化工原理 9沸腾干燥实验.doc

PAGE PAGE 6 实验九 沸腾干燥实验 一 实验目的 ⒈熟悉单级流化床干燥设备的结构与操作。 ⒉测定被干燥物料的床层压降与空塔气速的关系曲线。 ⒊测定被干燥物料的含水量随干燥时间的变化曲线。 ⒋测定干燥速度曲线、临界含水量、恒速干燥阶段的传质系数KH及降速干燥阶段的比例系数KX。 二 实验原理 气体通过颗粒床层的空塔气速小于颗粒的沉降速度时，颗粒床层为固定床。此情况下床层压降随气速增大而增大。气体空塔气速大于颗粒的沉降速度时，颗粒将悬浮于气流中并作上下运动，床层成为流化床，此时压降随空塔气速基本不变。 干燥速度曲线是干燥速度随物料的干基含水量变化的关系曲线。干燥速度是物料单位面积单位时间除去的水分质量，用U表示,其单位为kg水分/(单位面积·单位时间)。物料的含水量常用湿基含水量与干基含水量表示，分别用W与X表示，单位分别为kg水/kg湿物料与kg水/kg绝干物料。 三 实验装置与流程 本装置主要包括三部分：流化床干燥设备、调节仪表和控制系统。下面分别加以说明： 本装置的所有设备，除床身筒体一部分采用高温硬质玻璃外，其余均采用不锈钢制造，因此耐用、美观。 床身筒体部分由不锈钢段（内径100mm，高100mm）和高温硬质玻璃段（内径100mm，高400mm）组成，顶部有气固分离段（内径150mm，高250mm）。不锈钢段筒体上设有物料取样器、放净口、温度计接口等，分别用于取样、放净和测温。床 身顶部气固分离段设有加料口、测压口，分别用于物料加料和测压。 空气加热装置由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1mm铠装热电偶，它与人工智能仪表、固态继电器等，实现空气介质的温度控制。同时，计算机可实现对仪表的控制。 空气加热装置底部设有空气介质的干球温度和湿球温度接口，以测定空气的干、湿球温度。本装置的旋风分离器，可除去干燥物料的粉尘。 沸腾干燥实验装置流程如图8―1所示。 图8―1 沸腾干燥实验装置流程图 1、空气加热器 2、放净口 3、不锈钢筒体 4、取样口5、玻璃筒体 6、气固分离段 7、加料口 8、旋风分离器9、孔板流量计 ｜ 1o、风机 11、湿球温度水筒 ． 每套装置设有7块仪表：加热器温控、床身温度、干球温度、湿球温度、空气流量、空气压力、床层压降。 四 实验步骤 1 准备工作： ①将电子天平开启，并处于待用状态； ②将快速水分测定仪开启，并处于待用状态； ③准备一定量的被干燥物料（以绿豆为例，约2kg），取1﹒5kg左右放入热水（或沸水）中泡数分钟，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用； ④往湿球温度计水筒中补水，但液面不得超过警示值。 2 床身预热阶段： 启动风机及加热器，设定加热管表面温度（在80～100℃ 3 测定干燥速率曲线： ①取样：用取样管（推入或拉出）取样，每隔5～10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； ②记录数据，在每次取样的同时，要记录床层温度、空气干、湿球温度和流量、床层压降等。 4 测定流化曲线： 将气量控制阀开至最大，待数分钟后，调节控制阀开度（关小），每次改变开度（改变风速），记录相应的床层压降和空气流量，直至阀门关闭，约8～10组数据。 注意事顼 （1）加料时，要停风机，加料速度不能太快； （2）取样时，取样管推拉要快，管槽口要用布覆盖，以免物料喷出； （3）湿球温度计补水筒液面不得超过警示值； （4）电子天平和快速水分测定仪要按使用说明操作。 五 实验记录及数据整理(略) 六 问题与讨论(略) 附录一 干燥实验数据采集程序的安装与使用 （一）硬件与系统配制要求！ ⒈ CPU: 奔腾／166以上： ⒉ 内存： 16兆以上； ⒊ 显示器：VGA彩显，1024×768像素点； ⒋ 系统： WIN95，WIN98∶ ⒌ 通讯口：1个RS－232串行通讯口；1个RS－232与RS－485转换块。 （二）计算机与仪表间的通讯 计算机靠RS－232串行通讯口与AI工业调节器进行通讯。AI工业调节器是以RS－485方式进行通讯的，所以一个通讯口可以接多块仪表，由于计算机上的通讯口都是RS－232口，所以需要一个RS－232与RS－485的转换器。其接线方式为： AI工业调节器中的17、18号接线柱分别与9针插头的1、2路连接，再接上RS―