化工原理 9沸腾干燥实验(4400字)

来源:m.ttfanwen.com时间:2016.4.18

实验九 沸腾干燥实验

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。

化工原理9沸腾干燥实验

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 .

1

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℃范围内)数分钟,并打开进料口,将待

干燥物料徐徐倒入,关闭进料口后,再打开风机,并确定风速在某一流量下操作。

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―232与RS

-485转换器,再接入计算机。

AI 9针插头 RS232——RS485  ̄ 计算机

2

图8―2 计算机与仪表间通讯接线方式图

(三)软件安装

在WIN95或WIN98系统下运行光盘中“干燥实验”目录下的SETUP。EXE,启动安装向导,安装数据采集与控制程序,安装完毕必须重新启动系统,才能运行本软件。

安装程序自动在“开始”莱单的“程序”项中建立一个“干燥实验”的快捷方式。点击此快捷方式,便可运行数据采集与控制软件。

(四)干燥实验数据采集系统的运行与使用

当系统安装完毕后,启动程序。若为第一次运行此软件,屏幕中会出现一个提示框,要求用户输入孔板流量计的参数和筛网压降参数。点击确定后,此时屏幕上会出现:

化工原理9沸腾干燥实验

1. 数据采集

当选择数据采集顼后,程序会要用户输入要保存数据的文件名,当用户输入文件名后,出现一个询问框,询问用户是要做“测定流化曲线”实验,还是“测定干燥速率”实验,当用户选择测定流化曲线后,程序进入主画面,并开始实社。当用户选择测定

干燥速率后,程序进入主画面, 并出现一个“开始实验”按钮 ,点击此按钮,即开始实验。 主画面即为干燥实验的流程图(见图8—3),在此图中1数字显示框为空气进口温度(即干球温度(℃),2数字显示框为床层压降(kPa),3数字显示框为床层温=度(℃),4数字显示框为空气压力(kPa),5数字显示框为孔板压差(kPa),6数字显示框为湿球温度(℃),7数字显示框为加热器控温(℃),8数字显示框为空气流量(m3/h)。在画面上面有一排6个按钮,其分别为: 〝选择实验〞,〝数据存盘〞,〝数据打印〞,〝查看数据〞 ,〝另存数据〞,〝退出〞。

①选择实验

选择此功能,出现一个询问框,询问用户是要做“测定流化曲线”实验,还是“测定干燥速率”实验,当用户选择测定流化曲线后,程序返回主画面,并开始实验。当用户选择测定干燥速率后,程序返回主画面, 并出现一个“开始实验”按钮,点击此按钮,即开始实验。

②数据存盘

将当前最新的数据存入前面选定的数据文件中。

③数据打印

将当前最新的数据从打印机中打印出来。(必须接上打印机)

④查看数据

化工原理9沸腾干燥实验

化工原理9沸腾干燥实验

3

若选“实验数据”,画面中出现一列表框,将当时正在做的实验(如“流化曲线”或“干燥速率”实验)中所有记录的数据全部列出来,供用户查看,若用户对某一组数据不满意,可以删除。 若选“实验结果”,如果是正在做“流化曲线”实验,则画面中出现一以床层压降P(kPa)为纵坐标,以流化床中的空气流速u(m/s)为横坐标的双对数坐标系,并将实验点在坐标系中绘出。如果是正在做“干燥速率”实验,则因缺少数据而不能使用本功能。

化工原理9沸腾干燥实验

图8―3 干燥实验的流程图主画面

⑤另存数据

选此功能,屏幕中出现一个询问框,要用户输入新的路径及文件名,当用户输入完毕,并点击“确定”后,以前记录的数据将存入新的文件,并将在此之后所记录的新的数据也存入新的数据文件中。

⑥退出

选此按钮时,程序退出采集回到主莱单。

由于在实验中,空气加热器温度是受仪表控制的,控制温度随仪表中的设定值(Sv值)的改变而变,本软件可修改仪表的设定值,具体方法为:用鼠标指到加热器控温的显示框,

此时,鼠标的游标将变成手的形状,点击此显示框,会出现一个询问框,要用户输入相应仪表的Sv值,当用户输入该值后,软件通过通讯将相应仪表上的Sv值修改。

做“干燥速率”实验时,屏幕的右上角回会显示时钟,当点击记录数据时,会在时钟的下方显示记录本组数据的时间。用户可以根据此时间与时钟来确定记录数据的时间间隔。

2. 显示结果

当用户在菜单中选择“显示结果”时,出现一个下拉莱单:

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用户选择“流化曲线”后,程序首先询问用户要处理的数据文件名,然后,出现一列表框,将此数据文件中相应数据列在列表框中,此时若用户对某一组或某几组数据不满意,可以将其删除。用户点“退出”后,进入另一画面,在双对数坐标系中画出床层压降与空气流速的关系。退出此画面后,在一列表框中列出床层压降与空气流速的数据,点击“退出”,则退回主莱单。

用户选择“干燥速率”后,程序首先询问用户要处理的数据文件名,然后,出现一列表框,将此数据文件中相应数据列在列表框中,此时若用户对某一组或某几组数据不满意,可以将其删除。用户点“退出”后,进入一画面,在直角坐标系中画出干燥速率与平均含水量的关系。退出此画面 4

后,在一列表框中列出干燥速率与物料平均含水量的数据,点击“退出”, 进入另一画面,在直角坐标系中画出物料含水量与时间的关系。退出此画面后,在一列表框中列出物料含水量与时间的数据,点击“退出”,则退回主菜单。

3. 修改参数

选此功能时,屏幕中会出现一个提示框,要求用户输入孔板流量计的参教和筛网压降参数。点击确定后,退回主莱单。

4. 退出

当用户在主菜单中选“退出”时,即结束程序的运行。

附录二 干燥装置各个仪表的单位及参数设定

化工原理9沸腾干燥实验

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5

附录三 孔板流量计的计算公式与参数

1. 孔板流量计计算公式

Ⅴ=C1RC2

式中 Ⅴ—————流量,单位m3/h

R—————孔板压差,单位kPa

2. 孔板流量计参数

1# 2# C1 28.97 28.97 C2 0.45 0.45

附录四 筛网压降的计算公式与参数

1. 计算公式:

P=CC4

3V

式中 P———— kPa

Ⅴ————空气流量,m3/h

2.参数:

1#

C 1.73×10—4

3

C4 2。02 |

2# 6.35×10—5 2。2 6


第二篇:化工原理干燥实验 1500字

时间间隔总重量湿物重量干基含水量平均含水量干燥速率Xi-1-Xi

0201.567.21.96035241.969163-0.808-0.017623201.967.61.97797361.953744492.22290.0484586200.866.51.92951541.896475773.03120.0660799199.3651.86343611.825991193.43530.0748912197.663.31.78854631.748898683.63740.07929515195.861.51.70925111.669603523.63740.0792951819459.71.62995591.590308373.63740.07929521192.257.91.55066081.51541853.23330.07048524190.656.31.48017621.442731283.43530.0748927188.954.61.40528631.367841413.43530.0748930187.252.91.33039651.29074893.63740.07929533185.451.11.25110131.211453743.63740.07929536183.649.31.17180621.138766523.03120.06607939182.147.81.10572691.070484583.23330.07048542180.546.21.03524230.995594713.63740.07929545178.744.40.95594710.920704853.23330.07048548177.142.80.88546260.852422913.03120.06607951175.641.30.81938330.788546262.82910.06167454174.239.90.75770930.726872252.82910.06167457172.838.50.69603520.669603522.42490.05286360171.637.30.64317180.618942732.22290.04845863170.536.20.59471370.572687222.02080.04405366169.535.20.55066080.5308371.81870.03964869168.634.30.51101320.488986782.02080.04405372167.633.30.46696040.449339211.61660.03524275166.832.50.43171810.411894271.81870.03964878165.931.60.39207050.374449341.61660.03524281165.130.80.35682820.332599122.22290.0484588416429.70.308370.29074891.61660.03524287163.228.90.27312780.255506611.61660.03524290162.428.10.23788550.22466961.21250.02643293161.827.50.21145370.19383261.61660.0352429616126.70.17621150.162995591.21250.02643299160.426.10.14977970.136563881.21250.026432102159.825.50.1233480.114537440.80830.017621105159.425.10.1057269

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