞道内。 4. 调节新空气入口阀到全开的位置。 (二) 装置的实验操作方法 1. 按下电源开关的绿色按键，在按风机开关按钮，开动风机。 2. 调节三个蝶阀到适当的位置，将空气流量调至所需读数。 3. 在温度显示控制仪表上，利用(＜,＞,︿)键调节实验所需温度值，sv窗 口显示，此时pv窗口所显示的即为干燥器的干球温度值，按下加热开关，让电热器通电。 4. 干燥器的流量和干球温度恒定达5分钟之后，即可开始实验。此时，读 )。 取数字显示仪的读数作为试样支撑架的重量(G D 5. 将被干燥物料试样从水盆内取出，控去浮挂在其表面上的水份(使用呢子 物料时，最好用力挤去所含的水分，以免干燥时间过长。将支架从干燥 器内取出，再将支架插入试样内直至尽头)。 6. 将支架连同试样放入洞道内，并安插在其支撑杆上。注意:不能用力过大， 使传感器受损。 7. 立即按下秒表开始计时，并记录显示仪表的显示值。然后每隔一段时间 记录数据一次( 记录总重量和时间 )，直至减少同样时间重量的减少是恒速阶段所用时间的8倍时，即可结束实验。 注意: 最后若发现时间已过去很长，但减少的重量还达不到所要求的克数，则可立即记录数据。 注意：放入物料后不要在点击〈读取操作条件〉，那样会使实验程序进入错误状态，无法正常数据的采集和处理。