实验四 流化床干燥器干燥曲线的测定

流化干燥操作和干燥速度曲线的测定一、实验目的（1）掌握测定物料干燥速度曲线的工程意义；（2）熟悉流化干燥设备的流程、工作原理及特点；（3）了解影响干燥速度曲线的因素。

二、基本原理干燥过程是通过某种方式将热量传给含水物料，使含水物料中的水分蒸发分离的过程。

这一过程同时伴有传热和传质，比较复杂。

目前仍主要依赖于实验来解决干燥操作中的问题。

为了确定湿物料的干燥条件，例如已知干燥要求（即被干燥物料的最终湿含量），当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间；或干燥时间一定时，确定所需的干燥面积，必须掌握湿物料的干燥特性即干燥速度曲线。

物料的含水量，可以用相对于物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量、用符号w来表示。

但在干燥过程中，物料总量是随着水分的减少而不断减少，所以采用以绝对干物料量为基准的水分含量C表示更为方便。

在w和C之间有如下关系：C = w /（ 1 - w ）W = C /（ 1 + C ）1．干燥过程若将非常湿的物料置于一定的干燥条件下，例如在有一定湿度、温度和风速的大量热空气气流中，测定被干燥物料的湿含量和温度随时间的变化，可发现干燥过程分为如下三个阶段：（1）物料预热阶段；（2）恒速干燥阶段；（3）降速干燥阶段。

非常潮湿的物料因其表面有液态水存在，当它置于恒定条件的大量热空气气流中时，其温度逐渐升至热风的湿球温度，在达到湿球温度之前的阶段称为预热阶段。

在随后的第二阶段中，由于物料表面存有液态水，物料温度约等于空气的湿球温度，传入的热量只用于汽化物料表面水分。

此阶段中，物料的干基含水率C随时间线性地减少，因此其干燥速率不变，为恒速干燥阶段。

当物料表面已无液态水存在时，便进入第三阶段。

此时，传入的热量使湿物料的温度从湿球温度开始上升，物料温度的上升提高了其毛细孔中水份的汽化分压，但水份由物料内部扩散至表面后的蒸发慢于物料表面水份的蒸发，因此干燥速率很快降低，此为降速干燥阶段。

2．影响气流干燥过程的主要因素（1）气流条件 1） 气流的温度； 2） 气流的湿度；3） 气流的流速。

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mf2、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）。

干燥过程分为以下三个阶段：（1）物料预热阶段（AB 段）：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湿球温度，传入热量只用来蒸发物料表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且最大。

附：
流化干燥曲线数据处理
1、由数据原始记录整理于下：
表1 数据记录
（其中w1，△P1为开度增大时的空气流速和床层压降，w2，△P2为开度减小时的空气流速和床层压降）
2绘制被干燥物料的床层压降与空气流速的关系曲线。

（下图用双对数坐标表示）
分析：当气速较小时，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，斜率约为1（在双对数坐标系中）。

当气速逐渐增加，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，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，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，相应流速被称为带出速度。

在流化状态下降低气速，固体颗粒开始静止并相互接触而成固定床状态，由于床层系吹松后均匀落下，所以比原固定床有较大孔隙率。

曲线将无法按BA继续变化，而使沿CA变化。

C点处的流速被称为临界流化速度（u
）。

min。

实验四 干燥速率曲线与干燥速率曲线测定一、实验目的1. 测定在恒定干燥条件下，物料的干燥曲线与干燥速率曲线。

2. 用湿球法测定空气的湿度。

3. 测定恒速干燥阶段的传质系数K H 和传热系数a 。

4. 了解影响干燥速率曲线的主要因素。

二、 实验原理1. 恒定干燥条件——干燥过程中湿空气的温度、湿度、流速及物料接触方式均保持不变。

2. 干燥速率U=﹣τd dX A Gc ，kg/(m2·s)−−−→−差分代微分 U=﹣τ∆∆X A Gc Gc ——绝干物料质量，kg ； A ——物料干燥表面积，m2 。

以干燥时间τ对物料干基含水率X 作图，可得干燥曲线，如图a 所示。

以物料干基含水率X 对干燥速率U 作图，可得干燥速率曲线，如图b 所示。

1.传质系数和传热系数a 的确定在恒定干燥条件下，当干燥处于恒速阶段时，干燥速率可用湿度差或温度差作为推动力表示为： U=KH （HW ﹣H ） U=a(t ﹣tW)2.湿球温度湿球温度是湿空气与湿纱布之间传热和传质达到稳态时湿纱布的温度，其关联式可由上述传热方程和传质方程推出：tW=t ﹣a R K wH （Hw ﹣H)当空气速度为3.8~10.2 m/s 范围时，a/KH ≈0.96~1.005三、实验装置1、实验装置为对流箱式干燥器。

装置结构及流程图可参见实验仿真系统干燥实验界面图。

2、本装置采用电子天平和数码显示仪表。

四、实验方法1. 首先熟悉实验原理和实验装置结构及流程。

2. 本实验物料为砖片，规格如下：Gc=100g 尺寸为100mm*40mm*8mm3. 正确操作顺序：（1）启动风机，用风量调节阀调节流量；（2）调节温控器至合适温度后，接通加热器；（3）当达到恒定温度（继电器的红绿指示灯交替亮灭）后，将物料装入干燥室内，关上干燥室门，同时尽快按动计时器按钮，此时，可按动按钮，调入原始数据记录表格；（4）按动按钮可计入当前一组原始数据，在物料含水率范围内分为15~25个数据点；（5）按动按钮，进入数据处理环境界面，可以查看数据处理结果表格，并可按动按钮，选择或按钮，查看曲线图及其回归方程式；（6）如认为数据点分布不合适，可按动返回实验环境，按动按钮后重新做实验。

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。

实验四 干燥速率曲线的测定实验一、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X 0；4．掌握有关测量和控制仪器的使用方法。

二、基本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 ττ∆∆≈=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 。

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。

1.量，τ 2. （1（2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iCG 。

则物料中瞬间含水率iCiCi 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。

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iX 下的斜率iid dX ，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3. 干燥过程分析预热段见图11－1的AB 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。

恒速干燥阶段见图11－1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。

干燥实验一、干燥速率曲线的测定（一）实验目的1、熟悉常压式干燥器的构造与操作方法；2、测定物体在恒定干燥条件下的干燥速率曲线。

（二）实验原理1．干燥速度U 等于每秒钟从每单位被干燥物料的面积上除去水份的质量，即：τAd dW U = 式中：dW —从被干燥物料中除去的水份质量，kgA —干燥面积，m 2τ—干燥时间，s而因dW =—GcdX （负号表示物料含水量随干燥时间的增加而减少）)(τττ∆∆=-==X A G Ad dX G Ad dW U c c G c —湿物料中绝对干料的质量，kgX —湿物料含水量，kg 水/kg 干料2．影响干燥的因素很多，它与物料及干燥介质（空气）的情况都有关系，在干燥条件不变（即空气的温度、湿度及速度恒定）时，对于同类物料，当厚度和形状一定时，u 是物料湿含量X 的函数。

U=f(X)表示此函数的曲线，称为干燥速率曲线。

（三）设备和流程如图4-25，空气由风机输送，经孔板流量计，电加热器流入干燥室，然后入风机，循环使用，电加热器由晶体管继电器控制，使空气温度恒定，干燥室前方，装有干湿球温度计，干燥室后也装有温度计，用以测量干燥室内的空气状况，风机出口端的温度计用于测量流经孔板时的空气温度，这温度是计算流量的一个参数。

空气流量由阀4（蝶形阀）调节，任何时候此阀都不允许全关，否则电加热器就会因空气不流动而过热，引起损坏。

如果全开了两个片式阀门（14）则除外，风机进口端的片式阀门用以控制系统所吸入的生气量，而出端的片式阀则用于调节系统向外界排出的废气量。

如试样数量较多，可适当打开这两个阀门，使系统内空气温度恒定，若试样数量不多，也可以不开启。

（四）实验步骤1、事行将试样放在电热干燥箱内，用90℃左右的温度烘约2小时，冷却后称量，得出试样绝干质量（G c ）。

2、实验前将试样加水，稍侯片刻，让水分均匀扩散至整个试样，然后称取湿试样质量。

3、检查天平是否灵活，并配平衡，往湿球温度计加水，通电启动风机，调节阀门至预定风速值，开加热器，调节温度至预定值，待温度稳定后，才开干燥室门将湿试样放入。

流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定一.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。

二. 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。

图1 热空气与物料间的传热与传质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。

2.1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。

2.2干燥曲线和干燥速率曲线的关系含水率X ：单位干物料G c 中所带的水分量W定义： X= －cG 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。

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 = －τAd dW(kg 水／m ２．s) (2)图2：干燥曲线图(二). 单位干物料在单位时间内所汽化的水量 即：N A ＇= －τd G dWc (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 dX (4)所以， N A ＇= －τd G dW c = －τd X d (5)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。

序35号：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37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△τU------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，kg2.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，kgGc`------绝干物料量，kg3.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 twα= 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/kg4.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，℃。

北京化工大学学生实验报告院（部）：化学工程学院姓名：学号：专业：化工班级：同组人员：课程名称：化工原理实验实验名称：干燥实验实验日期： 2014-5-15 批阅日期：成绩：教师签名：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。

若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。

一、实验目的
1. 掌握测定物料干燥速率曲线的方法，并了解其实际 2. 熟悉实验室干燥设备的流程、工作原理及操作方法。 3. 4．了解和观察流化床的基本结构和流化状态
二、实验原理
干燥是化工生产中一种重要的单元操作，它是利用热
量将产品中的湿分（通常情况下指水分，以下如无特 别说明，均指水分）去掉的一种方法。
五、实验数据处理
时间 min 称量瓶 湿样总 干样总 样品湿 样品干 水重 空重（g）重（g） 量（g） 重（g） 重（g） （g） Xt(%)
六、思考题
1. 在70～80℃的空气流中经过相当长的时间的干燥，
可否得到绝对干料？ 2. 测定干燥速率曲线有何意义？ 3. 某些物料在热空气流中干燥，希望热气流的相对湿 度要小，而有一些物料则要在相对湿度较大的热气流 中干燥，这是为什么？ 4. 为什么在实验操作时要先开鼓风机送气，而后再 通电加热？
物料的湿含量即含水量，一般用相对物料总量的水分
含量来表示。常用的有以湿物料为基准的水分含量和 以干物料为基准的水分含量，即湿基含水量和干基含 水量，分别用符号w和X来表示。 湿基含水量w = （湿物料中水分的质量÷湿物料的总 质量）×100％ 干基含水量X ＝（湿物料中水分的质量÷湿物料中绝 干料的质量）×100％
在实际生产中要确定湿物料的干燥条件，例如已知干
燥要求，当干燥面积一定时，确定所需的干燥时间； 或干燥时间一定时，确定干燥所需的面积，就必须掌
干燥过程不仅涉及气-固两相间的传热和传质，还涉及
到水分以气态或液态的形式自物料内部向表面传递的 机理。由于含水性质和粒度的差异，不同物料的水分 传递速率差别很大。因此，干燥速率受物料形状、物 料的含水量、含水性质、热介质性质和干燥设备等各 种因素的影响，目前还无法用理论方法来计算（除了 完全不吸水的物质外），而大多数情况下只能用实验 测定的方法。 在实验室测定干燥曲线和干燥速率曲线时，需要在恒 定的干燥条件下进行。因此，若以空气作为加热介质， 其进、出干燥器的状态，如温度、湿度、气速以及空 气的流动方式均应不变，即必须采用大量的空气来干 燥少量的物料。本实验以含水硅胶为被干燥物，测定 单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到被干燥物 料的质量恒定为止

流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定实验报告(一)流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线实验报告实验目的学习流化床干燥器的操作方法，并掌握干燥速率曲线的测定方法以及对其进行分析和解释。

实验原理流化床干燥器是一种广泛应用的干燥设备，其特点是在干燥过程中物料通过气流的作用在床内进行沸腾、流化和扩散。

通过调节干燥空气的温度、速度和湿度，可以实现不同程度的物料干燥。

在干燥过程中，可以通过测定干燥速率曲线来掌握物料干燥的情况，以便对干燥过程进行优化和调整。

实验步骤1.将物料均匀分散在流化床干燥器内，注意控制物料层的厚度和均匀性。

2.设置干燥空气的温度、速度和湿度，并将干燥空气通过风机送入流化床干燥器中。

3.测定进料口和出料口的温度、湿度等参数，记录下来。

4.借助平台上的程序，记录下干燥过程中物料的质量变化，同时记录下时间，计算出干燥速率。

5.根据测定数据绘制干燥速率曲线，并进行分析和解释。

实验结果经过实验测定，我们得到了物料在流化床干燥器中的干燥速率曲线，根据曲线的变化可以了解到物料在不同时间内的干燥情况，进而进行对干燥条件的优化和调整。

同时，我们还发现，较高的干燥空气温度和速度会导致物料表面过度干燥而形成外殻，从而影响干燥速率。

实验结论流化床干燥器是一种高效、节能的干燥设备，通过调节干燥空气的温度、速度和湿度，可以实现不同程度的物料干燥。

通过测定干燥速率曲线，可以掌握物料干燥的情况，以便对干燥过程进行优化和调整。

在实际应用中需要注意控制干燥条件，避免过度干燥和对物料的损害。

实验适用范围本实验适用于化工、制药、食品等行业，对流化床干燥器进行操作、干燥速率曲线的测定和分析。

可以帮助生产管理人员掌握产品干燥的情况，及时调整干燥条件，以提高产品质量和生产效率。

实验心得流化床干燥器是广泛应用于各行业的干燥设备，本次实验让我深入了解其操作方法和测定干燥速率曲线的技术。

通过实验，我了解到了干燥过程中空气温度、速度和湿度对干燥速率的影响，更加深刻地认识到干燥条件的控制对于产品质量的重要性。

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 wc wm m m w +=kg (水) / kg (湿物料) (1)以干基表示的湿物料含水量为 cwm 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： WWw +=1 (3)wwW -=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。

Wkg (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。

流化床干燥器干燥曲线的测定 一、实验内容1、 在流化床干燥器中，实验测定固体湿物料的干燥曲线和干燥速度曲线；2、 实验测定干燥过程的临界点和临界湿含量 二、实验基本参数1、 实验设备参数流化床干燥器的床层内径m d t 1.0= 静床层高度 m H m 13.0=空气孔板流量计的孔径：m d 018.00= 空气孔板流量计的管内径 m d 026.01= 空气孔板流量计的孔流系数64.00=c 2、 固体物料参数固体颗粒的种类：硅胶 固体颗粒的粒径：dp=0.001~0.002m 湿分的种类：水湿物料起始湿含量W(t=0)待测 3、 干燥介质的参数操作压力：a P P 51001325.1⨯= 干球温度:0T = ℃ 湿球温度: 0,W T = ℃湿度:0H = kg(水)/kg(干空气) 相对湿度:ф= 三、实验数据 实验条件空气流量计读数:O mmH R 20185= 空气流量（室温）：=0,S V s m /3空气入塔温度：351=T ℃ 空气的空塔速度：=0u m/s 流化床流化高度：mm H f 80= 流化床的膨胀比：R=4表1 实验数据记录表四、实验数据处理1、由实验测出物料的湿含量W与干燥时间T的实验数据表2 W与T关系的实验数据计算公式：（1）干燥时间t----实验测定（2）物料湿含量W=Mw/Mc kg（水）/kg（绝干料）2、在坐标纸上，以物料的湿含量W为纵坐标，时间t为横坐标，标绘表2所列数据，得出干燥曲线如下：曲线拟合：22110t x t x e A e A y y ++=拟合值：y0=-0.0172 A1=0.10406 t1=12.02099 A2=0.02047 t2=12655.11 3 计算物料湿含量W 与干燥速度Na 数据表注：物料湿含量W 的单位：kg(水)/kg(绝干料)；区间湿含量平均值W 的单位：kg(水)/kg(绝干料)；区间湿含量变化值－ΔW 的单位：kg(水)/kg(绝干料)；干燥速度Na 的单位：kg(水)/kg(绝干料).h计算公式：（1）物料湿含量W ―――选取值 （2）21i i W W W +=+（3）()i i W W W--=∆-+1 （4）i i t t t -=∆+1 （5）60⨯∆∆-=tWN a 4、绘出干燥速度Na 与物料区间湿含量平均值W 的关系曲线此干燥速率曲线没有出现临界湿含量，没有达到恒速干燥阶段。

实验四 干燥操作及‎干燥速率曲‎线的测定一、实验目的 1. 了解厢式循‎环干燥器的‎基本流程、工作原理和‎操作方法。

2. 掌握物料干‎燥曲线的测‎定方法。

3. 测定湿物料‎的临界含水‎量X C 。

二、基本原理干燥曲线即‎物料的自由‎含水量X 与‎干燥时间τ‎的关系曲线‎，它反映了物‎料在干燥过‎程中，自由含水量‎随干燥时间‎变化的关系‎。

物料干燥曲‎线的具体形‎状因物料性‎质及干燥条‎件而有所不‎同，其基本变化‎趋势如图1‎(a)所示。

干燥曲线中‎B C 段为直‎线，随后的一段‎C D 为曲线‎，直线和曲线‎的交接点为‎ 2. 干燥速率曲‎线 干燥速率曲‎线是干燥速‎率NA 与物‎料的自由含‎水量Xc 的‎关系曲线。

因为干燥速‎率不仅取决‎于空气的性‎质和操作条‎件，而且还与物‎料的结构及‎所含水份的‎性质有关，所以干燥速‎率曲线只能‎通过实验测‎得。

干燥速率由‎恒速阶段转‎为降速阶段‎时的含水量‎称为临界含‎水量，用Xc 表示‎。

此点称临界‎点。

干燥速率是‎指单位时间‎内从被干燥‎物料的单位‎汽化面积上‎所汽化的水‎分量，用微分式表‎示，即为：τAd dWN A =（1） 式中N A ：干燥速率, kg/m 2 ‎s ； A ：被干燥物料‎的汽化面积‎, m 2； d ：干燥进行时‎间, s ；dW ：在dτ时间‎内从被干燥‎物料中汽化‎的水份量, kg 。

实验可按下‎式作近似计‎算τ∆∆=A WN A （2） 式中：τ：干燥进行时‎间, s ； dW ：在τ时间内‎从被干燥物‎料中汽化的‎水份量, kg 。

从（2）式可以看出‎，干燥速率N ‎A 为Δ区间‎内的平均干‎燥速率，故其所对应‎的物料含水‎量X 为某一‎干燥速率下‎的物料平均‎含水量X 平‎。

（3）式中：X 平：某一干燥速‎率下，湿物料的平‎均含水量，kg 水/kg 绝干物‎料； G i , G i+1：分别为Δτ‎时间间隔内‎开始和终了‎时湿物料的‎量, kg ； G C ：湿物料中绝‎干物料的量‎, kg 。

实验七流化干燥速度曲线测定一、实验目的1．了解流化干燥器的使用方法；2．了解影响干燥速率的因素；3．绘制流化干燥速率曲线，加深对流化干燥原理的理解。

二、实验原理流化床对流干燥中，是利用湿物料在流化状态下与热气流进行传热与传质而达到干燥的目的。

在流化状态下物料颗粒在热气流中上下翻腾，热量由气体传递给湿物料，并由湿物料表面向内部传递，这是一个传热过程；由于受热，湿物料表面的湿分即行汽化，从而造成物料表面与内部之间湿份浓度差，于是湿份就从物料内部向表面扩散，并通过表面的气膜向气流主体扩散，这是个传质过程。

三、实验装置及流程1.除尘器(袋滤器)2.干燥塔塔体3.加水器4.气体转子流量计5.流量调节阀6.电加热器7.温度计8.取样器；9.压差计四、实验步骤1．先打开流量计旁路阀，再接通气源。

逐步关闭旁路阀，使气体流量控制在10-12M3/h，使干燥塔中颗粒物料处于良好的流化状态。

2．向加水器中加入适量的水，调节加水器下部铜旋塞勿使注入干燥塔的水流速度过大，加水时应使取样器保持拉出位置，同时塔内处于流化状态。

3．开启加热电源，对空气进行加热。

待温度稳定后，方可进行正常实验操作。

4．温控仪表为智能型精密仪器，非专业人员切记不要触摸表键。

5．在气体流量和温度维持一定的条件下，每隔一定时间记录床层温度，并取样分析固体物料的含水量。

（固体物料取样时只要把取样器推入，随即拉出即可）。

6．实验进行直到物料温度大于61℃，硅胶变蓝即可停止。

7．切断加热电源，气泵继续工作，待空气进口温度下降至50℃以下，停止送风。

8．当塔中需要补充硅胶物料时，卸下袋滤器后加入即可。

9．当更换硅胶物料时，用吸尘器的皮管伸入塔内即可全部吸出。

五、实验记录备注：每隔10分钟测试一个数据，取样物料在105℃下烘干后称重。