化工原理-第八章-干燥.ppt

第五章枯燥;;概述;二、枯燥分类;三、对流枯燥：;*热能以对流方式传递给物料；;三、对流枯燥的传热传质过程

对流枯燥中，传热和传质同时发生

1、传热过程

2、传质过程

本章研究对象：空气-水系统;5.1湿空气的性质和湿焓图;2.相对湿度(RelativeHumidity)：在一定总压下，湿空气的水汽分压与同温下饱和水蒸汽压之比;在湿空气中，1kg绝干空气体积和相应水汽体积之和，又称湿容积。(单位：m3/kg)

;常压下，将湿空气中1Kg绝干空气及其相应水汽的温度升高〔或降低〕1℃所需要〔或放出〕的热量，称为湿热。;由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温度，一般以0℃为基准，且规定在0℃时绝干空气和液态水的焓值均为零，那么;6.干球温度t和湿球温度tw

①干球温度：用普通温度计测得的湿空气的真实温度。

②湿球温度：湿球温度计在湿度空气流中，到达平衡或稳定时所显示的温度。;湿度差→湿份气化→水分降温→

温度差→空气传热→稳定

;*注意：

①湿球温度与水初温无关，只是稳定时间不同；

②湿空气量大，可认为状态不变；

③tw=f(t,H)；H↑，t-tw↓，饱和时tw=t。

④测定时u≥5m/s，减少导热和辐射影响。

;7.绝热饱和温度:

;③说明：;*注意：tw与tas概念不同，但均与t、H有关。

①tw是少量水和大量空气接触达稳态时的温度，过程中气体温度和湿度近似不变；属动态平衡；

②tas是大量水与空气接触达平衡时的温度，过程中气体温度和湿度都变化；属静态平衡；

;不饱和的湿空气在总压与湿度保持不变的情况下，降低温度，使之到达饱和状态，即为露点td。

;例5-1常压20℃、湿度0.0147kg/kg绝干气的湿空气，求：①φ；②VH；③CH；④I。50℃？;例5-2常压30℃、湿度0.02403kg水/kg绝干

气的湿空气，

求：①分压p；②td；③tas；④tw。

;;湿空气的H～I图;五组线群：;;H～I图使用方法：

①I～H：求td,tas,tw;②t～tw：求A点;③t～td：求A点;④t～φ：求A点;例5-1常压20℃、湿度0.0147kg/kg绝干气的

湿空气，求：①φ；④I。50℃？

;例5-2常压30℃、湿度0.02403kg水/kg绝干

气的湿空气，

求：①分压p；②td；③tas；④tw。

;5.2枯燥过程物料与热量衡算;3.湿物料的比热容Cm

4.湿物料的焓I’(以0℃为基准)

;枯燥系统的物料衡算;2.绝干空气消耗量()：;G2中仍含少量水分-枯燥产品；

注意与绝干物料G的区别。;1、热量衡算根本方程;;;;;参加枯燥系统的Q被用于：

①加热空气

②蒸发水分

③加热湿物料

④热损失;2、枯燥系统的热效率;H2↑、t2↓→η↑；

H↑→(Hw-H)↓→推动力↓→速率↓

对吸湿性物料应使t2↑、H↓。

在实际枯燥过程中，一般t2-tas1=20～50℃，

从而保证后续设备中不析出水而使产品返潮；

废热回收：循环、预热空气或物料；;例5-5常压枯燥。如上图所示。

cm=3.28kJ/(kg绝干料×℃)

求：①水分蒸发量W；②新鲜空气消耗量L0；

③风机风量；④Qp；⑤Q；⑥QD；⑦η。;;;;;;;空气通过枯燥器时的状态变化;;;2、非等焓枯燥过程;5.3枯燥过程平衡关系与速率关系;物料中的水分;1.平衡水分与自由水分

①平衡水分X*〔单位kg水/kg绝干料〕

一定状态湿空气，枯燥物料能到达的极限含水

量。又称平衡湿含量或平衡含水量。

即用某种空气无法再去除的水分。

与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关；

物料中的平衡水分随温度升高而减小；

随湿度的增加而增加。;?=0，X*=0，

结论：只有用绝干气才能得绝干料；;②自由水分

物料含水量超出平衡水分的局部。即XX*

能用该状态空气枯燥除去的水分。

2.结合水分与非结合水分

①非结合水分

将该?～X*线延长与?=100％线相交于X*B；此时

物料外表水气p=ps，XX*B时，p不再变化，如同

外表水一样，汽化方式与纯水相同。结合力较弱，

易枯燥除去。

②结合水分

XX*B的水分。结合力较强，pps，较难除去。;;枯燥时间的计算;1.恒定枯燥时间计算;一、恒定枯燥条件：;;;三、枯燥速率曲线：;;;4〕恒定枯燥条件下枯燥时间的计算

①恒速阶段

枯燥时间可直接枯燥曲线上查得。无枯燥曲

线时，常用计算法

恒速枯燥速率=临界枯燥速率;影响恒速枯燥的因素：

空气流速↑、t↑、H↓→U↑；;例：某种湿物料在常压气流枯燥器中进行