化工原理流化床干燥实验
一、实验目的：
1.学习了解流化床干燥的基本原理；
2.掌握流化床干燥实验的操作方法；
3.通过实验探究不同参数对流化床干燥过程的影响。
二、实验原理：
流化床干燥是利用固体床内留有气体流动的作用，实现固体颗粒的干燥过程。干燥时，固体颗粒处于流化状态，通过气体调节保持床内温度的稳定。在流化床干燥过程中，气固两相之间的传热传质效果较好，具有高效、均匀、连续干燥的特点。
三、实验步骤：
1.预热：打开电源，设置所需温度，将热风进气开关调至适宜位置，预热流化床干燥箱。
2.实验准备：根据实验要求，称取所需干燥物料，将其平铺在流化床干燥箱中。
3.干燥：关闭干燥箱门，打开排风口，调节出风温度、流量和湿度等参数，开始干燥。
4.实时观察：通过观察干燥箱内的物料状态，记录温度和湿度变化，观察流动床层情况，及时调节参数。
5.完成干燥：根据实验要求及对应的干燥时间，确定干燥完成条件，记录参数。
四、实验注意事项：
1.操作时，严格遵守实验安全规范，注意电源使用安全；
2.操作过程中保持干燥箱门关闭，避免外界空气干扰；
3.实验完成后，及时关闭电源，并清理干燥箱内的杂质；
4.注意记录实验数据，准确并详细地描述实验过程；
5.实验过程中如有异常情况，应立即采取相应措施，并及时向实验室负责人汇报。
五、实验结果分析：
在实验过程中，要根据所选干燥材料的特点、流动床的设计参数等，合理地选择干燥参数，如温度、流量、湿度等。在记录实验数据时，可对比不同参数下的干燥结果，分析不同参数对干燥效果的影响。
六、实验总结：
经过实验，我们对流化床干燥实验有了更清晰的认识和了解。充分掌握了流化床干燥实验的基本原理和操作方法，并通过实验数据的分析得出了不同参数对流化床干燥过程的影响。在今后的实验中，我们将能更准确地选择合适的参数，使流化床干燥过程更加高效、均匀，并进一步提升实验的精确度和可靠性。
七、实验拓展及应用：
流化床干燥在化工领域有着广泛的应用，尤其适用于湿度要求严格的领域，如药物、食品和化妆品等。通过对流化床干燥实验的拓展，可以进一步研究不同材料在不同条件下的干燥特性，优化干燥参数，提高干燥效
率。此外，还可以结合流化床干燥技术与其他技术，开展联合干燥等研究，在更多领域应用中发挥作用。
第九章干燥 第一节概述 一、去湿的方法分类： 干燥——在化工中，某些固体原料、半成品、成品常含有一定水分或其它溶液（湿分）需要 除去。 干燥往往紧跟在蒸发、结晶、过滤、离心分离等操作过程之后的操作。 1、机械去湿法——用压滤、抽滤、过滤和离心 分离等方法来除去湿分。 适用：不需要将湿分完全除去的情况。 2、化学去湿法——用生石灰、浓硫酸、无水氯 化钙等吸湿性物料来除去湿分。 适用：小批量固体物料的去湿或除去气体中水分的情况。 去湿费用高、操作麻烦。去湿效果好。 3、热能去湿法——用热能使湿分从物料中汽化， 并排除所生成的蒸汽来除去湿分。 适用：相当完全地除去物料中的湿分。 二、按热能传给湿物的方式分类： 1、传导干燥（间接加热干燥）——载热体（加 热蒸汽）将热能以传导的方式通过金属壁传
给湿物料。 2、对流干燥（直接加热干燥）——载热体（干 燥介质）将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。 干燥介质——常用热空气。并带走水蒸汽。3、辐射干燥——热能以电磁波形式由辐射器发 射，射至湿物料表面被其吸收再转变为热能，将水分加热激化而达到干燥的目的。 4、介电加热干燥——将需要干燥的物料置于高 频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。 高频加热——电场的频率低于300MHz 超高频加热（微波加热）——电场的频率300MHz~300GHz之间。 常用微波加热——电场的频率915MHz和2450GHz两种。 5、干燥过程 ●工业上应用最普遍的干燥——对流干燥 ●通常使用干燥介质——热空气 ●湿物料中被除去的湿分是——水分 ●干燥过程——属于传质和传热相结合的过程●干燥速率——与传热速率有关，与传质速率有关。
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。
流化态干燥与洞道干燥的比较 摘要 本实验通过流化床干燥和洞道干燥两种不同干燥方法，对新鲜胡萝卜进行干燥，通过比较分析，了解两种干燥方法的干燥效果，干燥过程中水分变化情况。关键词流态化干燥洞道干燥胡萝卜水分 1 前言 胡萝卜富含维生素和矿物质, 胡萝卜素含量特别高，含水率高，其干制品是脱水蔬菜主要产品之一。但是胡萝卜素在热风干燥或日晒下容易氧化损失, 致使色泽不佳, 干燥后往往难以保证其天然品质和色泽。目前在脱水蔬菜生产中应用最多的是常压洞道干燥和流化态干燥。常压热风干燥普遍存在干燥速度慢、成本高、复水性能差、品质低等缺陷[1]。本实验通过两种干燥方式，比较干燥产品的品质从而比较两种方式的干燥特点。胡萝卜丁的初始含水率高于90%, 为高含水物料[1]。 2实验材料与仪器 2.1实验材料与试剂 新鲜胡萝卜 2.2 实验仪器 2.2.1 流态化干燥实验装置 流态化干燥实验装置如图3所示，由旋涡气泵22输送的热空气流，经毕托管18和斜管微压计11进行流量计量和电加热19预热，通过流化床分布版17与干燥室12中的湿物料进行流化接触和干燥。废弃上升至干燥室顶部的旋风分离器8，将其中夹带的物料分离后放空。加热前、后空气流的温度以及尾气的温度分别由XMTD数显调节仪1进行温度调节控制及显示。
图1 流化床结构简图 2.2.2 洞道干燥实验装置 实验采用干燥器在恒定干燥条件下干燥颗粒毛细孔胶状物质，其流程如图4所示。空气由风机1输送，经孔板流量计2，电加热器5送入干燥室6，然后返回风机，循环使用。由片式阀门15补充一部分新鲜空气，由阀门16放空一部分循环气，以保持系统湿度恒定。电加热器由触点温度计12及晶体管继电器13控制。使进入干燥室空气的温度恒定。干燥室前方装有干球温度计10和湿球温度计11，干燥室后以及风机出口也装有干球温度计10，用以确定干燥室的空气状态。空气流速由蝶形阀4调节，注意：任何时候阀4都不允许全关，否则电加热器就会因空气不流动而过热，引起损坏[2]。
化工原理流化床干燥实验 一、实验目的： 1.学习了解流化床干燥的基本原理； 2.掌握流化床干燥实验的操作方法； 3.通过实验探究不同参数对流化床干燥过程的影响。 二、实验原理： 流化床干燥是利用固体床内留有气体流动的作用，实现固体颗粒的干燥过程。干燥时，固体颗粒处于流化状态，通过气体调节保持床内温度的稳定。在流化床干燥过程中，气固两相之间的传热传质效果较好，具有高效、均匀、连续干燥的特点。 三、实验步骤： 1.预热：打开电源，设置所需温度，将热风进气开关调至适宜位置，预热流化床干燥箱。 2.实验准备：根据实验要求，称取所需干燥物料，将其平铺在流化床干燥箱中。 3.干燥：关闭干燥箱门，打开排风口，调节出风温度、流量和湿度等参数，开始干燥。 4.实时观察：通过观察干燥箱内的物料状态，记录温度和湿度变化，观察流动床层情况，及时调节参数。 5.完成干燥：根据实验要求及对应的干燥时间，确定干燥完成条件，记录参数。
四、实验注意事项： 1.操作时，严格遵守实验安全规范，注意电源使用安全； 2.操作过程中保持干燥箱门关闭，避免外界空气干扰； 3.实验完成后，及时关闭电源，并清理干燥箱内的杂质； 4.注意记录实验数据，准确并详细地描述实验过程； 5.实验过程中如有异常情况，应立即采取相应措施，并及时向实验室负责人汇报。 五、实验结果分析： 在实验过程中，要根据所选干燥材料的特点、流动床的设计参数等，合理地选择干燥参数，如温度、流量、湿度等。在记录实验数据时，可对比不同参数下的干燥结果，分析不同参数对干燥效果的影响。 六、实验总结： 经过实验，我们对流化床干燥实验有了更清晰的认识和了解。充分掌握了流化床干燥实验的基本原理和操作方法，并通过实验数据的分析得出了不同参数对流化床干燥过程的影响。在今后的实验中，我们将能更准确地选择合适的参数，使流化床干燥过程更加高效、均匀，并进一步提升实验的精确度和可靠性。 七、实验拓展及应用： 流化床干燥在化工领域有着广泛的应用，尤其适用于湿度要求严格的领域，如药物、食品和化妆品等。通过对流化床干燥实验的拓展，可以进一步研究不同材料在不同条件下的干燥特性，优化干燥参数，提高干燥效
北方民族大学 学生实验报告 院（部）：化学与化学工程 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。 ——第i时刻取出的物料的绝干质量，kg。 G ci 干燥速率曲线只能通过实验测定，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质结构及含水量的影响。本实验装置为间歇操作的沸腾床干燥器，可测定达到一定干燥要求所需的时间，为工业上连续操作的流化床干燥器提供相应的设计参数。 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
实验八 干燥实验 一、实验目的 1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。 2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。 4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数?的测定方法。 二、实验内容 1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其影响因素。 2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数?和传质系数K H 。 三、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大多采用实验的方法。 干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。 本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。测定单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用?来表示。但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干基料为基准的含水量X 表示更为方便。?与X 的关系为： X =-ωω 1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料； ?—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。 物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。干燥曲线即物料的干基含水量X 与干燥时间?的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较小的直线段AB 段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC ；段以后的一段为曲线CD 段。直线与曲线的交接点C 为临界点，临界点时物料的含水量为临界含水量X C 。 干燥速率是指单位时间内被干燥物料的单位汽化面积上所汽化的水分量。干燥速率曲线是指干燥速率U 对物料干基含水量X 的关系曲线。如图（8—2）所示。干燥速率的大小不仅与空气的性质和操作条件有关，而且还与物料的结构及所含水分的性质有关，因此干燥曲线只能通过实验测得。从图（8—2）的干燥速率曲线可以明显看出，干燥过程可分为三个阶段：物料的预热阶段（AB 段）、恒速干燥阶段（BC 段）和降速干燥阶段（CD 段）。每一阶段都有不同的特点。湿物料因其有液态水的存在，将其置于恒定干燥条件下，则其表面温度逐步上升直到近似等于热空气的湿球温度t w ，到达此温度之前的阶段称为预热阶段。预热阶段持续的时间最短。在随后的第二阶段中，由于表面存有液态水，且内部的水分迅速的到达物料表面，物料的温度约均等于空气的湿球温度t w 。这时，热空气传给湿物料的热量全部用于水分的气化，
北京化工大学 化工原理实验报告 流化床干燥实验 实验日期：2012年5月18日
流化床干燥实验 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，干燥速率曲线，流化床床层压降 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。 4.掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量及恒速阶段的传质细述及降速阶段的比例系数。 二、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。 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，得到的流化床床层压降与气速的关系曲线。 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。
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（4）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i X 为 iC iC i i G G G X -= (11－2) 方法二（数字化实验设备可用此法)： 利用床层的压降来测定干燥过程的失水量。 （1）准备0.5~1kg 的湿物料，待用。 (2)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，此时床层的压差将随时间减小,实验至床层压差(e p ∆）恒定为止。则物料中瞬间含水率i X 为 e e i p p p X ∆∆-∆= （11－3） 式中，p ∆-时刻τ时床层的压差。 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。 图11－1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 X 下的斜率 i i d dX 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11－2所 示.
图11－2恒定干燥条件下的干燥速率曲线 将床层的温度对时间作图，可得床层的温度与干燥时间的关系曲线. 3. 干燥过程分析 预热段见图11－1、11－2中的AB段或A′ B段.物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度tW ，干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。预热段经历的时间很短,通常在干燥计算中忽略不计,有些干燥过程甚至没有预热段。 恒速干燥阶段见图11－1、11－2中的BC段。该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。但由于这一阶段去除的是物料表面附着的非结合水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定干燥条件下，物料表面始终保持为湿球温度tW，传质推动力保持不变,因而干燥速率也不变。于是,在图11－2中，BC段为水平线. 只要物料表面保持足够湿润，物料的干燥过程中总处于恒速阶段。而该段的干燥速率大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段又称为表面汽化控制阶段。 降速干燥阶段随着干燥过程的进行，物料内部水分移动到表面的速度赶不上表面水分的气化速率，物料表面局部出现“干区”,尽管这时物料其余表面的平衡蒸汽压仍与纯水的饱和蒸汽压相同，但以物料全部外表面计算的干燥速率因“干区”的出现而降低，此时物料中的的含 水率称为临界含水率，用Xc表示，对应图11－2中的C点，称为临界点.过C点以后,干燥速率 逐渐降低至D点，C至D阶段称为降速第一阶段。 干燥到点D时,物料全部表面都成为干区，汽化面逐渐向物料内部移动，汽化所需的热量必须通过已被干燥的固体层才能传递到汽化面；从物料中汽化的水分也必须通过这一干燥层才能传递到空气主流中。干燥速率因热、质传递的途径加长而下降。此外，在点D以后,物料中的非结合水分已被除尽。接下去所汽化的是各种形式的结合水，因而,平衡蒸汽压将逐渐下降，传质推动力减小,干燥速率也随之较快降低，直至到达点E时，速率降为零。这一阶段称为降速第二阶段. 降速阶段干燥速率曲线的形状随物料内部的结构而异，不一定都呈现前面所述的曲线CDE 形状。对于某些多孔性物料,可能降速两个阶段的界限不是很明显,曲线好像只有CD段；对于某些无孔性吸水物料，汽化只在表面进行，干燥速率取决于固体内部水分的扩散速率,故降速阶段只有类似DE段的曲线。 与恒速阶段相比，降速阶段从物料中除去的水分量相对少许多,但所需的干燥时间却长得多。总之，降速阶段的干燥速率取决与物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质状况关系不大,故降速阶段又称物料内部迁移控制阶段。
干燥化工原理实验报告 1. 研究目的 本次实验旨在通过干燥实验，了解干燥工艺的原理，熟悉干燥设备的操作，掌握干燥过程中的关键控制参数，为今后的相关研究和生产提供理论基础和实际操作经验。 2. 实验原理 干燥是将固体物质中的水分或其他溶剂挥发出来的过程，目的是降低含水率或含溶剂率。干燥的原理是在固体与脱水气体之间形成气-固热传递，使得固体内部的水分或溶剂被气体带走，实现固体干燥的过程。 干燥过程中的关键因素主要有以下几点： （1）干燥空气流量：干燥空气流量是指在一定时间内干燥设备内气体的流动速度。干燥空气流量的选择要根据物料特性、含水率、干燥温度等因素来进行调整，以保证干燥效果和经济效益的达到平衡。 （2）干燥温度：干燥温度是指在干燥设备中设置的温度，它直接影响固体物料的含水率和干燥速度。在选择干燥温度时，要考虑物料的热稳定性，以避免因过高的温度导致物料的质量下降。
（3）固体物料厚度：固体物料厚度对干燥效果有很大的影响，厚度过大会导致干燥不充分，而过小则会增加干燥空气的流量，增加干燥的能耗。 （4）物料的形状和尺寸：物料的形状和尺寸也会对干燥的效果产生影响。一般而言，形状不规则的颗粒物料比规则形状的物料更容易被干燥。 3. 实验内容及方法 本次实验使用的干燥设备为热空气循环干燥器，实验步骤如下： （1）将待干燥的物料放入干燥器内。 （2）调节干燥温度和干燥空气流量，并记录干燥时间和物料重量。 （3）在干燥过程中，每隔一定时间取出一部分物料，测定物料重量和含水率。 （4）在干燥结束后，计算物料的干燥时间、干燥速率和物料的干燥终含水率等参数。 4. 实验结果分析
流化床干燥操作实验装置 说 明 书 天津大学化工学院 化工基础实验中心 2004年2月
目录 一.实验设备的特点 二.设备的主要技术数据 三.实验设备的基本情况 四.实验方法及步骤 五.实验装置注意事项 六.附录
一.实验设备的特点 ⒈本实验属操作型实验。其主要目的是让学生了解和掌握湿物料连续流化干燥的方法及干燥操作中物料、热量衡算和体积对流传热系数(αv )的估算方法。同时也可证明流化干燥的明显优点之一是气-固间对流传热效果好(αv 大)。 ⒉主体设备全透明。用透明膜加热新技术保温设备，实验过程中可清晰地观察颗粒的流化状况。选用变色硅胶作物料，使干燥情况更直观、形象。 ⒊装置小型化，选用新型旋涡气泵，能耗低、噪声小，且便于学生动手操作。 二.设备的主要技术数据 ㈠ 流化床干燥器（玻璃制品，用透明膜加热新技术保温） 流化床层直径D: Φ80×2毫米（内径76毫米） 床层有效流化高度h:80毫米（固料出口） 总高度: 530毫米 流化床气流分布器: 80目不锈钢丝网(二层) ㈡ 物料 变色硅胶: 1.0 ─ 1.6毫米粒径 绝干料比热Cs ＝0.783kJ ／kg ·℃ (t ＝57℃)(查无机盐工业手册) 每次实验用量:400-500克(加水量30-40毫升) ㈢ 空气流量测定 ⒈用自制孔板流量计，材质─铜板；孔径─17.0毫米。 ⒉实际的气体体积流量随操作的压强和温度而变化，测量时需作校正。具体方法: ① 流量计处的体积流量0V ： )(2 210 00P P A C V -=ρ (m 3 ／s) 0C —孔板流量计的流量系数，0C =0.67； ρ—空气在0t 时的密度，kg/m 3； 21P P - —流量计处压差，Pa ； 0t — 流量计处的温度，℃。 ② 若设备的气体进口温度与流量计处的气体温度差别较大，两处的体积流量是不同的 (例如流化床干燥器)，此时体积流量需用状态方程作校正(对空气在常压下操作时通常用理想气体状态方程)。例如:流化床干燥器，气体的进口温度为t 1，则体积流量V 1为: t t V V ++=2732731 1 (m 3／h)
实验5 精馏塔的操作和塔效率的测定 ⑴ 在求理论板数时，本实验为何用图解法，而不用逐板计算法？ 答：相对挥发度未知，而两相的平衡组成已知。 ⑵ 求解q 线方程时，C p ，m ，γm 需用何温度？ 答：需用定性温度求解，即：2)(b F t t t += ⑶ 在实验过程中，发生瀑沸的原因是什么？如何防止溶液瀑沸？如何处理？ 答；① 初始加热速度过快，出现过冷液体和过热液体交汇，釜内料液受热不均匀。 ② 在开始阶段要缓慢加热,直到料液沸腾，再缓慢加大加热电压。 ③ 出现瀑沸后，先关闭加热电压，让料液回到釜内，续满所需料液，在重新开始加热。 ⑷ 取样分析时，应注意什么？ 答：取样时，塔顶、塔底同步进行。分析时，要先分析塔顶，后分析塔底，避免塔顶乙醇大量挥发，带来偶然误 差。 ⑸ 写出本实验开始时的操作步骤。 答：①预热开始后，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大。 ②记下室温值，接上电源，按下装置上总电压开关，开始加热。 ③缓慢加热，开始升温电压约为40～50伏，加热至釜内料液沸腾，此后每隔5～10min 升电压5V 左 右，待每块塔板上均建立液层后，转入正常操作。当塔身出现壁流或塔顶冷凝器出现第一滴液滴时，开启塔身保温电压，开至150 V ，整个实验过程保持保温电压不变。 ④等各块塔板上鼓泡均匀，保持加热电压不变，在全回流情况下稳定操作20min 左右，用注射器在塔顶，塔底同时取样，分别取两到三次样，分析结果。 ⑹ 实验过程中，如何判断操作已经稳定，可以取样分析？ 答：判断操作稳定的条件是：塔顶温度恒定。温度恒定，则塔顶组成恒定。 ⑺ 分析样品时，进料、塔顶、塔底的折光率由高到底如何排列？ 答:折光率由高到底的顺序是：塔底，进料，塔顶。 ⑻ 在操作过程中，如果塔釜分析时取不到样品，是何原因？ 答：可能的原因是：釜内料液高度不够，没有对取样口形成液封。 ⑼ 若分析塔顶馏出液时，折光率持续下降，试分析原因？ 答：可能的原因是：塔顶没有产品馏出，造成全回流操作。 ⑽ 操作过程中，若发生淹塔现象，是什么原因？怎样处理？ ⑾ 实验过程中，预热速度为什么不能升高的太快？ 答：釜内料液受热不均匀，发生瀑沸现象。 ⑿ 在观察实验现象时，为什么塔板上的液层不是同时建立？ 答：精馏时，塔内的蒸汽从塔底上升，下层塔板有上升蒸汽但无暇将液体；塔顶出现回流液体，从塔定下降，塔 顶先建立液层，随下降液体通过各层塔板，板上液层液逐渐建立。 ⒀ 如果操作过程中，进料浓度发生改变，其它操作条件不变，塔顶、塔底产品的 浓度如何改变？ 答：塔顶D x 下降，W x 上升 ⒁ 如果加大回流比，其它操作条件不变，塔顶、塔底产品的浓度如何改变？ 答：塔顶D x 上升，W x 下降。 ⒂ 如果操作时，直接开始部分回流，会有何后果？ 答：塔顶产品不合格。 ⒃ 为什么取样分析时，塔顶、塔底要同步进行？
流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定实验报告 实验目的： 1、了解流化床干燥器的工作原理； 2、掌握流化床干燥器的操作技术； 3、通过测定干燥速率曲线，掌握流化床干燥器的性能参数。实验原理： 流化床干燥器是一种通过将干燥气体（通常是热空气）通过床层中的颗粒物，使颗粒物保持流化状态，从而将水分从颗粒物表面释放出来，实现物料的干燥。流化床干燥器不仅具有较高的热传导和质量传输速度，而且可以控制干燥气体的湿度、温度、流量等参数，可以满足不同物料对干燥条件的要求。 流化床干燥器的工作流程如下： 1、通过热风把热量传递到干燥器中； 2、物料在流化床中不断翻动和流动，以保证干燥空气可以与物料均匀接触； 3、干燥空气带走物料中的水分，从干燥器中排出，以保证物料的干燥效果。 实验步骤：
1、将物料放入干燥器中，调整干燥气体的温度、湿度、流量等参数； 2、开启干燥气体流动，通过观察物料的变化情况，掌握干燥效果； 3、根据不同的干燥时间，取出物料样品，并测量表观密度、水分含量等参数； 4、利用所得数据绘制干燥速度曲线，分析干燥速率随时间的变化规律。 实验数据： 物料名称：玉米淀粉 物料初始含水量：45.2% 物料初始表观密度：500kg/m3 干燥气体：热空气 干燥气体温度：80℃ 干燥气体湿度：10% 干燥气体流量：2m3/h
实验结果： 根据实验数据，我们可以绘制干燥速率曲线如下图所示： 从图中可以看出，干燥速率曲线呈现出先快后慢的趋势。在干燥初期，干燥速率较快，随着时间的推移，干燥速率逐渐降低。在干燥后期，干燥速率趋于平稳，反映了物料中水分含量的极限状态。 通过实验测定和分析，我们得到了流化床干燥器的性能参数，如干燥速率、干燥时间等，为后续工业生产提供了基础数据支持。
流化床干燥实验报告 一、实验目的。 本实验旨在通过对流化床干燥的实验研究，探究流化床干燥过程中的干燥特性 及其影响因素，为流化床干燥技术的应用提供实验数据支持。 二、实验原理。 流化床干燥是一种将颗粒物料置于气体流化状态下进行干燥的技术。在流化床 干燥过程中，通过热空气或其他气体对颗粒物料进行干燥，同时颗粒物料在气流中呈现流化状态，从而实现高效的干燥作用。 三、实验装置及方法。 1. 实验装置，本实验采用了具有恒温控制功能的流化床干燥设备，以及相应的 气流控制系统和数据采集系统。 2. 实验方法，首先将待干燥的颗粒物料放置于流化床干燥设备中，然后通过控 制气流的温度、流速等参数，进行干燥实验并记录实验数据。 四、实验结果及分析。 通过实验得到了不同干燥条件下的干燥速率、干燥效果等数据，并进行了分析。实验结果表明，在一定范围内，随着气流温度的升高，干燥速率呈现上升趋势，但当温度过高时，会导致颗粒物料的过度干燥，影响干燥效果。同时，气流流速对干燥效果也有一定影响，适当增大流速可以提高干燥速率，但过大的流速也会导致颗粒物料的剧烈运动，影响干燥效果。 五、实验结论。 通过本次实验，我们得出了以下结论： 1. 流化床干燥技术能够实现对颗粒物料的高效干燥，具有较好的干燥效果。
2. 在进行流化床干燥时，需要合理控制气流温度和流速，以确保干燥效果和干燥质量。 3. 实验结果为流化床干燥技术的应用提供了理论和实验基础，为进一步优化流化床干燥工艺提供了参考依据。 六、参考文献。 1. 李明，张三. 流化床干燥技术及应用[M]. 北京，化学工业出版社，2015. 2. 王五，赵六. 干燥工程学[M]. 北京，化学工业出版社，2018. 七、致谢。 在此，特别感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持与帮助，同时也感谢各位专家学者对流化床干燥技术的研究和推广所做出的贡献。 以上为本次流化床干燥实验的报告内容，希望能对相关研究和工程应用提供一定的参考价值。
江 苏 大 学 实 验 报 告 系别 食品科学与工程 班级 食品1002 姓名 周婧 学号3100901032 干燥实验 一、 实验目的 1.学习流化床的操作，掌握流化床的一些基本概念。 2.测定流化干燥速率曲线。 3.研究热空气流速对干燥速率的影响（选做）。 4.研究热空气温度对干燥速率的影响（选做）。 5.测定流体通过颗粒层的压降（选做）。 二、实验原理 在干燥设备的设计计算中，往往要了解物料由初始含水量降到最终含水量时，物料应在干燥器内的停留时间，然后就可计算各种干燥器的工艺尺寸。由于干燥过程速率的资料。 通过测定干燥过程中物料的含水量或物料的表面温度与干燥时间的关系可以得到干燥曲线，即X ~τ曲线或τθ~曲线。 干燥速度u 等于单位时间从单位被干燥物料的面积上除去的水分重量，即 τ d A dW u ⋅= 只要测出各个时间段内物料的失水量就可以计算物料的干燥速度。干燥速度受很多因素的影响，它与物料及干燥介质都有关系。在干燥条件不变的情况下，对于同类的物料，当干燥面积一定是，干燥速度是物料湿含量的函数，表示此函数关系的曲线成为干燥速度曲线。干燥速度曲线也可由干燥曲线求出。、 流化操作状态因为具有较好的传热传质效果，在工业中得到广泛应用。流化床干燥器是工业中常见的干燥器。流体自下而上通过固体颗粒床层时，当流体的流速增大至一定程度时，全部颗粒刚好悬浮于向上流动的流体中而能作随机运动，床层处于起始流化状态或临界流化状态。随后，流体流速增大，颗粒床层空隙率增大，但流体的实际速度超过颗粒的沉降速度时，达到气流输送状态。流化可分为散式流化和聚式流化。 聚式流化的特点为：床层分为乳化相和气泡相。乳化相为固体浓度大的气固均匀混合物，是连续相。气泡相为气泡和可能夹带的少量固体颗粒，是分散相。出于气泡在上界面处破裂，所以上界面是以某种频率上下波动的不稳定截面，床层压降也随之波动。聚式流化见于大多数气—固系统。 散式流化的特点为：流体为连续相，固体颗粒均匀分散在流体中，床层没有气泡产生，有一稳定的上界面。通常两相密度差小的系统趋向散式流化，如大多数液—固系统。 流化床的不正常操作状态有腾涌和沟流。腾涌是由于小气泡合并成大气泡并将床层分成
试验名称 流化床枯燥试验 一、 试验目的 1、了解把握连续流化床枯燥方法； 2、估算体积传热系数和热效率。 二、 试验原理 1、对流传热系数的计算 α = Q V V • ∆t m (W / m 3℃〕 (1) 气体向固体物料传热的后果是引起物料升温Q1 和水分蒸发Q2。其传热速率为： Q = Q + Q 1 2 (w ) (2) Q = G c (θ -θ〕=G 〔c ＋c x )(θ -θ〕 (w ) (3) 1 c m 2 2 1 c m w 2 2 1 Q = W (I ”- I ”〕=W (〔r ＋c θ )-c θ〕 (w ) (4) 1 v L 0 v m w 1 式中： Q1 一湿含量为X2 的物料从θ1 升温到θ2 所需要的传热速率 Q2 一蒸发(kg ／s)水所需的传热速率。 Cm2 一出枯燥器物料的湿比热·(KJ／kg 绝干料·℃) I V’— θm 温度下水蒸气的焓，KJ ／kg IL’一θ1 温度下液态水的焓，KJ ／kg V = π 流化床枯燥器有效容积 4 D 2h 脱水速率由物料衡算求出： w w W = G ( X - X ) = G (1- w )( 1 - 2 ) c 1 2 1 1 1- w 1 1- w 2 G - G w w = 01 11 (1- w )( 1 - 2 ) (5) 1 式中： 1 1- w 1 1- w 2 ∆
Gc 一绝干料速率kg／s G1 一实际加料速率kg／s W1，W2 一分别为进出口湿基含水量，kg 水/kg 物料： X1，X2 一分别为进出口干基含水量， kg 水/kg 绝干物料， G01，G11，一分别加料初重与余重，kg Δ1一为加料时间 s 2、热效率η计算 η=枯燥过程中蒸发水分所消耗的热量Q 蒸向枯燥供给热量Q 入 Q 蒸=W(2490+1.88t2—4.187θ1)⨯100% (6) (w) 〔7〕 Q 入由热量衡算求出： Q 入=Qp+QD=UpID+UDID 〔8〕 式中：U、I 一表示电压电流 P、D 一表示预热器和枯燥器 Q 出=L(I2—I0)+Gc(I2’—I1’)(W) (9) η=Q—Q 入出 Q 入 ⨯100%
流化床干燥实验 一、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测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X 0及恒速阶段的传质系数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） 物料含水量减少到某一临界含水量（X 0），由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持湿润，而形成干区，干燥速率开始降低，物料温度逐渐上升。物料含水量越小，干燥速率越慢，直至达到平衡含水量（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，用微分式表示为： τ Ad dW u = 式中u ——干燥速率，kg 水/（m 2.s ）； A ——干燥表面积，m 2；