流化干燥实验报告(2)

2020-02-20 22:50

计算举例:(以表1 第一组为例)

G干?G总1?X0?500?352.6g

1?0.418G总水?G干?X0?352.6?0.418?147.4g

0.5空气质量流量:qm,气?0.62?0.7854?0.022?(?P)?1000 孔板?1000?1.25

0.5?0.62?0.7854?0.022?(4.09?1000?1.25)?1000

?19.70g/s

(H2?H1)?19.70?(0.01354?0.00671)?0.1034g/s 空气带走水量:qm,水?qm,气?干燥速率:NA?含水率:X?

qm,水1.5?G干??0.1034?0.00025g?m?2?s?1

1.5?352.6G总水-G水G干147.4-16.68?0。371

352.6

表2 流化曲线测定实验数据表

(其中第六组数据为流化点数据)

ΔP孔,0=0.01kPa 校正孔板孔板压降空气流速床层压降压降ΔP孔序号 ΔP孔/kPa u气/m.s-1 ΔP床/kPa /kPa 0.09 1 0.1 0.3 0.11 0.29 2 0.3 0.53 0.3 0.58 3 0.59 0.76 0.5 0.79 4 0.8 0.88 0.64 0.99 5 1 0.99 0.72 1.23 6 1.24 1.1 0.73 1.64 7 1.65 1.27 0.69 2.5 8 2.51 1.57 0.68 3.51 9 3.52 1.86 0.8 4.09 10 4.1 2.01 0.7

计算举例:(以第一组数据为例)

0.520.50.62?0.7854?0.022?(2?0.09?1000?1.25)(2?P孔板?1000?1.25)V0.62?0.7854?0.02??u气??0.7854?0.12A0.7854?0.12?0.3m/s

七、实验结果作图及分析

1、 干燥速率曲线

干燥速率曲线0.000300.00025含水率X干燥速率NA0.000200.000150.000100.000050.000000.0000.0500.1000.1500.2000.250含水率X降速段恒速段预热段0.300 0.350 0.400

2、 3、

干燥曲线

0.40580.355654物料温度 /℃0.30520.25500.20480.150200400600800100012001400160046-200时间/s流化曲线

1床层压降 kPa0.10.11空气流速 m/s10 含水率

结果分析:

(1)由图1干燥速率曲线可以看出,干燥速率先增大(预热段),然后基本保持不变(恒速段),之后持续下降(降速段)。恒速干燥段非常短而降速干燥段很长,说明小麦物料中非结合水含量较少。

(2)由图2干燥曲线可以看出,含水率随着时间呈递减趋势。床层温度几乎没有稳定不变的阶段,这也说明湿小麦中的非结合水含量很小,热量不仅用于水分的气化还用于使物料温度升高。

(3)由图3流化曲线可以看出,压降先随着气速的增大而线性增大,之后基本保持不变。原因是在较低气速时,处于固定床阶段,气体只能从床层空隙中通过,压降与流速成正比;气速增加到一定程度时(u=1.1m/s),进入流化阶段,床层压降基本保持不变。

误差分析:

在流化实验中,空气经过床层时,由于床层阻力不均匀造成压降不断波动,尤其是流化态时数据波动较大,因此数据读取的可能不是很准确。

八、思考题

1、本实验所得的流化床压降与气速曲线有何特征?

答:气速较小时,操作过程处于固定床阶段,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;当气速逐渐增加,进入流化阶段,固体颗粒随气体流动而悬浮运动,床层高度随着气速的增加而逐渐增加,但是床层压降基本保持恒定。

2、流化床操作中,存在腾涌和沟流两种不正常现象,如何利用床层压降对其进行判断?怎样避免它们的发生?

答:(1)判断:腾涌时床层压降不稳定,在理论值上下大幅度波动;

沟流时床层压降稳定,但是数值比正常情况低。

(2)避免: 腾涌:产生的原因是由于颗粒层与器壁的摩擦造成压降大于理论值,而气泡破裂时又低于理论值,一般床层越高、容器直径越小、颗粒越大、气速越高越容易发生腾涌现象。避免腾涌应在设计流化床时使高径比不宜过大,而在床层过高时可以增设挡板以破坏气泡的长大。

沟流:产生的原因主要与颗粒特性和气体分布板的结构有关,颗粒的粒度很细、密度大且气速很低的物料和易于粘结的物料,以及气体分布板设计不好、布气不均都容易产生沟流,避免沟流发生应该对物料预先进行干燥并适当加大气速,同时也应该合理设计分布板。

3、为什么同一湿度的空气,温度较高有利于干燥操作的进行?

答: 温度较高时水的饱和蒸汽压大,而空气的湿度不变,即水汽分压不变,由??所以空气的相对湿度变小,有利于干燥的进行。

p水汽Ps,

4、本装置在加热器入口处装有干、湿球温度计,假设干燥过程为绝热增湿过程,如何求得干燥器内空气的平均湿度H?

答: 在I-H图上找到入口的湿球温度,作等温线与φ=1线相交,此点设为A,再从点A做等焓线与入口的干球温度的等温线相交于点B,则B点为初始状态点,由此点读出湿度H1。由于绝热增湿过程为等焓过程,而出口空气可以看做饱和空气,因此可以由等焓线和出口空气的φ=1找出空气的最终状态点,读出出口空气的湿度H2,从而求得干燥器内空气的平均湿度H=(H1+H2)/2。

九、意见与建议

建议:1、更新预习课机房使用的模拟软件,因为经常和实际实验中有不一样的地方。

2、非常想看到批改完的实验报告,因为想知道自己哪里写的不对,哪里需要改进。


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