北京化工大学-干燥实验报告
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10、只开风机，找到临界流化点风量，记入 表 2 第 6 点； 11、床层固定状态做 5 个点，流化态做 4 个 点；
六、实验数据处理 1、干燥速率曲线测定 空气温度：65℃ ，孔板压降：3.0kPa ，干球温 度：55.9℃ ，湿球温度：46.7℃ 序 时间 湿小 干小 物料 含水 干燥速率 号 /min 麦质 麦质 温度 率
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。当气速增大至某 一值后（D 点），床层压降将减小，颗粒逐渐被 气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D 点 处得流速被称为带出速度（u0）。
9 16 9.14 7.94 59.3 0.15 5.90930 11 E-05
10 20 9.28 8.19 60.2 0.13 5.01232 31 E-05
11 25 9.84 8.85 61.0 0.11 4.71661 19 E-05
12 30 8.37 7.67 61.5 0.09 4.57772 13 E-05
NA/g·m-2·s-1 -
9.0709E-05 1.5244E-04 1.5775E-04 1.5261E-04 1.2706E-04 1.1908E-04 8.6621E-05 5.9093E-05 5.0123E-05 4.7166E-05 4.5777E-05 4.5510E-05 3.4732E-05
5
8
8
4
9
9
0.4739 0.5994 -0.3242 -0.2222 -0.4814 -0.4437
4
9
7
1
9
0
0.5765 0.7093 -0.2391 -0.1491 -0.3665 -0.3372
8
3
4
5
3
4
0.6498 0.7930 -0.1872 -0.1007 -0.3010 -0.2676
0.4984 4、再次启动风机、加热器，固定风量（如果 有变化注意手动调整），
记 录 孔 板 压 降 3.0 kPa ， 干 球 温 度 55.9 ℃，湿球温度 46.7 ℃，时间点为 0 5、空气温度达到 70 ℃，小麦处于流化状态， 开始取样
记录时间点，称重 G 湿，装盒、放入烘箱， 1h 后记录 G 干； 6、间隔 2～5 分钟取一次样品，45 分钟取 15 个点左右
在流化状态下降低气速，压降与气速的关系 将沿图中的 DC 线返回至 C 点。若气速继续降低， 曲线将无法按 CBA 继续变化，而使沿 CA’变化。 C 点处的流速被称为起始流化速度（umf）。
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，可以通过测定床层压降 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（X）与时间（τ）的关系曲线及物料 温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（如图 2 所 示）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干 燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即 为干燥速率曲线（如图 3 所示）。干燥过程可分 为以下三个阶段。
u=
式中，u——干燥速率，kg 水/（m2·s）； A——干燥表面积，m2； dτ——相应的干燥时间，s；
dW——汽化的水分量，kg。 图中的横坐标 X 为对应于某干燥速率下的 物料平均含水量。
式中 ——某一干燥速率下湿物料的平均含 水量； Xi、 Xi+1——△τ时间间隔内开始和终了时的含
水量，kg 水/kg 绝干物料。
Xi= 式中 Gsi——第 i 时刻取出的湿物料的质量， kg；
Gci——第 i 时刻取出的物料的绝干质量， kg。
干燥速率曲线只能通过实验测定，因为干燥 速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还 受到物料性质结构及含水量的影响。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，为工业上连续操作的流化床 干燥器提供相应的设计参数。
含水率 X 0.4984 0.3123 0.3037 0.2906 0.2623 0.2348 0.2119 0.1905 0.1671 0.1511 0.1331 0.1119 0.0913 0.0708 0.0552
△X 0.3080 0.2972 0.2764 0.2485 0.2233 0.2012 0.1788 0.1591 0.1421 0.1225 0.1016 0.0810 0.0630
13 35 8.32 7.77 61.8 0.07 4.55102 08 E-05
14 40 8.80 8.34 62.0 0.05 3.47315 52 E-05
注：我们一共是做了 14 组数据，但是有两组数
据误差比较大，即表中红色数据，遂于作图时舍
去。
以第五组数据为例，计算过程如下：
含水量X
G百度文库 - G干 G干
记录数据，注意清空取样器残余小麦； 7、实验完成后可得到 X～τ曲线，在曲线上
取至少 10 个（ΔX/1.5Δτ）值，作 u～ τ曲线 8、小麦在含水率 40%以上可能存在非结合 水，才有可能出现恒速段，取点注意时间分 配。
9、关加热器、风机，加入 300 克湿小麦，做 流化实验（先将湿小麦加热烘干）；
（3）降速干燥阶段（CDE 段） 物料含水量减少到某一临界含水量（X0），
由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 量越小，干燥速率越慢，直至达到平衡含水量 （X*）而终止。
干燥速率为单位时间在单位表面积上汽化 的水分量，用微分式表示为
量/kg 量/kg /℃ 0 - 9.56 6.38 - 0.49 -
84 1 0 9.96 7.59 24.9 0.31 -
23 2 1.05 8.50 6.52 30.3 0.30 9.07088
37 E-05 3 2 8.97 6.95 43.2 0.29 1.52439
06 E-04
4 4 9.53 7.55 48.8 0.26 1.57755 23 E-04
5 6 8.52 6.90 52.7 0.23 1.52606 48 E-04
6 8 8.75 7.22 55.0 0.21 1.27063 19 E-04
7 10 10.00 8.40 56.5 0.19 1.19084 05 E-04
8 13 9.22 7.90 58.2 0.16 8.66207 71 E-05
2、流化曲线测定 表 3 流化床实验数据表
序号 床层 床层 孔板 孔板 压降 1 压降 2 压降 1 压降 2
1 0.24 0.24 0.16 0.21 2 0.33 0.36 0.25 0.4 3 0.43 0.46 0.37 0.56 4 0.5 0.54 0.47 0.7 5 0.58 0.63 0.6 0.92 6 0.68 0.66 0.79 1.12 7 0.65 0.65 1.21 1.21 8 - 0.65 - 1.34 9 - 0.64 - 1.48 10 - 0.65 - 1.64 11 - 0.65 - 1.75
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。床身
筒 体 部 分 由 不 锈 钢 段 （ 内 径 φ 100mm ， 高 100mm）和高温硬质玻璃段（内径φ100mm， 高 400mm）组成，顶部有气固分离段（内径φ 150mm，高 250mm）。不锈钢筒体上设有物料取 样器、放净口和温度计接口等，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和 测压口，分别用于物料加料和测压。
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。如图 1 所示。
图 1 流化曲线
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 空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为 1（在 双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入 BC 阶段），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。
8.52 - 6.90 6.90
0.2348
X X 4 X 5 0.2623 0.2348 0.0175
u水
X 1.5
0.0175 1.5 （2 60）
0.0001526
表 2 干燥实验数据表（2）
序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
时间 τ /min 0 1.05 2 4 6 8 10 13 16 20 25 30 35 40
4
6
0
0
3
1
0.7342 0.9091 -0.1341 -0.0413 -0.2365 -0.2006
3
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7
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6
0.8425 1.0031 -0.0744 0.0013 -0.1674 -0.1804
0
5
3
6
9
6
1.0426 1.0426 0.0181 0.0181 -0.1870 -0.1870
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，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，其流 量 Vs 可通过下式求取。
四、装置和流程
图 4 装置实物图片
图 4 沸腾干燥实验装置和流程 1、风机；2、湿球温度水筒；3、湿球温度计；4、干球温度计；5、空气加热器；6、空气流量调节 阀；7、放净口；8、取样口；9、不锈钢筒体；10、玻璃筒体；11、气固分离段；12、加料口；13、 旋风分离器；14、孔板流量计（d0=20mm）
北京化工大学-干燥实验报告
e北 京 化 工 大 学
实验报告
课程名称：
化工原理实验
实验日期： 2012.5.9
班
级：
化 工 0903 班
姓 名：
徐晗
同 组 人： 高秋，高雯璐，梁海涛
装置型号： FFRS-Ⅱ型
流化干燥实验
一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿 球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并 采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记 录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测 定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化 床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过 Excel 作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床 干燥 含水量 床层压降 速率曲线
注：系列 1 数据为“逐渐增大孔板压降时，床层 压降的数据”，系列 2 数据为“（从一个足够大的 孔板压降）逐渐减小孔板压降时，床层压降的数 据”。
空气 空气 lgu1 流速 1 流速 2
lgu2 lg△p1 lg△p2
0.3791 0.4343 -0.4211 -0.3621 -0.6197 -0.6197
图 2 物料含水量、物料温度与时间的关系
图 3 干燥速率曲线
（1）物料预热阶段（AB 段）
在开始干燥前，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。
（2）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。
7
7
5
5
9
9
- 1.0972 - 0.0403 - -0.1870
6
1
9
- 1.1531 - 0.0618 - -0.1938
二、实验目的
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 X0 及恒速 阶段的传质系数 kH 及降速阶段的比例系数 Kx。
Vs 26.（8 P / kPa)0.5
式中 ΔP——孔板流量计压降，KPa， Vs——空气流量，m3/h。
本装置的旋风分离器，可除去干燥物料的粉 尘。
五、实验操作要点
1、启动风机、加热器，最大风量预热 5 分钟 后全部关停。 2、拔出取样器并旋转清空里面多余物料 3、进料口加入湿小麦 500g，干基含水率
六、实验数据处理 1、干燥速率曲线测定 空气温度：65℃ ，孔板压降：3.0kPa ，干球温 度：55.9℃ ，湿球温度：46.7℃ 序 时间 湿小 干小 物料 含水 干燥速率 号 /min 麦质 麦质 温度 率
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。当气速增大至某 一值后（D 点），床层压降将减小，颗粒逐渐被 气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D 点 处得流速被称为带出速度（u0）。
9 16 9.14 7.94 59.3 0.15 5.90930 11 E-05
10 20 9.28 8.19 60.2 0.13 5.01232 31 E-05
11 25 9.84 8.85 61.0 0.11 4.71661 19 E-05
12 30 8.37 7.67 61.5 0.09 4.57772 13 E-05
NA/g·m-2·s-1 -
9.0709E-05 1.5244E-04 1.5775E-04 1.5261E-04 1.2706E-04 1.1908E-04 8.6621E-05 5.9093E-05 5.0123E-05 4.7166E-05 4.5777E-05 4.5510E-05 3.4732E-05
5
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8
4
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0.4739 0.5994 -0.3242 -0.2222 -0.4814 -0.4437
4
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1
9
0
0.5765 0.7093 -0.2391 -0.1491 -0.3665 -0.3372
8
3
4
5
3
4
0.6498 0.7930 -0.1872 -0.1007 -0.3010 -0.2676
0.4984 4、再次启动风机、加热器，固定风量（如果 有变化注意手动调整），
记 录 孔 板 压 降 3.0 kPa ， 干 球 温 度 55.9 ℃，湿球温度 46.7 ℃，时间点为 0 5、空气温度达到 70 ℃，小麦处于流化状态， 开始取样
记录时间点，称重 G 湿，装盒、放入烘箱， 1h 后记录 G 干； 6、间隔 2～5 分钟取一次样品，45 分钟取 15 个点左右
在流化状态下降低气速，压降与气速的关系 将沿图中的 DC 线返回至 C 点。若气速继续降低， 曲线将无法按 CBA 继续变化，而使沿 CA’变化。 C 点处的流速被称为起始流化速度（umf）。
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，可以通过测定床层压降 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（X）与时间（τ）的关系曲线及物料 温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（如图 2 所 示）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干 燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即 为干燥速率曲线（如图 3 所示）。干燥过程可分 为以下三个阶段。
u=
式中，u——干燥速率，kg 水/（m2·s）； A——干燥表面积，m2； dτ——相应的干燥时间，s；
dW——汽化的水分量，kg。 图中的横坐标 X 为对应于某干燥速率下的 物料平均含水量。
式中 ——某一干燥速率下湿物料的平均含 水量； Xi、 Xi+1——△τ时间间隔内开始和终了时的含
水量，kg 水/kg 绝干物料。
Xi= 式中 Gsi——第 i 时刻取出的湿物料的质量， kg；
Gci——第 i 时刻取出的物料的绝干质量， kg。
干燥速率曲线只能通过实验测定，因为干燥 速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还 受到物料性质结构及含水量的影响。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，为工业上连续操作的流化床 干燥器提供相应的设计参数。
含水率 X 0.4984 0.3123 0.3037 0.2906 0.2623 0.2348 0.2119 0.1905 0.1671 0.1511 0.1331 0.1119 0.0913 0.0708 0.0552
△X 0.3080 0.2972 0.2764 0.2485 0.2233 0.2012 0.1788 0.1591 0.1421 0.1225 0.1016 0.0810 0.0630
13 35 8.32 7.77 61.8 0.07 4.55102 08 E-05
14 40 8.80 8.34 62.0 0.05 3.47315 52 E-05
注：我们一共是做了 14 组数据，但是有两组数
据误差比较大，即表中红色数据，遂于作图时舍
去。
以第五组数据为例，计算过程如下：
含水量X
G百度文库 - G干 G干
记录数据，注意清空取样器残余小麦； 7、实验完成后可得到 X～τ曲线，在曲线上
取至少 10 个（ΔX/1.5Δτ）值，作 u～ τ曲线 8、小麦在含水率 40%以上可能存在非结合 水，才有可能出现恒速段，取点注意时间分 配。
9、关加热器、风机，加入 300 克湿小麦，做 流化实验（先将湿小麦加热烘干）；
（3）降速干燥阶段（CDE 段） 物料含水量减少到某一临界含水量（X0），
由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 量越小，干燥速率越慢，直至达到平衡含水量 （X*）而终止。
干燥速率为单位时间在单位表面积上汽化 的水分量，用微分式表示为
量/kg 量/kg /℃ 0 - 9.56 6.38 - 0.49 -
84 1 0 9.96 7.59 24.9 0.31 -
23 2 1.05 8.50 6.52 30.3 0.30 9.07088
37 E-05 3 2 8.97 6.95 43.2 0.29 1.52439
06 E-04
4 4 9.53 7.55 48.8 0.26 1.57755 23 E-04
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7 10 10.00 8.40 56.5 0.19 1.19084 05 E-04
8 13 9.22 7.90 58.2 0.16 8.66207 71 E-05
2、流化曲线测定 表 3 流化床实验数据表
序号 床层 床层 孔板 孔板 压降 1 压降 2 压降 1 压降 2
1 0.24 0.24 0.16 0.21 2 0.33 0.36 0.25 0.4 3 0.43 0.46 0.37 0.56 4 0.5 0.54 0.47 0.7 5 0.58 0.63 0.6 0.92 6 0.68 0.66 0.79 1.12 7 0.65 0.65 1.21 1.21 8 - 0.65 - 1.34 9 - 0.64 - 1.48 10 - 0.65 - 1.64 11 - 0.65 - 1.75
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。床身
筒 体 部 分 由 不 锈 钢 段 （ 内 径 φ 100mm ， 高 100mm）和高温硬质玻璃段（内径φ100mm， 高 400mm）组成，顶部有气固分离段（内径φ 150mm，高 250mm）。不锈钢筒体上设有物料取 样器、放净口和温度计接口等，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和 测压口，分别用于物料加料和测压。
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。如图 1 所示。
图 1 流化曲线
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 空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为 1（在 双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入 BC 阶段），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。
8.52 - 6.90 6.90
0.2348
X X 4 X 5 0.2623 0.2348 0.0175
u水
X 1.5
0.0175 1.5 （2 60）
0.0001526
表 2 干燥实验数据表（2）
序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
时间 τ /min 0 1.05 2 4 6 8 10 13 16 20 25 30 35 40
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1.0426 1.0426 0.0181 0.0181 -0.1870 -0.1870
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，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，其流 量 Vs 可通过下式求取。
四、装置和流程
图 4 装置实物图片
图 4 沸腾干燥实验装置和流程 1、风机；2、湿球温度水筒；3、湿球温度计；4、干球温度计；5、空气加热器；6、空气流量调节 阀；7、放净口；8、取样口；9、不锈钢筒体；10、玻璃筒体；11、气固分离段；12、加料口；13、 旋风分离器；14、孔板流量计（d0=20mm）
北京化工大学-干燥实验报告
e北 京 化 工 大 学
实验报告
课程名称：
化工原理实验
实验日期： 2012.5.9
班
级：
化 工 0903 班
姓 名：
徐晗
同 组 人： 高秋，高雯璐，梁海涛
装置型号： FFRS-Ⅱ型
流化干燥实验
一、摘要 本实验通过空气加热装置测定了空气的干、湿 球温度，通过孔板流量计测定了空气的流量，并 采用湿小麦为研究对象，对其进行干燥，分别记 录了物料温度、床层压降、孔板压降等参数，测 定了小麦的干燥曲线、干燥速率曲线，以及流化 床干燥器中小麦的流化曲线。实验中通过 Excel 作图并进行了实验结果分析。 关键词：流化床 干燥 含水量 床层压降 速率曲线
注：系列 1 数据为“逐渐增大孔板压降时，床层 压降的数据”，系列 2 数据为“（从一个足够大的 孔板压降）逐渐减小孔板压降时，床层压降的数 据”。
空气 空气 lgu1 流速 1 流速 2
lgu2 lg△p1 lg△p2
0.3791 0.4343 -0.4211 -0.3621 -0.6197 -0.6197
图 2 物料含水量、物料温度与时间的关系
图 3 干燥速率曲线
（1）物料预热阶段（AB 段）
在开始干燥前，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。
（2）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。
7
7
5
5
9
9
- 1.0972 - 0.0403 - -0.1870
6
1
9
- 1.1531 - 0.0618 - -0.1938
二、实验目的
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 X0 及恒速 阶段的传质系数 kH 及降速阶段的比例系数 Kx。
Vs 26.（8 P / kPa)0.5
式中 ΔP——孔板流量计压降，KPa， Vs——空气流量，m3/h。
本装置的旋风分离器，可除去干燥物料的粉 尘。
五、实验操作要点
1、启动风机、加热器，最大风量预热 5 分钟 后全部关停。 2、拔出取样器并旋转清空里面多余物料 3、进料口加入湿小麦 500g，干基含水率