流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定 1
流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定
实验目的
1． 掌握测定物料干燥速率曲线的工程意义；
2． 熟悉实验干燥设备的流程、工作及实验组织方法；
3． 了解影响干燥速率曲线的因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作方法 4． 学习和掌握测定干燥曲线的基本原理和实验方法。
基本原理
干燥原理是利用加热的方法使水分或其它溶剂从湿物料中汽化，除去固体物料中湿分的操作。干燥的目的是使物料便于运输、贮藏、保质和加工利用。本实验的干燥过程属于对流干燥，其原理见图1。
①．传热过程 热气流将热能传至物料，再由表面传至物料的内部。
②．传质过程 水分从物料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面，再通过物料表面的气膜扩散到热气流的主体。由此可见，干燥操作具有热质同时传递的特征。为了使水气离开物料表面，热气流中的水气分压应小于物料表面的水气分压。
干燥速率曲线测定的意义
对于设计型问题而言，已知生产条件要求每小时必须除去若干千克水，若先已知干燥速率，即可确定干燥面积，大致估计设备的大小；对操作型问题而言，已知干燥面积，湿物料在干燥器内停留时间一定，若先已知干燥速率，即可确定除掉了多少千克水；对于节能问题而言，干燥时间越长，不一定物料越干燥，物料存在着平衡含水率，能量的合理利用是降低成本的关键，以上三方面均须先已知干燥速率。因此学会测定干燥速率曲线的方法具有重要意义。 干燥曲线和干燥速率曲线的关系
含水率C ：单位干物料G c 中所带的水分量W
定义： C= －
c
G W （kg 水／kg 干） （1）
含水率随时间的变化作图，见图2：
干燥过程分为三个阶段
Ⅰ.物料预热阶段
Ⅱ.恒速干燥阶段；
Ⅲ.降速干燥阶段。
图2 干燥曲线图
干燥速率N A 的定义有二种表示： (一)．单位时间单位面积汽化的水量
即：N A = －
τ
Ad dW (kg 水／m ２．s) (2)
(二). 单位干物料在单位时间内所汽化的水量 即：N A ＇
= －
τ
d G dW c (kg 水／kg 干．s) (3)
(2)式定义中，由于干燥面积的定量难以实验测定，故本实验以(3)式定义作为实验依据． 对(1)式求导得： dW ＝－G c dC (4) 所以， N A ＇
= －
τ
d G dW c = －
τ
d dC (5)
也就是说，在干燥曲线图中含水率随时间变化曲线上的任何一点切线的斜率值即为干燥速率值，将这些斜率的变化值对应于含水率作图即为干燥速率曲线图，见图3。每隔一段时间读取湿物料的重量，然后将湿物料重减去干物料的重，从而就测得了C 与τ的关系。
实验流程及说明
实验步骤
(1) 在实验操作前从加水斗加入220~300ml 水，系统同时通入常温空气，使加入
的水充分均匀地分散在硅胶表面，(这一步由准备老师完成)。
(2) 按下变频器RUN ，通过旁路阀10调节流量至14－18m 3/h 任何一恒定值。 (3) 打开旁路调节阀，待空气进口温度计读数为95℃时，关闭旁路放空阀，使热
空气进入系统。
(4) 仔细观察进口温度与床层温度的变化，待床层温度升至40℃ ，即开始取第
一个样品，此时的时间设定为0。
(5) 按照原始数据的时间间隔取样，总共采集14组数据。 计算示例
（取装置号1第五组数据作计算示例）：
水分 W=(湿物+空瓶)5－(干物+空瓶)5
=26.813－25.895 =0.918 ( g 水)
干物 G c =(干物+瓶重)5－(空瓶)5 = 25.895－20.716 = 5.179 (g 干) 含水率 C=
c
G W =
717.0179
.5189.0= (kg 水／kg 干)
干燥时间τ=3＋3＋3＋5=14 min ； 干燥曲线见图5，干燥速率曲线见图6。
由干燥曲线和干燥速率曲线之间的关系可知，干
值，采用镜面法作法线，然后作法线的垂线，再求出垂线的斜率值。 由A （26，0.10）；B(90,0.002)得：
N A 降=
26
9010.0002.0-- =0.00153 (kg 水／kg 干.min)
N A 恒= 9
34120
.0185.0--- =0.00264 (kg 水／kg 干.min)
％＝－－＝
－－环境
进出进76.120
.020.5103.40105.0t t t t =
η
过程运算表和结果图
化工原理干燥实验报告.doc
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
化工原理课程设计流化床干燥器汇总
目录 设计任务书.................................................................................................................. II 第一章概述 (2) 1.1流化床干燥器简介 (2) 1.2设计方案简介 (6) 第二章设计计算 (8) 2.1 物料衡算 (8) 2.2空气和物料出口温度的确定 (9) 2.3干燥器的热量衡算 (11) 2.4干燥器的热效率 (12) 第三章干燥器工艺尺寸设计 (13) 3.1流化速度的确定 (13) 3.2流化床层底面积的计算 (13) 3.3干燥器长度和宽度 (15) 3.4停留时间 (15) 3.5干燥器高度 (15) 3.6干燥器结构设计 (16) 第四章附属设备的设计与选型 (19) 4.1风机的选择 (19) 4.2气固分离器 (19) 4.3加料器 (21) 第五章设计结果列表 (22) 附录 (24) 主要参数说明 (24) I
设计任务书 一、设计题目 2.2万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量） 2.2万吨/年（以干燥产品计） 操作周期260 天/年 进料湿含量13%（湿基） 出口湿含量1%（湿基） 2.操作条件 干燥介质湿空气（110℃含湿量取0.01kg/kg干空气） 湿空气离开预热器温度（即干燥器进口温度）110℃ 气体出口温度自选 热源饱和蒸汽，压力自选 物料进口温度15 ℃ 物料出口温度自选 操作压力常压 颗粒平均粒径0.4 mm 3.设备型式流化床干燥器 4.厂址合肥 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）硫化床层底面积的确定； （2）干燥器的宽度、长度和高度的确定及结构设计 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图、干燥器设备图、平面布置图 7、设计评述 II
干燥速率曲线的测定实验
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
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
化工原理课程设计流化床干燥器
化工原理课程设计流 化床干燥器 Revised on November 25, 2020
目录 I 设计任务书 一、设计题目 万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量）万吨/年（以干燥产品计） 操作周期260天/年 进料湿含量13%（湿基） 出口湿含量1%（湿基） 2.操作条件 干燥介质湿空气（110℃含湿量取kg干空气） 湿空气离开预热器温度（即干燥器进口温度）110℃
气体出口温度自选 热源饱和蒸汽，压力自选 物料进口温度15℃ 物料出口温度自选 操作压力常压 颗粒平均粒径 3.设备型式流化床干燥器 4.厂址合肥 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）硫化床层底面积的确定； （2）干燥器的宽度、长度和高度的确定及结构设计 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图、干燥器设备图、平面布置图 7、设计评述 II 第一章概述 流化床干燥器简介 将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。 流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备，目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。 1）流态化现象 图1流态化现象图 空气流速和床内压降的关系为：
图2空气流速和床内压降关系图 空气流速和床层高度的关系为： 流化床的操作范围：u mf ~u t 图3空气流速和床层高度关系图 2）流化床干燥器的特征 优点： （1）床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W/m3·℃）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料。 （2）由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速的给热，使物料床层温度均一且易于调节，为得到干燥均一的产品提供了良好的外部条件。 Velocity Heig ht0fb ed Fixed Fluidized A D B C E U mf Velocity ured rop U mf
干燥速率与干燥过程计算5_12_3
14.3 干燥速率与干燥过程计算 14.3.1 物料在定态空气条件下的干燥速率 （1）干燥动力学实验 物料的干燥速率即水分汽化速率A N 可用单位时间、单位面积（气固接触界面）被汽化的水量表示， 即τ Ad dX G N c A -= 式中 c G ——试样中绝对干燥物料的质量，kg ； A ——试样暴露于气流中的表面积，m 2； X ——物料的自由含水量，*X X X t -=，kg 水/kg 干料。 干燥曲线或干燥速率曲线是恒定的空气条件（指一定的速率、温度、湿度）下获得的。对指定的物料，空气的温度、湿度不同，速率曲线的位置也不同，如图14-13所示 （2）恒速干燥阶段BC （3）降速干燥阶段CD 在降速阶段干燥速率的变化规律与物料性质及其内部结构有关。降速的原因大致有如下四个。
① 实际汽化表面减少； ② 汽化面的内移； ③ 平衡蒸汽压下降； ④ 固体内部水分的扩散极慢。 （4）临界含水量 固体物料在恒速干燥终了时的含水量为临界含水量，而从中扣除平衡含水量后则称 临界自由含水量C X （5）干燥操作对物料性状的影响 14.3.2 间歇干燥过程的计算 14.3.2.1 恒速阶段的干燥时间1τ 如物料在干燥之前的自由含水量1X 大于临界含水量c X ，则干燥必先有一恒速阶段。忽略物料的预热阶段，恒速阶段的干燥时间1τ由τ Ad dX G N c A -= 积分求出。 ??-=C 11A d d X X c N X A G ττ 因干燥速率A N 为一常数， A c c N X X A G -? = 11τ 速率A N 由实验决定，也可按传质或传热速率式估算，即 )()(w w w H A t t r H H k N -= -=α w H 为湿球温度w t 下的气体的饱和湿度。 传质系数H k 的测量技术不如给热系数测量那样成熟与准确，在干燥计算中常用经验的给热系数进行 计算。气流与物料的接触方式对给热系数影响很大，以下是几种典型接触方式的给热系数经验式。 （1）空气平行于物料表面流动（图14-16a ） 8.00143.0G =αkW/m 2·℃ 式中G 为气体的质量流速，kg/（m 2·s ）。 上式的试验条件为14.8~68.0=G kg/（m 2·s ），气温150~45=t ℃。 （2）空气自上而下或自下而上穿过颗粒堆积层（图14-16b ） 41.0p 59 .00189.0d G =α ???? ??>350μG d p 41 .0p 49 .00118.0d G =α ??? ? ??<350μG d p 式中 G ——气体质量流速，kg/（m2·s ）； p d ——具有与实际颗粒相同表面的球的直径，m ； μ—— 气体粘度，Pa ·s 。 （3）单一球形颗粒悬浮于气流中（图14-16c ） 3/12 /1p p Pr Re 65.02+=λ αd μ ρ u d p p Re =
干燥特性曲线实验报告
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。
流化床干燥器
流化床干燥器设计说明书 设计者： 学号： 班级： 指导老师： 设计日期：
第一节 概述 将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。 流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备，目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。 一、 流态化现象 空气流速和床内压降的关系为： 空气流速和床层高度的关系为： Press ure drop U mf
流化床的操作范围：u mf ~u t 二、 流化床干燥器的特征 优点： （1）床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W /m3·℃）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料。 （2）由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速的给热，使物料床层温度均一且易于调节，为得到干燥均一的产品提供了良好的外部条件。 （3）物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥。 （4）物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用。 （5）设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修。 （6）在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。 缺点： （1）床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外。 （2）一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。 （3）对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30、不大于6mm 。 （4）对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。 （5）不适用于易粘结获结块的物料。 三、流化床干燥器的形式 1、单层圆筒形流化床干燥器 连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特别适用于表面水分的干燥。然而，为了获得均匀的干燥产品，则需延长物料在床层内的停留时间，与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。在内部迁移控制干燥阶段， Velocity Heigh t 0f bed Fixed Fluidized A D B C E U mf
干燥速率曲线的测定
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
干燥速率曲线测定实验
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 ；
干燥速率曲线测定结果报告
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]
干燥速率曲线测定实验
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;
14.3 干燥速率与干 燥过程计算.
福州大学化工原理电子教案固体干燥 14.3 干燥速率与干燥过程计算 14.3.1 物料在定态空气条件下的干燥速率 （1）干燥动力学实验 物料的干燥速率即水分汽化速率NA可用单位时间、单位面积（气固接触界面）被汽化的水量表示，即NA= 式中 Gc——试样中绝对干燥物料的质量，kg； GcdX -Adτ A——试样暴露于气流中的表面积，m2； X——物料的自由含水量，X=Xt-X*，kg水/kg干料。 干燥曲线或干燥速率曲线是恒定的空气条件（指一定的速率、温度、湿度）下获得的。对指定的物料，空气的温度、湿度不同，速率曲线的位置也不同，如图14-13所示
（2）恒速干燥阶段BC （3）降速干燥阶段CD 在降速阶段干燥速率的变化规律与物料性质及其内部结构有关。降速的原因大致有如下四个。 - 1 - 1 福州大学化工原理电子教案固体干燥 ①实际汽化表面减少； ②汽化面的内移； ③平衡蒸汽压下降； ④固体内部水分的扩散极慢。 （4）临界含水量 固体物料在恒速干燥终了时的含水量为临界含水量，而从中扣除平衡含水量后则称 临界自由含水量XC （5）干燥操作对物料性状的影响 14.3.2 间歇干燥过程的计算 14.3.2.1 恒速阶段的干燥时间τ1 如物料在干燥之前的自由含水量X1大于临界含水量Xc，则干燥必先有一恒速阶段。忽略物料的预热阶段，恒速阶段的干燥时间τ1由NA=GcdX积分求出。 -Adτ τ1GcXCdX dτ=-?0A?X1NA 因干燥速率NA为一常数， τ1=GcX1-Xc ?ANA
速率NA由实验决定，也可按传质或传热速率式估算，即 NA=kH(Hw-H)=α rw(t-tw) Hw为湿球温度tw下的气体的饱和湿度。 传质系数kH的测量技术不如给热系数测量那样成熟与准确，在干燥计算中常用经验的给热系数进行计算。气流与物料的接触方式对给热系数影响很大，以下是几种典型接触方式的给热系数经验式。 （1）空气平行于物料表面流动（图14-16a） α=0.0143G0.8kW/m2·℃ 式中G为气体的质量流速，kg/（m2·s）。 上式的试验条件为G=0.68~8.14kg/（m2·s），气温t=45~150℃。 （2）空气自上而下或自下而上穿过颗粒堆积层（图14-16b） G0.59 α=0.0.41 dp G0.49 α=0.0.41dp?dpG??>350 μ????dpG?? <350 μ??? 式中 G——气体质量流速，kg/（m2·s）； dp——具有与实际颗粒相同表面的球的直径，m； μ——气体粘度，Pa·s。 （3）单一球形颗粒悬浮于气流中（图14-16c） αdp1/2=2+0.65RepPr1/3 λ dpuρ Rep=μ - 2 - 2 福州大学化工原理电子教案固体干燥 式中 u——气体与颗粒的相对运动速度； ρ、μ、Pr——气体的密度、粘度和普朗特数。
化工原理实验——干燥曲线及干燥速率曲线测定实验
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。
化工原理课程设计流化床干燥器
化工原理课程设计 目录 设计任务书................................................................. 第一章概述................................................................. 3.. 1.1流化床干燥器简介................................................... 3. 1.2设计方案简介........................................................ 7.第二章设计计算............................................................. 9. 2.1物料衡算............................................................ 9. 2.2空气和物料出口温度的确定......................................... 1.0 2.3干燥器的热量衡算 (12) 2.4干燥器的热效率.................................................... 1.3第三章干燥器工艺尺寸设计 (14) 3.1流化速度的确定.................................................... 1.4 3.2流化床层底面积的计算 (14) 3.3干燥器长度和宽度 (16) 3.4停留时间.......................................................... 1.6 3.5干燥器高度........................................................ 1.6 3.6干燥器结构设计 (17) 第四章附属设备的设计与选型 (20) 4.1风机的选择 (20) 4.2气固分离器 (20) 4.3加料器 (22) 第五章设计结果列表 (23) 附录 (25) 主要参数说明 (25) 设计任务书 一、设计题目 2.2万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1?设计任务 生产能力（进料量）22万吨/年（以干燥产品计） 操作周期__________ 260 天/年 进料湿含量_______ 13% （湿基） 出口湿含量1% （湿基） I
北京化工大学-干燥实验报告
北京化工大学-干燥实验报告
e北京化工大学 实验报告 课程名称：化工原理实验实验日期：2012.5.9 班级：化工0903班姓名：徐晗 同组人：高秋，高雯璐，梁海涛装置型号：FFRS-Ⅱ型 流化干燥实验 一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过Excel 作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床干燥含水量床层压降速率曲线 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k H及降速阶段的比例系数K x。 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1所示。 图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 阶段），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点处得流速被称为带出速度（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，而使沿CA’变化。C点处的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
干燥速率曲线的测定实验.
1、实验目的 1.熟悉常压洞道式（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.测定该物料的临界湿含量X0； 4.掌握有关测量和控制仪器的使用方法。 2、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时期的特点，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到达物料表面。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，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。 本实验在恒定的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.干燥速率测定：U=dW`/Sdτ??W`/S?τ U------干燥速率，kg/（m2.h） S------干燥面积，m2
干燥速率曲线的测定实验
序号：35 化工原理实验报告 实验名称：干燥速率曲线的测定实验 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工09－3班 姓名：曾学礼学号09402010337 同组者姓名：周锃刘翰卿 指导教师：张亚静 日期：2011年10月18日
一、实验目的 1.熟悉常压洞道式（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.测定该物料的临界湿含量X0； 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，干燥过程可以分为两个阶段，恒速干燥阶段和降速干燥阶段。 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毛毡物料进行干燥；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.干燥速率测定：U=dW`/Sdτ≈△W`/S△τ U------干燥速率，kg/（m2.h） S------干燥面积，m2 △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：X=（G`-Gc`）/ Gc` X------物料干基含水量，kg水/kg绝干物料 G`------固体湿物料的量，kg Gc`------绝干物料量，kg 3.恒速干燥阶段，物料表面与空气之间对流传热系数的测定 Uc= dW`/Sdτ=dQ`/r tw Sdτ=α（t-t w）/r tw α= Uc r tw /（t-t w） α------恒速干燥阶段物料表面与空气之间的对流传热系数，W/( m2.℃) Uc -------恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m2.s） t w -------干燥器内空气的湿球温度，℃ t-------干燥器内空气的干球温度，℃ r tw ------ t w℃下水的气化热，j/kg 4.干燥器内空气实际体积流量的计算 V t=V t0×（273+t）/（273+ t0） V t------干燥器内空气实际流量，m3/ s； t0------流量计处空气的温度，℃； V t0------常压下t0℃时空气的流量，m3/ s； t-------干燥器内空气的温度，℃。 V t0=C0×A0×(2×△p/ρ)0.5 A0=πd20/4 C0-------流量计流量系数，C0=0.67
流化床干燥器课程设计
×××大学 《材料工程基础》课程设计 设计题目： 2700kg/h卧式多室流化床干燥器的设计 专业：材料科学与工程班级： 学号：姓名： 日期： 指导教师： 设计成绩：日期：
目录 1设计任务书 (1) 2 概述 (2) 2.1.流态化现象 (2) 2.2 流化床干燥器的特性 (3) 2.3 流化床干燥器的型式及干燥流程 (4) 3 流化床干燥器的设计简介 (5) 3.1流化床干燥器的设计步骤 (5) 3.2流化床干燥器干燥条件的确定 (5) 4 干燥过程的物料衡算和热量衡算简介 (19) 4.1 主体设备的工艺设计计算 (8) 4.1.1 物料衡算 (8) 4.1.2 空气和物料出口温度的确定 (9) 4.1.3 干燥器的热量衡算 (9) 4.2 干燥器的设计 (10) 4.2.1 流化速度的确定 (10) 4.2.2 流化床底层面积的计算 (11) 4.2.3 干燥器的宽度和长度 (12) 4.2.4 干燥器的高度 (12) 4.2.5 干燥器的结构设计 (12) 4.2.6 干燥流程的确定 (13) 5 干燥装置附属设备简介 (14) 5.1 风机 (14) 5.2 空气加热器 (15) 5.3 供料器................................................................. 错误！未定义书签。5 5.4 气固分离器 (17) 6 干燥过程的计算 (26) 6.1 主体设备的设计计算 (17) 6.1.1 物料衡算 (17) 6.1.2 空气和物料出口温度的确定 (18) 6.1.3 干燥器的热量恒算 (18) 6.1.4 预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (19) 6.2 干燥器的设计 (19) 6.2.1 流化速度的确定 (19) 6.2.2 流化床层底面积的计算 (27) 6.2.3 干燥器的宽度和长度 (21) 6.2.4 干燥器高度 (21) 6.2.5 干燥器结构设计 (23) 6.3 附属设备的选型........................................................... 错误！未定义书签。