北 京 化 工 大 学 化 工 原 理 实 验 报 告
实验名称：班 级：姓 名：学 号：序 号： 同 组 人：设备型号：实验日期：
流化干燥实验 化工11
2011011 第 套 2014-5-14
一、实验摘要
本实验通过测定不同空气流量下的床侧压降及干湿物料的质量，从而确定流化床床层压降与气速的关系曲线及流化床的干燥特性曲线。通过实验，了解流化床的使用方法及其工作原理。
关键词：干燥曲线、干燥速率曲线、流化曲线、湿空气分析法、含水率、干燥速率
二、实验目的
1、测定流化床中小麦的流化曲线；
2、测定湿小麦的干燥曲线和干燥速率曲线；
三、实验原理
固体流化是利用介质流体将固体颗粒悬浮起来，从而使固体具有流体的表观特征，同时使固体在传热、传质、混合、反应以及输送等方面有强化作用的操作。干燥是将热量传递给湿物料，汽化并除去其中湿组分的单元操作，本实验将固体流化与对流干燥结合起来，强化
*
了干燥效果，可使小麦含水率Xτ，在相对短的时间内降到平衡值X附近，如图3，干燥过程中是否出现恒速段受物料含水量和空气携带水能力等影响。 不同空气流量下的流化床压降如图1所示：
图1、流化曲线（双对数坐标系）
当气速小于初始流化气速umf时，物料处于静止状态（上行过程如AB段），当气速大于颗粒沉降速度ut时，物料被气体带出流化干燥器（如CD段）。在实际操作中，气速应介于两者之间，此时床层压降相对恒定，干燥效果较好（如BC中间水平段）。
2V0.62?0.7854?0.02?2?P孔板?1000?1.25空气流速由孔板流量计测定：u气??A0.7854?0.12m/s。
其中，ΔP孔板为孔板压降，kPa。
干燥曲线（图2）和干燥速率曲线（图3）受物料性质、空气性质、设备操作等因素影响，测定的方法有湿物料取样法、湿空气分析法，而干燥速率除了可以用实验测定外，也可以按传热、传质速率估算。
图2、干燥曲线 图3、干燥速率曲线
本次实验采用湿空气分析法：
测定每个时间点进、出干燥器的空气湿度，以及空气流量，通过空气中的水分衡算和初始条件即可确定被干物料的干燥速率曲线，物料表面温度θ直接测量。
i时刻干燥器的进口空气湿度：H1?0.622P水汽，1P总，1-P水汽，1 （P总，1=106000Pa），kg/kg；
，Pa；
P水汽，s，1??1exp（73.649-1??1?P7258.2-7.3037ln（T1）?4.1653?10-6T12)T1i时刻干燥器的出口空气湿度：H2?0.622P水汽，2P总，2-P水汽，2 （P总，1=108000Pa），kg/kg；
P水汽，s，2??2exp（73.649-2??2?P7258.22-7.3037ln（T2）?4.1653?10-6T2)，Pa； T20.5?1000，g/s； i时刻空气质量流量：qm,气?0,62?0.7854?0.022?(2?P孔板?1000?1.25）（H2?H1),g/s； i时刻空气带走水量：qm，水?qm，气?i时刻干燥速率：NA?qm，水1.5?G干，gms；
.-2-1
i时刻累积带走水量： G水?qm，1?1?qm，2?1????qm，i?1； i时刻含水率：Xi?
G总水-G水G干，（G总水、G干需要实验开始时测定，g）。
四、实验流程和设备
1-风机 2-预热器 3-流量调节阀 4-取样口 5-流化干燥床 6-加料口 7-旋风分离器 8-孔板流量计（d0=20mm）
TI01-出口空气温度，℃； φI02-出口相对湿度； TI03-进口空气温度，℃ φI04-进口相对湿度； △PI05-床层压降，kPa; △PI06-孔板压降，kPa; TI07-床层温度，℃； PI08-空气压力，kPa； TIC09-加热器壁温，℃
流化干燥实验带控制点工艺流程
五、实验操作
1、启动风机变频器、加热器，调节阀开最大预热设备，推拉取样器清空残料；
2、运行软件点开始计时，500秒后查看报表，输入参数H2,0=0.00830,H1,0=0.00672； 3、称取湿小麦500g，擦干表面水分作为被干燥物料，另取10g测含水率X0=41.8% 4、点击软件画面“停止计时”，关闭加热器、变频器、拔出取样器，进料口加湿小麦； 5、关进料口，点击软件开始计时，同事启动变频器、加热器、查看软件“趋势曲线”；
6、干燥1800s后，取出物料，停止电脑计时，称重干燥后小麦为392.2克，从中取约10g含水率Xτ=11.3%，原始数据另存为Excel文件，挑选15组填表作图；
7、管加热器、变频器，加入800g干小麦（包括刚才取出物料），测流化曲线； 8、只开风机，找到起始流化点风量，记录表2第6个点； 9、改变气量，床层固定态做5个点，流化态做4个点；
10、实验结束后，取出干燥器内小麦，清理实验平台面和地面上的麦粒，关变频器等。
注意事项
1、实验过程中取样器处于“拔出”状态；
2、烘箱内有125℃，取、放物料测含水率要戴手套，烘1h以上认为到绝干。
六、实验数据表格及计算举例
表1 干燥及速率曲线测定实验数据表：
（G总=500g,X0=0.418,1800s后G=292.2g） 孔板压出口空进口空进口相进口相时间τ（s) 气温度气温度对湿度对湿度床层温t2(℃) 42.5 42.9 43.5 44.6 46.6 48.1 49.4 51 51.7 52.9 53.3 54 54.7 55.4 55.9 t1(℃) 60.1 60.2 60 60 60.1 60.1 60 60 60.1 59.8 60 60 60 60.1 60 φ2 26.8 26.5 26.1 24.2 21.8 20.4 19.2 16.1 15.2 14.1 13.5 13.4 11.8 10.8 10.2 5.9 5.9 5.9 5.7 5.6 5.7 6 5.9 6 6.3 6.3 6.9 6.3 6.2 6.1 46.6 46.9 47.2 48.3 49.9 51 52.1 53.5 54.2 55 55.5 56.1 56.6 57.3 57.8 降 ΔP孔出口空气湿度H2 进口空含水率气湿度H1 序号 X 干燥速率-2-1NA(g.m.s) 累积水量（g） Φ1 度θ(℃) （kPa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 6 12 28 64 107 163 307 398 566 646 801 974 1231 1436
4.09 0.01354 0.00671 0.371 4.08 0.01368 0.00675 0.369 4.08 0.0139 0.00669 0.367 4.11 0.01364 0.00647 0.363 4.09 0.01361 0.00641 0.352 4.11 0.01374 0.00654 0.34 4.07 0.01381 0.00686 0.325 4.1 0.01251 0.00676 0.291 4.08 0.01222 0.00692 0.273 4.12 0.01201 0.00718 0.244 4.12 0.01172 0.00725 0.232 4.09 0.01204 0.00796 0.209 4.1 0.01095 0.00727 0.188 4.1 0.01035 0.00719 0.164 4.08 0.01001 0.00704 0.149 0.00025 0.00026 0.00027 0.00027 0.00027 0.00027 0.00026 0.00021 0.0002 0.00018 0.00017 0.00015 0.00014 0.00012 0.00011 16.68 17.2 17.85 19.49 23.17 27.47 32.78 44.93 51.25 61.39 65.75 73.62 80.95 89.54 94.98