C8流化床干燥实验.doc

流化床干燥实验
(一) 实验目的
1. 了解和掌握湿物料连续流化干燥的方法。
2. 了解和掌握干燥操作中物料、热量衡算和体积对流传热系数的估算方法。
(二) 实验原理
干燥操作是采用某种方式将热量传给含水物料,使含水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。
以1kg绝干空气为基准,湿度为湿空气中水气的质量与绝干空气的质量之比:
=湿空气中水气的质量/湿空气中绝干空气的质量
对水蒸气-空气系统
=18×水蒸气摩尔数/(29×空气摩尔数)=×水蒸气摩尔数/空气摩尔数
常压下视为理想气体
式中:——水气分压;——总压。
相对湿度湿空气中水气分压/相同温度下水的饱和蒸气压,则
湿物料中含水量有两种方法表达:
湿基含水量=水分质量/湿物料的总质量
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,其关系为:
,
1. 物料衡算
输入物料=实际加料量=
输出物料=
式中:——加料管内初始物料量,g;——加料管内剩余物料,g;——干燥器出口料量,g;——干燥器内剩余料量,g。
将干燥器输出的物料按进口料的含水量折算质量:
输出物料折算质量= 输出物料×
进料速率=输入物料/加料时间=, g·s-1
式中: ——加料时间,s。
绝干料, g·s-1
脱水速率, g·s-1
2. 热量衡算
输入=预热热量+保温热量=
输出=空气焓差+物料焓差=,W
热量损失
空气质量流量,kg·s-1计算
空气的体积流量用孔板流量计测定,孔径─,
流量计处流量: , m3·h-1
式中:——流量计水柱读数,mm;——进入流量计前空气温度下的密度,kg·m-3。
若设备(例如流化床干燥器)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,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)。计算中需将换算为干燥器进口温度时的,气体的温度为时:
, m3·h-1
流量计处空气湿度(大气湿度用干、湿球湿度计测取)干燥器进口处空气湿度
空气湿比容=(绝干空气体积+水气体积)/绝干气质量
, m3·kg -1
绝干气质量流量, kg·h-1
空气焓值,kJ·kg -1计算
干燥器进口处
干燥器出口处
干燥器出口空气湿度
流量计处
物料焓值的计算
式中:Cs,Cw--分别为绝干料和水的比热,kJ·kg-1·℃-1,见附录;θ――物料温度。
3、对流传热系数计算
, W·m-3·℃-1
流化床干燥器有效容积
气体向固体物料传热的后果是引起物料升温和水分蒸发。其传热速率:
, W
, W
, W
式中:——湿含量为的物料从升温到所需要的传热速率;——水气化所需的传热速率;——出干燥器物料的湿比热,kJ·kg-1(绝干料)·℃-1 ;——温度下水蒸气的焓;——温度下液态水的焓;——水气的比热,·kg-1·℃-1 ;——水的汽化热,2490 kJ·kg-1 ;/2。

,W
(三) 实验装置与流程
-1所示。实验台正面的板面布置及加料、加热、-2。

图 -1 流化床干燥实验流程示意图
1 风机(旋涡泵) 2 旁