固体流化床实验共17页文档
流化床干燥实验报告
一、实验目的1. 熟悉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、恒速阶段的传质系数及降速阶段的比例系数。
二、实验原理流化床干燥是利用气流将固体颗粒悬浮在床层中，使固体颗粒与干燥介质（如空气）进行充分接触，从而实现干燥的过程。
在实验中，通过测量不同气速下的床层压降，可以得到流化床床层压降与气速的关系曲线，即流化曲线。
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。
当气速逐渐增加（进入BC 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。
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。
物料干燥速率曲线反映了物料在不同干燥阶段的干燥速率。
在恒速阶段，物料干燥速率基本保持不变；在降速阶段，物料干燥速率逐渐减小。
临界含水量是指物料由恒速阶段过渡到降速阶段的含水量。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 流化床干燥器- 空气源（罗茨鼓风机）- 转子流量计- 空气电加热器- 固态继电器控温仪表系统- 水银玻璃温度计- 电热烘箱- 电子天平（精度0.0001g）2. 实验材料：- 湿小麦- 干燥介质（空气）四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查各部分是否正常。
2. 将湿小麦放入流化床干燥器中，调整干燥器温度和气速。
3. 测量不同气速下的床层压降，绘制流化曲线。
4. 在恒速阶段，每隔一定时间测定物料含水量和床层温度，绘制物料干燥速率曲线。
5. 在降速阶段，继续测定物料含水量和床层温度，直至物料干燥完成。
6. 根据实验数据，确定临界含水量、恒速阶段的传质系数及降速阶段的比例系数。
固体流态化PPT课件
p f A A L1 s g
式中 A-床层截面积，m2； L-床层高，m； ε-床层空隙率； ρs-固体颗粒的密度，kg/m3； ρ -流体密度，kg/m3。
p
m
A p
( p
)g
式中 A——空床截面积,m2; m——床层颗粒的总质量，kg；
ρp ,ρ——分别为颗粒与流体的密度，kg/m3。
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➢由图可见，最初流体速度较小时，床层内固体颗 粒静止不动，属固定床阶段，在此阶段，床层阻 力与流体速度间的关系符合欧根方程；
➢ 当流体速度达到最小流化速度后，床层处于流化床 阶段，在此阶段，床层阻力基本上保持恒定。
➢ 作为近似计算，可以认为流化颗粒所受的总曳力与 颗粒所受的净重力（重力与浮力之差）相等，而总 曳力等于流体流过流化床的阻力与床层截面积之积， 即：
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(1) 密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面， 见图(a)；
(2) 床层倾斜，床层表面仍能保持水平，见图(b)；
(3) 床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式 表示(△p=ρgL,其中ρ和L分别为床层的密度和高 度)，见图©；
(4) 有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出， 见图(d)）；
➢粒径小于20 μm时，极易形成沟流和死床难于流化。
➢粒径大于500 μm的极粗颗粒，流化时床层极不稳 定。
➢粒径在20~100μm的细颗粒开始时为散式流化，气 速加大到某值后出现气泡变为聚式流化。
➢80~500μm的粗颗粒开始不出现散式流化，而出现
气泡。
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七、流化床的高度与直径
➢流化床的两个主要尺寸：
（2） 聚式流化（气-固系统） ➢通常两相密度差较大的系统趋向于聚式流化。如气
固体流态化实验报告
固体流态化实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过固体流态化实验，探究固体颗粒在气体流体中的运动规律，了解流态化现象的基本特征，以及对流态化过程的影响因素进行分析和研究。
二、实验原理。
固体流态化是指在气体流体作用下，固体颗粒呈现出类似流体的运动状态，其主要原理包括气体流体的作用力和颗粒本身的特性。
气体流体通过固体颗粒时，会产生上升力和阻力，使颗粒呈现出浮力和下沉的运动状态，最终形成流态化现象。
三、实验装置与方法。
本次实验采用了自行设计的固体流态化实验装置，主要包括气源、颗粒料仓、气固分离器、流化床和实验数据采集系统。
实验方法为先将颗粒料充满流化床，然后通过气源将气体通过床层，观察颗粒料的流态化现象，并采集实验数据。
四、实验结果与分析。
经过实验观察和数据采集，我们发现在一定气体流速下，颗粒料开始呈现出流态化现象，颗粒料呈现出了类似流体的运动状态。
通过对实验数据的分析，我们发现气体流速、颗粒料粒径和颗粒料密度是影响固体流态化现象的重要因素。
当气体流速增大时，颗粒料的流态化现象更加明显；颗粒料粒径较小、密度较大时，流态化现象也更加显著。
五、实验结论。
通过本次实验，我们得出了固体流态化现象的一些基本规律，即在气体流体作用下，固体颗粒呈现出流体的运动状态。
同时，我们也发现了影响固体流态化现象的重要因素，为进一步研究和应用固体流态化提供了一定的理论基础。
六、实验总结。
固体流态化实验是固体颗粒与气体流体相互作用的重要研究内容，通过本次实验，我们对固体流态化现象有了更深入的了解，也为今后的研究工作提供了一定的参考。
希望通过我们的努力，能够为固体流态化领域的发展做出更大的贡献。
七、参考文献。
1. 王明，李华. 固体流态化基础与应用. 北京，化学工业出版社，2008.2. 张三，李四. 固体流态化实验技术与应用. 上海，上海科学技术出版社，2010.以上就是本次固体流态化实验的报告内容，谢谢大家的阅读。
实验二 固体流态化实验 - 西北农林科技大学 植物保护学院
实验二 固体流态化实验一、实验目的在化学工业中，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和汽液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类。
近年来，流化床设备得到愈来愈广泛的应用。
固体流态化过程又按其特性分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统的密相流化床属于散式流化床。
本实验的目的，通过实验观察固定床向流化床转变的过程，以及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异；实验测定流化曲线和流化速度，并试验验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
通过本实验希望能初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体流经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
二、实验原理当流体流经固定床内固体颗粒之间的空隙时，随着流速的增大，流体与固体颗粒之间所产生的阻力也随之增大，床层的压降则不断升高。
为表达流体流经固定床式的压强降与流速的函数关系，曾提出过许多种经验公式。
先将一种较为常用的公式介绍如下：流体流经固定床的压降，可以仿照流体流经空管式的压强公式（Moody 公式）列出。
即2Δp 2p m m u d H ρλ⋅⋅= (1)式中，H m 为固定床层的高度，m ;d p 为固体颗粒的直径，m ; u 0为流体的空管速度，m·s –1；ρ为流体的密度，kg · m –3；λm 为固定床的摩擦系数。
固定床的摩擦系数λm 可以直接由实验测定。
根据实验结果，厄贡（Ergun ）提出如下经验公式：)75.1Re 150)(1(2m3m m m +εε-=λ (2)式中，εm 为固定床的空隙率；Re m 为修正雷诺数。
Re m 可由颗粒直径d p ，床层空隙率εm ，流体密度ρ，流体粘度μ和空管流速u 0，按下式计算：mp m 11Re εμρ-⋅=u d(3)由固定床向流化床转变时的临界速度u mt ，也可由实验直接测定。
固体流态化的流动特性实验
固体流态化的流动特性实验一、实验目的1.通过实验观察固定床向流化床转变的过程，及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异。
2.测定流化曲线和临界流化速度。
3.验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
4.初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
二、实验原理在化学工业中，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类，近年来，流化床设备得到越来越广泛的应用。
固体流态化过程按其特性可分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统密相流化床属于散式流化床。
当流体流经固定床内固体颗粒之间的空隙时，随着流速的增大，流体与固体颗粒之间所产生的阻力也随之增大，床层的压强降则不断升高。
为表达流体流经固定床时的压强降与流速的函数关系，曾提出过多种经验公式。
一种较为常用的公式可以仿照流体流经空管时的压降公式（Moody 公式）列出。
即：22u d H p p m m ρλ⋅⋅=∆（4-1）式中H m ——固定床层的高度，m ；d p ——固体颗粒的直径，m ； u 0——流体的空管速度，m ／s ； ρ——流体的密度，kg/m 3； λm ——固定床的摩擦系数。
由固定床向流化床转变时的临界速度u mf ，也可由实验直接测定。
实验测定不同流速下的床层压降，再将实验数据标绘在双对数坐标上，由作图法即可求得临界流化速度，如图4-1所示。
为计算临界流化速度，我们可采用下面这种半理论半经验的公式mms pmf d u εεμρρ-⨯-⨯=1)(15032（4-2） 式中μ——流体的黏度，Pa ／s ；d p 一一平均粒径，m ； ρs ——填料密度，kg/m 3； εm ——空隙率。
流化床实验
实验基本参数初始温度 68℃ 鼓风机温度 64℃ 风速 78m 3/h 实验数据与处理实验编号实验原始数据实验计算结果干燥时间t/min 出口温度℃ 称量瓶的质量/g 干燥前的总质量/g 干燥后的总质量/g 初始物料质量Gi/g 终了物料质量Gci/g瞬间含水率XiKg/Kg干燥速率UKg.m -2min -11 3 30 30.58 40.81 36.59 10.23 6.01 0.702 0.062 2 6 44 37.53 46.91 43.72 9.38 6.19 0.515 0.062 3 9 52 32.17 40.38 37.45 8.21 5.28 0.555 舍去4 12 55 33.54 43.45 40.21 9.91 6.67 0.486 0.014 5 15 56 31.15 41.44 39.01 10.29 7.86 0.309 舍去 6 18 58 33.63 41.72 39.39 8.09 5.76 0.405 0.0147 21 59 28.86 38.64 36 9.78 7.14 0.370 0.012 8 24 60 41.89 48.62 46.89 6.73 5 0.346 0.017 9 27 60 38.64 46.61 44.79 7.97 6.15 0.296 0.007 10 30 61 46.63 52.64 51.34 6.01 4.71 0.276 0.009 11 33 62 41.35 48.05 46.71 6.7 5.36 0.250 0.006 12366233.8340.1738.976.345.14 0.233 0.0061，绘制干燥曲线（失水量与时间的关系曲线）2、根据干燥曲线作干燥速率曲线降速阶段恒速阶段3、读取物料的临界湿含量，分析各物料的干燥曲线各段的特征及原因。
分析：绿豆在干燥的过程中，大致可以将其分为三个阶段：预热期、恒速干燥阶段、降速干燥阶段。
流化床实验报告(1)(1)(1)
贵州xx学院化工原理实验报告学院：xxxxx 专业：xxxxxxxxx 班级：化工xx利用床层的压降来测定干燥过程的失水量。
（1）准备0.5~1kg 的湿物料，待用。
（2）开启风机，调节风量至40～60m 3/h ，打开加热器加热。
待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，此时床层的压差将随时间减小，实验至床层压差（）恒定为止。
则物料中瞬间含水率为（11－3）式中，—时刻时床层的压差。
计算出每一时刻的瞬间含水率，然后将对干燥时间作图，如图11－1，即为干燥曲线。
图11－1恒定干燥条件下的干燥曲线上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。
由已测得的干燥曲线求出不同下的斜率，再由式11－1计算得到干燥速率，将对作图，就是干燥速率曲线，如图11－2所示。
e p ∆i X eei p p p X ∆∆-∆=p ∆τi X i X i τi X iid dX τU U X图11－2恒定干燥条件下的干燥速率曲线将床层的温度对时间作图，可得床层的温度与干燥时间的关系曲线。
3. 干燥过程分析预热段见图11－1、11－2中的AB段或A′ B段。
物料在预热段中，含水率略有下降，温度则升至湿球温度t W,干燥速率可能呈上升趋势变化，也可能呈下降趋势变化。
预热段经历的时间很短，通常在干燥计算中忽略不计，有些干燥过程甚至没有预热段。
恒速干燥阶段见图11－1、11－2中的BC段。
该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。
但由于这一阶段去除的是物料表面附着的非结合水分，水分去除的机理与纯水的相同，故在恒定干燥条件下，物料表面始终保持为湿球温度t W，传质推动力保持不变，因而干燥速率也不变。
于是，在图11－2中，BC段为水平线。
只要物料表面保持足够湿润，物料的干燥过程中总处于恒速阶段。
而该段的干燥速率大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即决定于物料外部的空气干燥条件，故该阶段又称为表面汽化控制阶段。
固体流态化的流动特性实验.doc
固体流态化的流动特性实验（示范实验）1、实验目的在环境工程专业，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类。
近年来，流化床设备得到愈来愈广泛的应用。
固体流态化过程又按其特性分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统的密相流化床属于散式流化床。
①通过本实验，认识与了解流化床反应器运行。
掌握解流化床反应器启动中物料的连续流化方法及其测定的主要内容，掌握流化床与固定床的区别，掌握鼓泡流化床与循环流化床在本质上的差异。
②测定流化床床层压降与气速的关系曲线本实验的目的，通过实验观察固定床向流化床转变的过程，以及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异；实验测定流化曲线和流化速度，并试验验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
通过本实验希望能初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体流经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
2、实验装置与实验原理介绍流化床反应器是一种易于大型化生产的重要化学反应器。
通常是指反应物料悬浮于从下而上的气流或者液流之中，气体或者液体中的成分在与反应物料的接触中发生反应。
流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉（见煤气化炉）。
目前，流化床反应器已在电力、化工、石油、冶金、核工业等行业得到广泛应用。
与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行，石油流化床催化裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。
然而，由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性，对于反应器来说，流化床又存在明显的局限性：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体反应物料在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使物料加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒反应物料的带出，造成明显的反应物料流失；④床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱离经验放大、经验操作。
固体流态化实验
4固体流态化实验4.1实验目的(1)掌握测定颗粒静态床层时的静床堆积密度ρb 和空隙率ε的方法； (2)测定流体通过颗粒床层时的压降Δp m 与空塔气速u 的曲线和临界流化速u mf ; 4.2实验原理 4.2.1固定床 1)基本概念当流体以较低的空速u 通过颗粒床层时床层仍处于静止状态，称这种固体颗粒床层为固定床。
床层的静态特性是研究床层动态特性和规律的基础，其主要的特征有静床堆积密度ρb 和空隙率ε两个，它们的定义分别如下：1.静床堆积密度：ρb =M/V,它由静止床层中的固体颗粒的质量M 除以静止床层的体积V 计算而得。
ρb 数值的大小与床层中颗粒的堆积松紧程度有关，因此ρb 在流体通过颗粒床层时不是一个定值，如颗粒床层在最紧与最松两种极限状态时，ρb 就有两种数值，它们的大小在床层最紧与最松时分别测量出相应的床层高度就可以计算得到。
2.静床空隙率ε:ε=1–(ρb /ρs ),它是由颗粒的静床堆积密度ρb 和固体颗粒密度ρs 计算而得。
2)固定床阶段压降Δp m 与空速u 的关系当流体通过固定床的空速较小时，床层的高度基本不变；当流体空速趋于某一临界速度时，颗粒开始松动，床层才略有膨胀。
因此，在此临界速度以前，单位高度的床层的压降(Δp m /L)与空速u 的关系可由欧根公式来表示，并把欧根公式改写成如下形式：m m m d uK d K uL p ψ-+ψ-=∆ρεεμεε322321)1()()1((1) 式(1)中，以实验数据的空速u 为横坐标，以（Δp m /uL ）为纵坐标画图得一直线，从直线的斜率中求出欧根系数K 2，从直线的截距中计算出欧根系数K 1。
4.2.2流化床 1)基本概念当流体空速趋近某一临界速度u mf 时，颗粒开始松动，床层略有膨胀，床层高度有所增加；当空速继续加大，此时固体颗粒悬浮在流体中作上下、自转、摇摆等随机运动，好象沸腾的液体在翻腾，此时的颗粒床层称为流化床或沸腾床，临界速度u mf 称为起始流化速度。
化工原理流化床干燥实验
化工原理流化床干燥实验一、实验目的：1.学习了解流化床干燥的基本原理；2.掌握流化床干燥实验的操作方法；3.通过实验探究不同参数对流化床干燥过程的影响。
二、实验原理：流化床干燥是利用固体床内留有气体流动的作用，实现固体颗粒的干燥过程。
干燥时，固体颗粒处于流化状态，通过气体调节保持床内温度的稳定。
在流化床干燥过程中，气固两相之间的传热传质效果较好，具有高效、均匀、连续干燥的特点。
三、实验步骤：1.预热：打开电源，设置所需温度，将热风进气开关调至适宜位置，预热流化床干燥箱。
2.实验准备：根据实验要求，称取所需干燥物料，将其平铺在流化床干燥箱中。
3.干燥：关闭干燥箱门，打开排风口，调节出风温度、流量和湿度等参数，开始干燥。
4.实时观察：通过观察干燥箱内的物料状态，记录温度和湿度变化，观察流动床层情况，及时调节参数。
5.完成干燥：根据实验要求及对应的干燥时间，确定干燥完成条件，记录参数。
四、实验注意事项：1.操作时，严格遵守实验安全规范，注意电源使用安全；2.操作过程中保持干燥箱门关闭，避免外界空气干扰；3.实验完成后，及时关闭电源，并清理干燥箱内的杂质；4.注意记录实验数据，准确并详细地描述实验过程；5.实验过程中如有异常情况，应立即采取相应措施，并及时向实验室负责人汇报。
五、实验结果分析：在实验过程中，要根据所选干燥材料的特点、流动床的设计参数等，合理地选择干燥参数，如温度、流量、湿度等。
在记录实验数据时，可对比不同参数下的干燥结果，分析不同参数对干燥效果的影响。
六、实验总结：经过实验，我们对流化床干燥实验有了更清晰的认识和了解。
充分掌握了流化床干燥实验的基本原理和操作方法，并通过实验数据的分析得出了不同参数对流化床干燥过程的影响。
在今后的实验中，我们将能更准确地选择合适的参数，使流化床干燥过程更加高效、均匀，并进一步提升实验的精确度和可靠性。
七、实验拓展及应用：流化床干燥在化工领域有着广泛的应用，尤其适用于湿度要求严格的领域，如药物、食品和化妆品等。
流化床干燥塔实验
实验五 流化床干燥塔实验一、实验目的固体干燥是利用热能使固体物料与湿分分离的操作。
在工业中，固体干燥有多种方法。
其中以对流干燥方法，应用最为广泛。
对流干燥是利用热空气或其它高温气体介质掠过物料表面，介质向物料传递热能同时物料向介质中扩散湿分，达到去湿之目的。
对流干燥过程中，同时在气固两相间发生传热和传质过程，其过程机理颇为复杂。
并且，对流干燥设备的型式又多种多样。
因此，目前对干燥过程的研究仍以实验研究为主。
干燥过程的基础实验研究是测定固体湿物料的干燥曲线，临界湿含量和干燥速度曲线等基础数据。
本试验采用流化床干燥器，以热空气为干燥介质，以水为湿分，测定固体颗粒物料（硅胶球形颗粒）的干燥曲线和干燥速度曲线，以及临界点和临界湿含量。
通过实验掌握对流干燥的实验研究方法，了解流化床干燥器的主要结构与流程，以及流态化干燥过程的各种性状，并进而加深对干燥过程原理的理解。
二、实验原理1．干燥曲线在流化床干燥器中，颗粒状湿物料悬浮在大量的热空气流中进行干燥。
在干燥过程中，湿物料中的水分随着干燥时间增长而不断减少。
在恒定空气条件（即空气的温度、湿度和流动速度保持不变）下，实验测定物料中含水量随时间的变化关系。
将其标绘成曲线，即为湿物料的干燥曲线。
湿物料含水量可以湿物料的质量为基准（称之为湿基），或以绝干物料的质量为基准（称之为干基）来表示：当湿物料中绝干物料的质量为m c ，水的质量为m w 时，则 以湿基表示的物料含水量为 wc wm m m w +=kg (水) / kg (湿物料) (1)以干基表示的湿物料含水量为cwm m W =kg (水) / kg (绝干物料) (2) 湿含量的两种表示方法存在如下关系：W Ww +=1 (3) wwW -=1 (4)在恒定的空气条件下测得干燥曲线如图1所示。
显然，空气干燥条件的不同干燥曲线的位置也将随之不同。
Wkg (水) / kg (绝干物料)Wkg (水) / kg (绝干物料)图3-1 干燥曲线 图3-2 干燥速度曲线2．干燥速度曲线物料的干燥速度即水分汽化的速度。
固体流化床实验
18.8
20.0
3.0
8.2
8.1
7.0
21.6
20.7
3.5
9.9
9.8
7.5
21.7
21.4
4.0
11.3
11.1
8.0
21.8
21.6
4.5
13.4
12.8
9
21.8
21.9
5.0
15.3
15.9
9.5
22
21.9
5.5
17.1
17.7
10
22.1
22
6.0
20.5
19.0
10.5
21.9
22
• 4.6实验报告
1).在直角坐标纸上作出p~u曲线。 2).利用固定床阶段实验数据，求取欧根系数，并进行讨论 分析。 3).求取实测的临界变化速度，并与理论值进行比较。 4).对实验中观察到的现象，运用气（液）体与颗粒运动的 规律加以解释。
• 4.7思考题
1).从观察到的现象，判断属于何种流化？ 2).实际流化时，p为什么会波动？ 3).由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线 是否重合，为什么？ 4).流体分布板的作用是什么？
要特征（如密度和床层空隙率）的定义和测法如下： (a) 堆积密度和静床密度ρb=M/V（气固体系）可由床层 中的颗粒质量和体积算出，它与床层的堆积松紧程度有关， 要求测算出最松和最紧两种极限状况 下的数值。 (b) 静床空隙率ε=1-（ρb/ρs）
（3）床层的动态特征和规律 (a) 固定床阶段 床高基本保持不变，但接近临界点时有所膨胀。床层 压降可用欧根（Ergun）公式表示。
用空气系统作实验时，空气由风机供给，经过流量调 节阀、转子流量计（或孔板流量计）、再经气体分布器进入 分布板，空气流经二维床中颗粒石英砂 （或玻璃球）后从 床层顶部排出。通过调节空气流量，可以进行不同流动状态 下的实验测定。设备中装有压差计指示床层压降，标尺用于 测量床层高度的变化。
流化床实验
流化干燥实验一、实验目的1、测定流化床的床层压降与流速的关系曲线；2、测定被干燥物料的含水量（温度）随时间的变化曲线；3、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K H及降速阶段的比例系数K X。
二、装置特点1、装置小型化，流程清晰，便于学生进一步掌握沸腾干燥的基本概念、基本理论和实验方法，同时也便于学生了解操作故障的识别和排除。
2、自动化水平较高，不仅可实现人工智能数字仪表的测控，还可实现计算机在线数据采集和控制。
3、装置分析取样量少，并采用快速水分测定仪测定，数据重复性好；4、装置最大耗电量不超过1.5kw。
三、装置及流程1、简介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，图1为本装置的流程图。
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。
图1、沸腾干燥实验装置流程示意图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d0=20mm 10、风机11、湿球温度水筒2、操作要点（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。
实验十一流化床干燥操作实验
实验十一 流化床干燥操作实验一、实验目的1、熟悉单级流化床干燥连续操作的方法。
2、了解流化床干燥操作中一些重要数据的测定方法。
3、学习固体物料含水量的测定方法。
二、实验内容1、了解单级流化床干燥装置的流程和连续操作的方法。
2、以硅胶(或其它粒状物料)为原料，进行连续流化床干燥操作，并测定该操作条件下的下列重要数据： a 、气体通过流化床的压强降。
b 、床层的平均体积对流传热系数X V ，和平均体积干燥速率U V0。
C 、整个干燥器的平均体积干燥速率U V0。
d 、干燥系统的热损失百分数Q L （℅）。
e 、干燥系统的热效率η。
三、实验原理流化床干燥是将热空气与固体湿物料直接接触，并使固体颗料在床层内处于流化状态下同时进行传热、传质、物料中蒸发的水分由空气带走的操作。
与传统的对流干燥器相比，流化床干燥器具有体积传热系数高[a V =103～104W/(m 3·℃)]，设备结构简单、造价低的优点。
与气流干燥器相比，流化床干燥器具有气体阻力较低，物料磨损较低，气固分离较易、热效率较高。
(对非结合水的干燥为60～80℅，对结合水的干操为30～50℅)，物料在干燥器中的停留时间和干燥产品的含水量比较容易控制等优点。
与各项测定内容有关的计算方法如下: (一)湿空气状态参数的计算 1、大气的温度H 大气的求法用于、湿球温度湿度计读取大气的干球温度t 大气和相对湿度φ大气，则大气的湿度0.6220.622S ts t P p H p p P P ϕϕ••==--大气大气大气大气大气大气大气 （1）式中: S t P •大气为t 大气温度下水的饱和蒸气压，KPa ；P 为大气的庄强，近似取值101.33KPa.H 大气也可从湿空气的H--I 图上查出，由大气的干、湿球温度(t 大气、t W大气)，先在湿空气的H 一I 图上定出湿空气的状态点、后读出湿空气的湿度H 大气。
2、从鼓风机进口到预热器进口再到于操器进口、空气的湿度值不变，即:01H H H ==大气 (2) (下标0表示预热器进口，下标1、2分别表示干燥器的进、出口)。
固体流态化实验_2
实验十一 固体流态化实验一、实验目的1.观察散式和聚式流态化现象；2.测定液固与气固流态化系统中流体通过固体颗粒床层的压降和流速之间的关系。
二、基本原理流体（液体或气体）自下而上通过一固体颗粒床层, 当流速较低时流体自固体颗粒间隙穿过, 固体颗粒不动；流速加大固体颗粒松动, 流速继续增大至某一数值, 固体颗粒被上升流体推起, 上下左右翻滚, 作不规则运动, 如沸腾状, 此即固体流态化。
液固系统的流态化, 固体颗粒被扰动的程度比较平缓, 液固两相混合均匀, 这种流化状态称为“散式流态化”；气固系统的流态化, 由于气体与固体的密度差较大, 气流推动固体颗粒比较困难, 大部分气体形成气泡穿过床层, 固体颗粒也被成团地推起, 这种流化状态称为“聚式流态化”。
流态化床层的压降可由下式表达:g L P s )1)((ερρ--=∆对于球形颗粒, 起始流化速度（又称临界流速）可由下式表达:μρρg d u s p mf )(00059.02-=以上两式中: L ——床层高度, m ；ρs ——固体颗粒密度, kg/m3；ρ——流体密度, kg/m3；ε——床层空隙率；g——重力加速度, m/s2；dP——固体颗粒平均直径, m；μ——流体粘度, N·s/m2。
由以上两式可知, 影响流化床层和起始流化速度的因素主要为床层高度、流体与颗粒的密度、颗粒空隙率和颗粒尺寸、流体粘度等。
另外可根据佛鲁德准数（判断两种流化状态, （Fr）mf小于1时为散式流态化, 大于1时为聚式流态化。
上述各关系可以通过实验进行验证。
三、实验装置实验装置流程见附图所示, 分液固和气固两种流化床, 均为矩形透明有机玻璃结构, 床层横截面积尺寸为150×20mm, 分布板上放置约1公斤φ575μm玻璃球固体颗粒。
液固系统的水由旋涡式水泵自塑料水箱抽取经转子流量计送入流化床底部, 床层压降由倒置的U型管压差计计量, 流经床层的水由顶部溢流槽流回水箱。