化工原理实验报告流化床干燥.docx

上传人:b****8 文档编号:28073876 上传时间:2023-07-08 格式:DOCX 页数:12 大小:98.83KB
下载 相关 举报
化工原理实验报告流化床干燥.docx_第1页
第1页 / 共12页
化工原理实验报告流化床干燥.docx_第2页
第2页 / 共12页
化工原理实验报告流化床干燥.docx_第3页
第3页 / 共12页
化工原理实验报告流化床干燥.docx_第4页
第4页 / 共12页
化工原理实验报告流化床干燥.docx_第5页
第5页 / 共12页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

化工原理实验报告流化床干燥.docx

《化工原理实验报告流化床干燥.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理实验报告流化床干燥.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

化工原理实验报告流化床干燥.docx

化工原理实验报告流化床干燥

北京化工大学

化工原理实验报告

实验名称:

流化床干燥

班级:

化实1101

学号:

2011011499

姓名:

张肠

同组人:

黄凤磊、陈文汉、杨波

实验日期:

2014.04.24

 

一、报告摘要

摘要:

本实验利用流化床干燥器对物料干燥速率曲线进行测定。

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。

以此来测定干燥速率。

利用物料的干湿重量变化讣算物料的各种含水量。

二、实验目的及任务

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X。

及恒速阶段的传质系数匕及降速阶段的比例系数K*。

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。

床层压降kPa

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通过,压降与流速成正比,斜率约为1(在双对数坐标中)。

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。

当气速增大到某一值后(D点),床层压降将减少,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走速度。

在流化状态下降低气速,压降与气速的关系曲线将沿图中的DC线返回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。

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,可以通过测定床层圧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,可得物料含水量与时间的关系曲线及物料温度与时间的关系曲线。

物料含水量与时间曲线的斜率即为干燥速度。

将干燥速率对物料含水量作图,即为干燥速率曲线。

干燥过程可分为三个阶段。

时间/T

^4-16物料含水量.物斜温度与时间的关系

1

1

1lc

1

1

1

/

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

X*

|Xo

1

1

物科含水星X/kg水・kQ绝干物科

A

比物料预热阶段(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。

b・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。

c・降速干燥阶段(CDE段)

物料含水量减少到某一临界含水量,山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。

物料含水量越少,干燥速率越慢,直至达到平衡含水量而终止。

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

dW

u=

Adr

式中u——干燥速率,Kg水/(川・小

A干燥表面积,nr;dr——相应的干燥时间,s;

dW——汽化的水分量,Ka;

图中横坐标对应于某干燥速率下的物料平均含水量。

壬一X’+X田

2

式中X——某一干燥速率下湿物料的平均含水量;取样、放尽和测温。

床身顶部气固分离段设有加料口和测压口,分别用于物料加料和测压。

空气加热装置山加热器和控制器组成,加热器为不锈钢盘管式加热器,加热管外壁设有lmni铠装热电偶,其与人工智能仪表、固态继电器等,实现空气介质的温度控制。

空气加热装置底部设有测量空气干球温度和湿球温度的接口,以测定空气的干、湿球温度。

本装置空气流量采用孔板流量计计量。

本装置的旋风分离器,可除去干燥物料的粉尘。

5.实验操作

1•流化床实验

A.加入固体物料至玻璃段底部。

B.调节空气流量,测定不同空气流量下的床层压降。

2•干燥实验

A.实验开始前

a.将电子天平开启,并处于待用状态。

b.准备一定量的干燥物料,取0.5Kg左右放入热水(60〜70"C沖泡20〜30min,取出,并用干毛巾吸干表面水分,待用。

C•湿球温度计水筒中补水,但液面不得超过警示值。

B.床身预热阶段

a.启动风机和预热器,将空气控制在某一流量下(孔板流量计的压差为一定值,3KPa左右),控制加热器表面温度(80〜10(TC)或空气温度(50〜7(TC)稳定,打开进料口,将待干燥的物料徐徐倒入,关闭进料口。

C•测定干燥速率曲线

a.取样,用取样管(推入或拉出)取样,隔2〜3分钟一次,取出的样品放入小器皿中,并记上编号和取样时间,待分析用。

共做8〜10组数据,做完后,关闭加热器和风机的电源。

b.记录数据,在每次取样的同时,要记录床层温度、空气干球、湿球温度、流量和床层压降等。

3•结果分析

将每次取出的样品,在电子天平上称量9〜10g,放入烘箱内干燥,烘箱温度设定为120°C,50min后取出,在电子天平上称取其质量,此质量可视为样品的绝干物料质量。

4•注意事项

A・取样时,取样管推拉要快,管槽口要用布覆盖,以免物料喷出。

B・湿球温度计补水筒液面不得超过警示值。

C.电子天平要按使用说明操作。

六、实验数据处理

1、干燥实验

组别

时间/min

孔仮圧降/kPa床身圧降/kPa

床身温度/匸

进口温度e

出口温度e

1

3

3.91

0.51

36.8

60

31.2

12

9

6

3.93

0.46

43

60

42.9

14.3

3

9

3.92

0.45

50.S

60

47.9

14.6

4

12

3.92

0.46

52.9

60

50.1

13.6

5

15

3.88

0.43

51.3

60

51.5

17.8

6

IS

3.89

0.46

55.3

60

53

16.2

i

21

3.88

0.4

56.3

60

53.9

17.6

S

24

3.89

0.38

56.9

60

54.S

17.1

9

27

3.9

0.37

57.4

60

55.3

19.7

10

30

3.9

0.35

57.8

60

55.S

11.4

11

33

3.87

0.35

58.1

60

56.3

14.7

12

36

3.88

0.32

58.5

60

56.5

16.9

干堕/g

盘葩々

G«/g

0€/g

Xkg水/kg绝干物料

Xy场

汽化的水分鲍

千燥速率

11.2

13

S.6

3.4

2.6

0.30S

0.279

0.05S

7.5SE-02

7.S

6.5

5.2

0.250

0.231

0.037

3.2SE-O2

13.6

S.9

5.7

1.7

0.213

0.190

0.016

1.64E-02

12.S

8

5.6

4.S

0.167

0.146

0.012

1.16E-01

16.8

S.8

9

S

0.125

0.120

0.010

5.75E-03

15.5

9.4

6.S

6.1

0.115

0.110

0.009

5.20E-02

16.9

10.3

7.3

6.6

0.106

0.095

0.023

2.95E-02

16.6

10.6

6.5

6

0.0S3

0.06S

0.031

1.74E-O1

19.2

9.7

10

9.5

0.053

0.061

■0.016

1.1SE-01

11.2

S.3

3.1

2.9

0.069

0.057

0.021

2.77E-O2

14.4

7.8

6.9

6.6

0.045

0.037

0.016

5.94E-O2

16.7

9.9

7

6.S

0.029

以笫二组实验为例:

mft=14.3-7.8=6.5g

m=m2-m盘=13-7.8=5.2g

H2=(mm干)/m干=(6.5-5.2)/5.2=0.25汽化的水分量W=H2-H3=0.25-0.213=0.037

U2=(W2-W3)*(-1000)/(l.5*180)

二(0・037-0.046)*(-1000)7(1.5*180)

=0.033/(kg水・m"・s'1)

含水量-床身温度-时间关系曲线

0.350

0.300

0.250

0.200

0.150

0.100

0.050

0.000

干燥速率-含水量关系曲线

2.流化床实验

流化床曲线实验数据

孔板压降/Kpa

流量G/(m3/h)

床层丿E降/Kpa流速u/(m/s)

1

0.3

13.68

0.24

0.484

2

0.39

15.76

0.3

0.558

3

0.49

17.82

0.36

0.631

4

0.66

20.93

0.47

0.741

5

0.88

24.45

0.53

0.865

6

1.34

30.69

0.51

1.086

7

1.88

36.84

0.51

1.304

8

2.5

42.97

0.51

1.521

9

3.18

48.93

0.51

1.732

10

3.91

54.71

0.51

1.936

以第二组为例:

G=26.2*P054=26.2*0.39A0.54=15.76m3/h

u=G/0.25/3.14/0.1A2/3600=15.76/0.25/3.14/0.1A2/3600=0.558

流化床速率压降曲线

七、实验结果分析

干燥实验分析讨论:

山图可以看出,干燥速率在总体上呈现下降趋势,也就是略过了之前的预热阶段和恒速干燥阶段。

同时,山于计算存在较大误差,干燥速率中有上升的现象产生。

按照理论,由于物料内部水分逐渐减少,导致梯度减小,干燥速率应该一直下降才对。

流化床实验分析讨论:

由图中可以看出,床层压降开始时和流速在双对数坐标下成比例增大,当流速达到一定值之后,床层压降不再改变,此时也山固定床变为了流化床。

八、实验误差

干燥实验:

烘干时间不一定充足,可能导致乘凉干重变大,含水量普遍偏小。

流化实验:

床层阻力不均,可能导致压降在波动,不易读取准确数值。

九、思考题

1.流化床压降的对数值先随气速的对数值线性上升,达到一定值以后不再变化,此时床层由固定床变为流化床。

2•①腾涌时压力不稳,压力表不断摇摆;沟流时压降很低,低于正常值。

Q沟流产生的原因是流体分布板设计或安装上存在问题,如想避免,应改变设计;腾涌是床内径小,床高径比较大时,气体积聚增大,占据整个床体截面发生,如想避免,应减小高径比。

3.对于同样湿度的空气而言,温度越高,其水对应的饱和蒸汽压也越高,这样使得相对湿度下降,更加有利于干燥。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 经管营销 > 销售营销

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1