化工原理下册课件第5篇 章 干燥(干燥过程的物料衡算和热量衡算).ppt

5.3 干燥过程的物料衡算和热量衡算;在工业生产中，通常以湿基含水量来表示物料中含水分的多少。但由于湿物料的质量在干燥过程中因失去水分而逐渐减少，绝对干料的质量在干燥过程中是不变的，故用干基含水量计算较为方便。;干燥产品量G2 绝对干料的质量GC不变, P206, (5-22);水分蒸发量W 干燥器的总物料衡算 ;单位空气消耗量l: 蒸发１kg水分所消耗的干空气量，kg干空气／kg水分;解答：;（c）鼓风机风量Ｖ;5.3.2 干燥过程的热量衡算;一、预热器的消耗热量Qp;三、总的热量衡算;干燥消耗的总热量; 在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃，湿度为0.0073Kg水/Kg绝干气，（焓为35KJ/Kg绝干空气） ；空气进干燥器温度为90℃，焓为109KJ/Kg绝干空气；空气出干燥器温度为50℃；湿度为0.023 Kg水/Kg绝干气；进干燥器物料含水量为0.15Kg水/Kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01Kg水/Kg绝干料；干燥器生产能力为237Kg/h（按干燥产品计）。试求： （1）绝干空气的消耗量（Kg绝干气/h）； （2）进预热器前风机的流量（m3/s）； （3）预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。 ;解答：; 例【5-5】在一常压转筒干燥器中，将某物料从含水量4.0%干燥到0.5%（均为湿基），干燥产品质量流量为600kg/h，空气进预热器前温度t0=250C，相对湿度j0=55%，经过预热器加热到t1=850C后再进入干燥器，出干燥器时t2=300C。物料进干燥器时的温度q1=240C，出干燥器时q2=600C，绝干物料的比热容为0.52kJ/kg·0C。假设干燥器的热损失为18000kJ/h，试求：（1）绝干空气流量；（2）预热器中的传热量。（250C时水的饱和蒸汽压=3.168kPa）。; 解： ; 热量衡算： ; 联立求解，得到： ;5.3.3 空气通过干燥器时状态变化;1）选择气体出干燥器的状态（H2，t2 ），求解空气用量L及QD。（根据物料和能量衡算）2）选定补充的加热量（许多干燥器中，QD=0）及气体出干燥器状态的一个参数（ H2，t2，j2 中的一个），求空气量L及另一个气体出口参数。(上例） 由于出口气体状态参数之一未知，求解比较复杂，因而对干燥过程进行简化，便于初步估算。 ;二、理想干燥过程－等焓干燥过程－绝热干燥无外加???充热量（ QD=0）；忽略设备热损失QL =0；（绝热良好）物料足够润湿，物料I1’=I2’（温差不大）,因此， I1＝I2 气体在干燥过程中的状态变化为等焓过程;三、非理想干燥过程 （非等焓干燥过程） 实际的干燥过程大多为非理想干燥，即过程中有显著的热损失或有补充加热。;p;四、空气的混合和循环 干燥操作的能耗很高，采用废气循环（1）可以节省能量。（2）改善块状物料干燥时的变形。; 练习：某厂利用气流干燥器将含水20%的物料干燥到5%（均为湿基），已知每小时处理的原料量为1000kg，于40℃进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温度为20℃，湿球温度为16.5℃，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为60℃，湿球温度为40℃，干燥器的热损失很小可略去不计，试求： 需要的空气量为多少m3/h？（以进预热器的状态计） 空气进干燥器的温度？ （已知0℃时水的汽化热2490kJ/kg，空气与水汽比热分别为1.01与1.88kJ/kg.K。）;解答：;（2）空气进干燥器的温度;三、干燥系统的热效率;干燥器无补充热量，QD=0，Q=Qp=L (1.01+1.88H0) (t1-t0)，则热效率表示为（理想干燥过程）：;提高热效率的途径： 降低空气出口温度 t2和提高出口湿度H2，但影响干燥速率和物料的最终干燥程度。 干燥器处于零表压状态下操作，以避免因热空气的漏出或冷空气的漏入而降低干燥器的热效率。 尽量利用废气中的热量，如用废气预热冷空气或湿物料，减少设备和管道的热损失，都有助于热效率的提高。 用热空气作干燥介质时，热效率η=30-60%；应用部分废气循环时，热效率η=50-75%。;作业：5-7