主頁 > 技術文章 > 流化床幹（gàn）燥實（shí）驗裝置使用（yòng）說明書 2025-07-11

流化床幹燥實驗裝置使（shǐ）用說明書

一、流化床幹燥實驗（yàn）裝置使（shǐ）用說明（míng）書-概述
熱空氣由多孔分（fèn）布（bù）板底部送入，經多孔板而均勻分布並與板上的（de）濕物料顆粒直（zhí）接接觸。當氣速較低時，顆粒層（céng）不動，熱（rè）氣流從顆粒層的縫隙中通過，這樣的顆粒（lì）層稱為固定床（chuáng）。當氣速（sù）增加至一定程度時，顆粒層開始鬆動，當氣速再增（zēng）加運載某個數（shù）值時，顆粒將懸浮於上升的熱氣流中。此（cǐ）時的床層稱（chēng）為流化（huà）床。
流化狀（zhuàng）態下顆粒在熱氣流中上下翻動，相互碰撞、混（hún）合，氣-固兩相（xiàng）間充分接觸實現熱、質傳遞，固體物料被幹燥。夾帶有（yǒu）部（bù）分物料小顆粒的廢氣由頂部排出，經旋（xuán）風分離器進行回收。達到預期幹燥要（yào）求後，減少氣速固體（tǐ）物料顆粒重新落下，並（bìng）從（cóng）出料管卸出。
流化狀態下，氣-兩相間（jiān）接觸麵積大，傳熱、傳質（zhì）速率高。與氣流幹燥相（xiàng）比，流化（huà）幹燥器內物料停留時間長，而且可任意調節，產品的最綜含水量可降的很低；操作時（shí）熱空氣的流速較（jiào）小（xiǎo），物料磨損小，廢氣中（zhōng）粉塵含量少，容易收集，操作費用小，在（zài）工業上廣泛應用。流化床幹燥器結構簡單，造價（jià）低，活動部件少，操作維修（xiū）方便（biàn）。
二、實驗目的（de）
1.掌握物料幹（gàn）燥速率曲線的測定方法。
2.了解和掌握幹燥操（cāo）作的物料衡算、熱量衡算及（jí）體積對流傳熱（rè）係（xì）數的估（gū）算方（fāng）法。
3.了解氣固旋風分離的工作原理。
三、實驗裝置外型圖

四、實驗主要技術參數
1.該實驗裝置主要由（yóu）空氣旋渦泵、加熱箱（xiāng）、流化床體、集塵器、加料鬥、旋風（fēng）分離、U型壓差計（2根）、孔板流量計、電控箱等部件組成。
2.空氣旋渦泵為HG-1100型，功率為1.5Kw；風壓（yā）為22KPa；風量為180m³/min。
3.U型壓差計：是測量（liàng）流化床的總塔（tǎ）壓（yā）差，另一壓差計是測量孔板流量計。
4.電控箱：在電控箱上裝由智能溫度儀表，測量固（gù）體物料進出口溫度，電源開關、風機（jī）開（kāi）關、按下開關旋鈕對應的工作開始進行。
五、實驗原理
1.幹燥速率曲線
若將濕物料（liào）置於一定的幹燥條件下，例如一定的溫（wēn）度、濕度和速度的空氣流中，測定被幹燥物料的質量和溫度隨時間的變化關係，則得一曲線，即（jí）物料含（hán）水量-時（shí）間曲線。幹（gàn）燥過程分為三個階段：1）物料預熱階段；2）恒速幹燥階段；3）降速幹燥（zào）階段，空氣中部（bù）分熱量用來（lái）加熱物（wù）料，故物料含水量（liàng）隨時間變（biàn）化不大。由（yóu）於物料表麵存在自由水（shuǐ）分，物料表麵溫度等於濕球溫度t_w，傳入熱量隻用來（lái）蒸發物料表麵的（de）水分，物料含水量隨時間成比例減少，幹燥速率恒（héng）定且較大。到了第三階段，物料中含量減少到（dào）某一（yī）臨界含水量時，由於物料內部水分的擴散（sàn）慢於物料表麵的蒸發，不（bú）足以（yǐ）維（wéi）持物（wù）料表麵潤濕，則物料表麵將形成幹區，幹燥速率開始降低，含水量越小，速率越慢，幹燥曲線逐漸達到平衡含（hán）水量X^*而終止在降速（sù）階段（duàn），隨著水分汽化量的減少，傳入的濕熱（rè）較（jiào）汽化（huà）帶出的潛熱為多，熱空氣部分熱量用（yòng）於加熱（rè）物（wù）料。物料溫度開始上升，2）與3）交點處的含水量稱為物料的臨界含（hán）水量X_c。
幹燥速率曲（qǔ）線隻能通（tōng）過實驗測得，因為幹燥速率不僅取（qǔ）決於空（kōng）氣的性（xìng）質和操作條（tiáo）件，而還受物料性質結構以及所含水分性質的影響。
幹燥速率U為單位時間在（zài）單位幹燥麵積上汽化的水分量m（H₂O），單位為kg/(m².s）。用微分（fèn）式表示為

式中U-幹燥（zào）速率（lǜ）kg/(m².s）；
A-幹燥麵積，m²；
τ-相應的幹燥時間，s；
m（H₂O）-汽化水分量，kg;
物料的平均含水量：

式中X^*-某幹燥速率下物（wù）料的平均（jun1）水量，kg;
m_濕,m_濕（i+1）-分別為

時間間隔內（nèi）開始和終了（le）時濕產物量，kg；
m_幹-濕物料中絕幹物料的量，kg；
2.傳質係數的求取（qǔ）
1）恒速階段恒速幹燥階段的幹燥速率U僅由外部幹燥條件決定，物料表麵溫度（dù）近於空氣（qì）濕球溫度（dù）t_w。在（zài）恒定的幹燥條件下，物料表麵（miàn）與空氣之間的傳熱和傳質速率分別用於下式表示

式中（zhōng）：Q-空氣傳（chuán）給（gěi）物料的熱量，KJ；
τ-幹燥（zào）時間，s；
A-幹（gàn）燥麵積，m²；
α-空氣至物料表麵的傳熱（rè）膜係（xì）數，
t–空氣溫度，K；
t_w-濕物料表麵溫度（即空氣的濕球溫度），K；
m（H₂O）-由物料（liào）汽化至空氣（qì）的（de）水分量，kg；
K_H-以濕（shī）度差

為（wéi）推動力的傳質係數，kg/（m²）;
H-空氣的濕度，kg(水)/kg（幹氣）；
2）降速階段降速幹燥階段（duàn）中幹燥速率曲線的形狀（zhuàng）隨物料內部結構以及所含水分性質不同而不同（tóng），因而幹燥曲線隻能通過實驗得到（dào），降速階段幹燥（zào）時（shí）間的（de）計算可以根據速率（lǜ）曲線數據解求得（dé），當降速階段的幹燥（zào）速率近似看作與物料的自由水量X-X^*成正比時，幹燥速率曲線簡化為直線。

K_X=U/（X-X^*）
式中K_X-以（yǐ）含水量差

為推動力的比（bǐ）例係數，kg/(m²);
U-物料含水量為X時的幹燥速率，kg/(m²);
X-在τ時的（de）物料含水量，kg/kg(幹料)；
X^*-物料的平衡含水（shuǐ）量X_C對於幹燥裝置（zhì）的設計（jì）十分重要，不（bú）僅對於計算幹燥速率（lǜ）、幹燥時間以及幹燥器的尺寸必不可少，而且由於影響階段幹燥速率（lǜ）的因素不同，因而確定X_C值對於如何強化（huà）具體幹（gàn）燥過程也具（jù）有重要的意義。
六、實驗步驟
1.稱取已（yǐ）準備好的（de）固體物料（liào）。用快速水分測定儀測定其濕（shī）基含水量ω₁。
2.稱取已（yǐ）準備好的固體物料，倒入加料鬥中，並準備好出（chū）料接收瓶。
3.打開風機開關，調節進料空氣流量調節閥。
4.打開加熱開關，調節電流的大小，以預熱空氣。
5.待空氣進口溫度升至60℃和出口溫度基本穩定時（shí），記錄（lù）有關數據。
七、實驗流程圖

八、實（shí）驗（yàn）數據處理
基本參（cān）數：試樣絕幹質量（liàng）m_幹kg
開始時濕試樣質量m_{濕（shī）}kg
記錄及結果（guǒ）

序號	濕試樣量m_濕	時間（jiān）間隔	濕物（wù）料平均含水量X_{平（píng）}	幹燥速率U
1
2

九、注意事項
1.實驗前要弄清楚應記錄的數據，正確測取進、出料濕含量（liàng）的數值。
2.注意節約使用物料，並嚴格控製加水量，加水量絕不能過大。由（yóu）於存（cún）在物料粉末，部（bù）分可能被帶出進入（rù）旋風（fēng）分離器。
附：設備電器原理圖：

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