第四章干燥第三课时.ppt

第四章干燥第三课时第一页，共十六页，2022年，8月28日 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。第二页，共十六页，2022年，8月28日 划分依据：物料所含水分能否用干燥方法除去。 物料中的水分与一定温度t、相对湿度φ的不饱和湿空气达到平衡状态，此时物料所含水分称为该空气条件(t、φ )下物料的平衡水分。 在干燥过程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分，称为自由水分。 ? 平衡水分随物料的种类及空气的状态(t，φ)不同而异。平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度。平衡水分(equilibrium water)和自由水分(free water)2. 湿物料中水分的状态第三页，共十六页，2022年，8月28日 划分依据：根据物料与水分结合力的状况结合水分： 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。特点：籍化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。 结合水分(bound water)与非结合水分(unbound water) 第四页，共十六页，2022年，8月28日 非结合水分： 包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。特点：物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。 物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关；平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。强调：第五页，共十六页，2022年，8月28日 物料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系：总水分自由水分平衡水分非结合水分结合水分x*x0x1空气相对湿度φ100%物料的含水量0第六页，共十六页，2022年，8月28日 干燥产品量G2 绝对干料的质量GC不变 3、物料衡算第七页，共十六页，2022年，8月28日 水分蒸发量W干燥器的总物料衡算 若以干基含水量表示， 干空气消耗量 L 湿物料中水分减少量＝空气中水汽的增加量 第八页，共十六页，2022年，8月28日 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水分空气经预热前、后的湿度不变Ｈ0＝Ｈ1l 仅与Ｈ2 、Ｈ0 有关。Ｈ0 愈大，l 愈大。第九页，共十六页，2022年，8月28日 湿空气的质量： 湿气体的体积流量(风机的风量)V：第十页，共十六页，2022年，8月28日 今有一干燥器，处理湿物料量为800kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。干燥介质为空气，初温为150C，相对湿度为50%，经预热器加热至1200C ，空气终温为450C，相对湿度为80%，试求：（a)水分蒸发量Ｗ； (b)空气消耗量Ｌ、单位消耗量l ； (c)如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量Ｖ。 课堂练习第十一页，共十六页，2022年，8月28日 解答：第十二页，共十六页，2022年，8月28日 空气消耗量Ｌ、单位空气消耗量 l由I-H图查得，空气在t0 ＝150C,Ψ0＝50%时的湿度为Ｈ0＝0.005kg水/kg干空气在t2 =450 C，Ψ2＝80%时的湿度为Ｈ2＝0.052kg水/kg干空气，空气通过预热器湿度不变，即Ｈ0＝Ｈ1 第十三页，共十六页，2022年，8月28日 二、热量衡算目的：确定干燥过程的热量消耗，作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。 L,H0 ,t0 , I0L,H1,t1,I1L,H2,t2,I2G2,w2, X2,I2’,G1,w1, X1,I1’, QP预热器干燥器空气QD第十四页，共十六页，2022年，8月28日 1、预热器的消耗热量Qp2、干燥器热量衡算： 确定干燥器的出口空气状态参数或所需的加热量。假设QL＝0， LI0＋QP＝LI1Qp＝L（I1－I0）第十五页，共十六页，2022年，8月28日 3、热量衡算方程的简化空气的焓值 I=(1.01+1.88H)t+2490H物料的焓值干燥消耗的总热量＝空气升温带走的热量蒸发 水分热量物料升温带走的热量 热损失＋ ＋＋第十六页，共十六页，2022年，8月28日