化工原理乾燥實驗報告
一、摘要
本實驗在瞭解沸騰流化牀乾燥器的基本流程及操作方法的基礎上,通過沸騰流化牀乾燥器的實驗裝置測定乾燥速率曲線,物料含水量、牀層温度與時間的關係曲線,流化牀壓降與氣速曲線。
乾燥實驗中通過計算含水率、平均含水率、乾燥速率來測定乾燥速率曲線和含水量、牀層温度與時間的關係曲線;流化牀實驗中通過計算標準狀況下空氣體積、使用狀態下空氣體積、空氣流速來測定流化牀壓降與氣速曲線。
二、實驗目的
1、瞭解流化牀乾燥器的基本流程及操作方法。
2、掌握流化牀流化曲線的測定方法,測定流化牀牀層壓降與氣速的關係曲線。
3、測定物料含水量及牀層温度時間變化的關係曲線。
4、掌握物料乾燥速率曲線的測定方法,測定乾燥速率曲線,並確定臨界含水量X0及恆速階段的傳質係數kH及降速階段的比例係數KX。
三、實驗原理
1、流化曲線
在實驗中,可以通過測量不同空氣流量下的牀層壓降,得到流化牀牀層壓降與氣速的關係曲線(如圖)。
當氣速較小時,操作過程處於固定牀階段(AB段),牀層基本靜止不動,氣體只能從牀層空隙中流過,壓降與流速成正比,斜率約為1(在雙對數座標系中)。當氣速逐漸增加(進入BC段),牀層開始膨脹,空隙率增大,壓降與氣速的關係將不再成比例。
當氣速繼續增大,進入流化階段(CD段),固體顆粒隨氣體流動而懸浮運動,隨着氣速的增加,牀層高度逐漸增加,但牀層壓降基本保持不變,等於單位面積的牀層淨重。當氣速增大至某一值後(D點),牀層壓降將減小,顆粒逐漸被氣體帶走,此時,便進入了氣流輸送階段。D點處的流速即被稱為帶出速度(u0)。
在流化狀態下降低氣速,壓降與氣速的關係線將沿圖中的DC線返回至C點。若氣速繼續降低,曲線將無法按CBA繼續變化,而是沿CA’變化。C點處的流速被稱為起始流化速度(umf)。
在生產操作過程中,氣速應介於起始流化速度與帶出速度之間,此時牀層壓降保持恆定,這是流化牀的重要特點。據此,可以通過測定牀層壓降來判斷牀層流化的優劣。
2、乾燥特性曲線
將濕物料置於一定的乾燥條件下,測定被那乾燥物料的質量和温度隨時間變化的關係,可得到物料含水量(X)與時間(τ)的關係曲線及物料温度(θ)與時間(τ)的關係曲線(見下圖)。物料含水量與時間關係曲線的斜率即為乾燥速率(u)。將乾燥速率對物料含水量作圖,即為乾燥速率曲線(見下下圖)。乾燥過程可分以下三個階段。
(1)物料預熱階段(AB段)
在開始乾燥時,有一較短的預熱階段,空氣中部分熱量用來加熱物料,物料含水量隨時間變化不大。
(2)恆速乾燥階段(BC段)
由於物料表面存在自由水分,物料表面温度等於空氣的濕球温度,傳入的熱量只用來蒸發物料表面的水分,物料含水量隨時間成比例減少,乾燥速率恆定且最大。
(3)降速乾燥階段(CDE段)
物料含水量減少到某一臨街含水量(X0),由於物料內部水分的擴散慢於物料表面的蒸發,不足以維持物料表面潤濕,而形成幹區,乾燥速率開始降低,物料温度逐漸上升。物料含水量越小,乾燥速率越慢,直至達到平衡含水量(X*)而終止。
乾燥速率為單位時間在單位面積上汽化的水分量,用微分式表示為式中u——乾燥速率,kg水/(m2s); A——乾燥表面積,m2;
dτ——相應的乾燥時間,s; dW——汽化的水分量,kg。
圖中的橫座標X為對應於某乾燥速率下的物料平均含水量。
式中——某一干燥速率下濕物料的平均含水量;
Xi,Xi+1——△τ時間間隔內開始和終了是的含水量,kg水/kg絕幹物料。
式中Gsi——第i時刻取出的濕物料的質量,kg;Gci——第i時刻取出的物料的絕幹質量,kg。
乾燥速率曲線只能通過實驗測定,因為乾燥速率不僅取決於空氣的性質和操作條件,而且還受物料性質結構及含水量的影響。本實驗裝置為間歇操作的沸騰牀乾燥器,可測定達到一定乾燥要求所需的時間,為工業上連續操作的流化牀乾燥器提供相應的設計參數。
四、操作步驟
1、將450g小麥用水浸泡2-3小時後取出,瀝乾表面水分。
2、檢查濕球温度及水罐液位,使其處於液位計高度1/2處。
3、從加料口將450g小麥加入流化牀中。
4、啟動風機、空氣加熱器,空氣流量調至合適值,空氣温度達到設定值。
5、保持流量、温度不變,間隔2-3分鐘取樣,每次取10克,將濕物料及托盤測重。
6、裝入乾燥盒、烘箱,調節烘箱温度125℃,烘烤一小時,稱幹物料及托盤重量
7、乾燥實驗過後,關閉加熱器,用剩餘物料測定流化曲線,從小到大改變空氣流量10次,記錄數據。
8、出料口排出物料,收集,關閉風機,清理現場。
五、實驗設備圖
1—風機;
2—濕球温度水筒;
3—濕球温度計;
4—乾球温度計;
5—空氣加熱器;
6—空氣流量調節閥 ;
7—放淨口 ;
8—取樣口 ;
9—不鏽鋼筒體;
10—玻璃筒體;
11—氣固分離段;
12—加料口;
13—旋風分離器;
14—孔板流量計
-
化學實驗室規則
1、根據理論與實踐統一的原則,實驗前要預習,明確實驗目的和實驗方法。2、遵守紀律,準時上課,對號就位,保持安靜,注意安全,聽從指導,注意節約。3、要正確操作,仔細觀察,積極思考問題,及時做好記錄。4、根據原始記錄,聯繫理論知識,深入分析問題,認真整理數據,按時寫好實驗報告。...
-
基礎會計實驗報告
基礎會計實驗報告一、實驗目的本實驗以模擬企業的實際會計工作為基礎,按照企業會計制度和企業會計準則的要求,進行操作訓練,通過手工操作掌握會計核算的基本操作程序,以及各種憑證、帳表的填制規定和方法,把枯燥、抽象的書本知識轉化為實際、具體的操作。有目的地檢...
-
神經幹動作電位婦人實驗報告
一、實驗目的:1.學習蛙坐骨神經幹標本的製備2.觀察坐骨神經幹的雙相動作電位波形,並測定最大刺激強度3.測定坐骨神經幹雙相動作電位的傳導速度4.學習絕對不應期和相對不應期的測定方法5.觀察機械損傷或局麻藥對神經興奮和傳導的影響二、實驗材料1.實驗對象:牛蛙2....
-
實驗報告格式(精選3篇)
實驗報告格式篇11、實驗題目編組同組者日期室温濕度氣壓天氣2、實驗原理3、實驗用品試劑儀器4、實驗裝置圖5、操作步驟6、注意事項7、數據記錄與處理8、結果討論9、實驗感受(利弊分析)實驗報告格式篇21:實驗目的,具體寫該次實驗要達到的要求和實現的任務。2:實...