第十章干燥理論

1、干燥,概述,1,固體物料中的濕份,水分或化學(xué)溶劑,2,除濕方法：機(jī)械除濕方法,如離心分離、沉降、過(guò)濾等,干燥,利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹萜?。除濕程度高，能耗?3,干燥,操作壓力,真空,操作方式,連續(xù),間歇,傳熱方式,或組合,導(dǎo)熱,對(duì)流,輻射,介電加熱,分類,常壓,本章討論,以不飽和熱空氣為干燥介質(zhì)，除去濕物料中水分的連續(xù)對(duì)流干燥過(guò)程,4,干燥過(guò)程,熱空,氣流,過(guò)濕,物料,表面,熱量,傳遞,到濕,物料,表面,濕物,料表,面水,分汽,化并,被帶,走,傳質(zhì)過(guò)程,表面,與內(nèi),部出,現(xiàn)水,分濃,度差,內(nèi)部,水分,擴(kuò)散,到表,面,傳熱過(guò)程,傳質(zhì)過(guò)程,5,干燥過(guò)程推動(dòng)力,物料表面水分壓,P,表水,熱空氣中

2、的水分壓,P,空水,第五章,干燥,概述,1,固體物料中的濕份,4,干燥過(guò)程,5,干燥過(guò)程推動(dòng)力,6,本章要解決的問(wèn)題,物料衡算,涉及濕空氣的性質(zhì),能量衡算,涉及干燥速率和水在,氣固相的平衡關(guān)系,2,除濕方法,3,干燥分類,除水分量,空氣消耗量,干燥產(chǎn)品量,熱量消耗,干燥時(shí)間,第一節(jié),濕空氣的性質(zhì)及濕度圖,5-1-1,濕空氣的性質(zhì),濕度,H,kg,水氣,kg,絕干氣,相對(duì)濕度,比容,H,P,一定時(shí),m,3,kg,絕干氣,3,絕干空氣,m,3,水氣,m,H,kg,絕干空氣,H=f(P,總,p,飽和濕度,Hs= f(P,總,p,s,p,水氣分壓,p,s,空氣溫,度下，純水的,飽和蒸氣壓,p,100,

3、p,s,p,p,s,在同溫下,絕干空氣,0,m,濕空氣,kg,絕干空氣,3,飽和空氣,1,越小，吸濕能力越大,5-1-1,濕空氣的性質(zhì),比熱,C,H,濕球溫,絕熱飽和,露點(diǎn),冷卻溫度,kJ/kg,絕干氣,kJ/kg,絕干氣,度,t,度,t,w,t,d,t,as,將相應(yīng)于,相應(yīng)于,1kg,空氣的,濕球溫,不飽和空氣,不飽和的,絕干空氣,真實(shí)溫,度計(jì)與,等濕冷卻到,1kg,絕干空,的濕空氣,度，簡(jiǎn),濕球溫,濕空氣等,飽和狀態(tài)時(shí),氣的濕空氣,焓降溫到,的焓,稱溫度,度,的溫度，相,飽和狀態(tài),溫度升高,應(yīng)的濕度為,時(shí)的溫度,1,所需的,飽和濕度,兩者結(jié)合,熱量,可以算出濕度,水蒸氣,空氣系統(tǒng)：不飽和空

4、氣,t t,as,或,t,w,t,d,飽和空氣,t = t,as,t,d,焓,I,干球溫,湍流下的水,蒸汽,空氣,系統(tǒng)，在一,定的,t,H,下,t,w,t,as,不飽和空氣,絕熱系統(tǒng),5-1-2,濕空氣的,H-I,圖,根據(jù)空氣任兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)在,H-I,圖上確定其它性質(zhì),等濕線,等溫線,飽和空,氣線,等焓線,p-H,線,等濕線,等溫線,相對(duì)濕,度線,等焓線,p-H,線,第二節(jié),干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算,5-2-1,濕物料中含水量的表示方法,濕基含水量,w,干基含水量,w,水分質(zhì)量,w,100,物料總質(zhì)量,水分質(zhì)量,X,純干物料總質(zhì)量,w,X,1,w,5-2-2,干燥系統(tǒng)的物料衡算（目的：計(jì)算

5、水分蒸發(fā)量,空氣耗量和干燥產(chǎn)品量,新鮮空氣,L,H,1,干燥產(chǎn)品,G,2,X,2,干燥設(shè)備,廢氣,L,H,2,濕物料,G,1,X,1,水分衡算,LH,1,GX,1,LH,2,GX,2,G kg,絕干物料,s,G,1,G,2,kg,濕物料,s,L kg,絕干空氣,s,水分衡算,LH,1,GX,1,LH,2,GX,2,G kg,絕干物料,s,水分蒸發(fā)量,W,kg,水,s,W=L,H,2,H,1,絕干空氣耗量,L,kg,絕干空氣,s,G,X,1,X,2,L,H,2,H,1,W,H,2,H,1,干燥產(chǎn)品流量,G,2,kg,濕物料,s,G,2,1- w,2,G,1,1-w,1,G,1,1-w,1,G,2

6、,1-w,2,G,2,G,1,W,G,X,1,X,2,5-2-3,干燥系統(tǒng)的熱量衡算（目的：計(jì)算,Q,p,Q,D,和,消耗的總熱量,Q,H,0,t,0,I,0,Q,p,H,1,t,1,I,1,補(bǔ)充熱,G,2,X,2,Q,D,2,I,2,H,2,t,2,I,2,G,1,X,1,1,I,1,I,kJ/kg,絕干空氣,I,kJ/kg,絕干物料,物料溫度,Q,p,L,I,1,I,0,Q,D,L,I,2,I,1,G,I,2,I,1,Q,L,Q,Q,p,Q,D,L,I,2,I,0,G,I,2,I,1,Q,L,空氣吸收的熱,物料吸收的熱,熱損失,Q,Q,p,Q,D,L,I,2,I,0,G,I,2,I,1,Q

7、,L,空氣吸收的熱,物料吸收的熱,熱損失,經(jīng)簡(jiǎn)化并整理可得,Q,1.01 L,t,2,t,0,W,2490 + 1.88 t,2,GCm,2,1,Q,L,空氣用熱,蒸發(fā)水用熱,加熱干物料用熱,熱損失,W,2490 + 1.88 t,2,熱效率,100,Q,忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)的焓,H,0,t,0,I,0,H,1,t,1,I,1,G,2,熱,X,2,2,I,2,5-2-4,空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化（確定干燥器出口處空氣狀態(tài)參數(shù),Q,p,L,I,1,I,0,Q,D,L,I,2,I,1,G,I,2,I,1,Q,L,兩式相加得,Q,D,L,I,1,I,0,L,I,2,I,0,G,I,2,I,1,

8、Q,L,依此式分析焓變化,Q,p,補(bǔ)充,Q,D,H,2,t,2,I,2,G,1,X,1,1,I,1,等焓干燥過(guò)程,非等焓干燥過(guò)程,又稱絕熱干燥、理想干燥,條件,條件,Q,D,0 Q,L,0,1,Q,D,0 Q,L,0 G,I,2,I,1,0,得,I,1,I,2,BC,1,線在,BC,線下方,G,I,2,I,1,0,2,Q,D,Q,L,G,I,2,I,1,得,I,2,I,1,得,I,1,I,2,BC,2,線在,BC,線上方,3,等溫下進(jìn)行,BC,3,線,第二節(jié),干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算,5-2-1,濕物料中含水量的表示方法,5-2-2,干燥系統(tǒng)的物料衡算（計(jì)算水分蒸發(fā)量、空氣耗量和干燥產(chǎn)品量,5-2-3,干燥系統(tǒng)的熱量衡算（計(jì)算,Q,p,Q,D,和,消耗的總熱量,Q,5-2-4,空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化（確定干燥器出口處空氣狀態(tài)參數(shù),第三節(jié),固體物料干燥過(guò)程的平衡關(guān)系與速率關(guān)系,5-3-1,物料中的水分（平衡關(guān)系,平衡水分,X,自由水分,結(jié)合水分,非結(jié)合水分,kg,水,kg,絕干物料,一定狀態(tài)的空氣條件下,X,f,t,物料性質(zhì),X,濕物料在一定的空氣狀態(tài),下干燥的極限,X,的部分,可以用干燥,方法除去,當(dāng),p,t,p,s,t,時(shí),X,X,B,100,的部分為結(jié)合水分,X,B,不易除去,X,的部分為非結(jié)合水分,B,易除去,