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第十一章固体物料的枯燥;主要内容
11.0概述
11.1湿空气的性质和湿度图
11.2枯燥过程的物料衡算与热量衡算
11.3固体物料在枯燥过程中的平衡关系与速率关系
11.4枯燥器
本章总结-联系图;本章要求;11.0概述;枯燥的分类;枯燥的分类〔续〕;11.0.3对流枯燥流程及特点;1.传热、传质同时进行,传递方向相反。;11.1.1湿空气的性质
枯燥操作中,不饱和湿空气既是载热体,又是载湿体,因此,可通过空气的状态变化来了解枯燥过程的传热、传质,为此,应先了解湿空气的性质。
枯燥过程中湿空气中的水分含量是不断变化的,但绝干空气量没有变化,故湿空气各种有关性质均以1kg绝干空气为基准。
一、湿度〔湿含量〕H
定义:湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比,kg(水汽)/kg(绝干气)。;常压下,湿空气可视为理想气体,那么有:;饱和湿度Hs
当湿空气中水蒸汽分压pV恰好等于同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压ps时,那么说明湿空气到达饱和,此时的湿度H为饱和湿度Hs。;二、相对湿度?;φ越小,湿空气偏离饱和程度越远,枯燥能力越大。
对枯燥介质:0φ1
T↑,ps↑,φ↓,枯燥能力↑
湿度H只能表示出水汽含量的绝对值,而相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
相对湿度φ与湿度H的关系:;三、比体积〔湿容积〕υH;所以:;〖说明〗;
;
;六、干球温度〔温度〕t;湿球温度计测量原理;:;;对于空气—水系统:当空气流速u?5m/s时,传热以对流方式为主,有:
在实际生产中,常常利用干、湿球温度计来测量空气的湿度。
;八、绝热饱和温度tas;绝热饱和温度tas的计算公式〔推导过程见P252〕;湿球温度tw与绝热饱和温度tas的关系:;定义:一定压力下,将不饱和空气等湿降温至饱和状态,出现第一滴露珠时的温度。;〖说明〗;例11-1湿空气的总压为101.3kPa,相对湿度为50%,干球温度为20oC。试求:(1)湿度H(2)水蒸汽分压p(3)露点td(4)焓I(5)如将500kg/h干空气预热至117oC,求所需热量Q;(6)每小时送入预热器的湿空气体积L’。
解:P=101.3kPa,φ=50%,t=20oC,由饱和水蒸汽表查得,水在20oC时之饱和蒸汽压为ps=2.34kPa
(1)??度H;(b)水蒸汽分压
(c)露点td
露点是空气在湿度H或水蒸汽分压p不变的情况下,冷却到达饱和时的温度。所以可由p=1.17kPa查饱和水蒸汽表,得到对应的饱和温度td=9OC。
(d)焓I;(e)传热量Q;11.1.2湿空气的H-I图;1.湿焓图的组成;;〔3〕等t线〔等温线〕;〔4〕等φ线〔等相对湿度线〕
φ=f(H,t),等φ线就是将假设干点(H,t)连接起来的线。
;〔5〕pv线(水蒸汽分压线)
当P一定时,H0.622,pv与H呈直线。
pv线标于φ=100%线的下方,表示pv与H之间的关系。;〖说明〗
;A;(5)表示湿空气状态的变化过程;B;⑤两股不同状态气流的混合
状态点为A和B的两股气流,其焓值和湿度分别为I1、H1和I2、H2,现A与B按m:n〔质量〕混合。显然,两股气流混合后的状态C必然在点A、B的联线上,其位置可按杠杆规那么求出。;例11-2湿空气的总压为101.3kPa,相对湿度为50%,干球温度为20oC。试用H~I图求解:
(1)水蒸汽分压pv;
(2)湿度H;
(3)焓I;
(4)露点td;
(5)湿球温度tw;
(6)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117oC,求所需热量Q。;解:如图。
由条件:P=101.3kPa,φ0=50%,t0=20oC在I-H图上定出湿空气的状态点A点。
(1)水蒸汽分压pv
由A点沿等H线向下交水蒸汽分压线于C,在图右边纵坐标上读出pv=1.2kPa。
(2)湿度H
由A点沿等H线交水平辅助轴于一点,读得H=0.0075kg水/kg干空气。
(3)焓I
通过A点作等I线的平行线,交纵轴于一点,读得I0=39kJ/kg干空气。;(4)露点td
由A点沿等H线与φ=100%饱和线相交于B点,由等t线读得td=10oC。
(5)湿球温度tw
由A点沿等I线与φ=100%饱和线相交于D点,由等t线读得tw=14oC。
(6)热量Q
因湿空气通过预热器加热其湿度不变,所以可由A点沿等H线向上与t1=117oC线相交于G点,读出I1=138kJ/kg干空气〔即湿空气离
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