化工原理干燥5.3

1、返回5.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算干燥過程的物料衡算與熱量衡算5.2.1 濕物料的性質(zhì)濕物料的性質(zhì)5.2.2 干燥系統(tǒng)的物料衡算干燥系統(tǒng)的物料衡算5.2.3 干燥系統(tǒng)的干燥系統(tǒng)的熱量衡算熱量衡算5.2.4 空氣通過干燥器的狀態(tài)變空氣通過干燥器的狀態(tài)變化化返回5.2.1 濕物料的物料性質(zhì)濕物料的物料性質(zhì)兩種表示方法：兩種表示方法：1、濕基含水量、濕基含水量 w kg水水/kg濕物料濕物料w 濕物料中水分質(zhì)量濕物料總質(zhì)量返回2、干基含水量、干基含水量 X kg水水/kg干物料干物料X 濕物料中水分質(zhì)量濕物料中絕干物料質(zhì)量兩者關(guān)系兩者關(guān)系wwXXXw 11返回3、濕物料的比熱容、濕物料的比熱容

2、kJ/kg干物料干物料.mswccXcCs絕干物料的比熱容，絕干物料的比熱容， kJ/kg干物料.Cw物料中所含水分的比熱容，物料中所含水分的比熱容，4.187 kJ/kg水水.Cm濕物料的比熱容，濕物料的比熱容，kJ/kg干物料. 4、濕物料的焓、濕物料的焓I濕物料中濕物料中絕干物料的焓和所含水分的焓：絕干物料的焓和所含水分的焓：濕物料的溫度，濕物料的溫度， (4.187)swsmIcXccXc 返回5.2.2 干燥過程的物料衡算干燥過程的物料衡算干干 燥燥 流流 程程 圖圖預(yù)熱器預(yù)熱器L, t0 , H0L, t1 , H1干干燥燥器器L, t2 , H2 濕物料濕物料G1, w1, (G

3、,X1), 1 產(chǎn)品產(chǎn)品G2, w2, (G,X2), 2新鮮空氣新鮮空氣廢氣廢氣返回L 絕干空氣質(zhì)量流量，絕干空氣質(zhì)量流量，kg干氣干氣/s；G1、G2 物料進(jìn)出干燥器總量，物料進(jìn)出干燥器總量，kg物料物料/s。絕干物料量絕干物料量G kg干物料干物料/s1122(1)(1)GGwGw1、汽化水分量、汽化水分量 W kg水水/s2112()()WL HHG XX221121wGwGGG 1221212111GwwwGwww 水分汽化量濕物料中水分減少量濕空氣中水分增加量水分汽化量濕物料中水分減少量濕空氣中水分增加量返回2、絕干空氣用量、絕干空氣用量 L kg干氣干氣/s)(12HHLW 12

4、HHWL 021211HHHHWLl 令令kg干氣干氣/kg水水 比空氣用量比空氣用量：每汽化每汽化1kg的水所需干空氣的量。的水所需干空氣的量。（單位空氣消耗量）（單位空氣消耗量）返回3.干燥產(chǎn)品流量干燥產(chǎn)品流量G2 ：出干燥器總量，：出干燥器總量，kg物料物料/s。絕干物料量絕干物料量G kg干物料干物料/s1122(1)(1)GGwGw1122(1)(1)GwGw返回4、濕空氣參數(shù)、濕空氣參數(shù)(1). 濕空氣用量濕空氣用量kg濕氣濕氣/kg水水)1(0Hll 00(1)LLHkg濕氣濕氣/s( 2). 濕空氣體積濕空氣體積Hs lV m3 濕氣濕氣/kg水水Hs LV m3 濕氣濕氣/s

5、( 3). 濕空氣密度濕空氣密度H0ss1 HVlVL kg濕氣濕氣/m3濕氣濕氣返回5.2.3 熱量衡熱量衡 算算QLI1, L, t1 , H1 產(chǎn)品產(chǎn)品G2, w2, (X2), 2 I2 濕物料濕物料 G1, w1, (X1), 1 ,I1 I2, L, t2 , H2廢氣廢氣I0, L, t0 , H0新鮮空氣新鮮空氣QP預(yù)熱器預(yù)熱器QD干干燥燥器器1.熱量衡算基本方程式熱量衡算基本方程式返回QP：預(yù)熱器內(nèi)加入熱量，：預(yù)熱器內(nèi)加入熱量，kJ/s；QD：干燥器內(nèi)加入熱量，：干燥器內(nèi)加入熱量，kJ/s。外加總熱量外加總熱量 QQP QD1）、預(yù)熱器的消耗熱量計算）、預(yù)熱器的消耗熱量計算

6、QP 若忽略熱損失，則若忽略熱損失，則P10()QL II返回3）、干燥系統(tǒng)消耗的總熱量）、干燥系統(tǒng)消耗的總熱量Q，KW2）、向干燥器補(bǔ)充的熱量）、向干燥器補(bǔ)充的熱量QD1122DLLIGIQLIGIQ干燥器補(bǔ)充的熱量干燥器補(bǔ)充的熱量:2121()()DLQL IIG IIQ2021()()pDLQQQL IIG IIQ返回加入干燥器的熱量被用于以下方面：加入干燥器的熱量被用于以下方面：（1）將濕空氣由）將濕空氣由t0加熱到加熱到t2所需熱量所需熱量020(1.01 1.88)()LHtt（2）濕物料G1=G2+W G2從1被加熱到2熱量 (3)水分W從液態(tài)被加熱并汽化，在溫度t2下離開干燥器

7、所需熱量：221()mGc21(2490 1.884.187 )Wt返回（4）干燥器損失的熱量）干燥器損失的熱量若忽略空氣中水氣進(jìn)出干燥系統(tǒng)的焓的變化和若忽略空氣中水氣進(jìn)出干燥系統(tǒng)的焓的變化和濕物料中水分帶入干燥系統(tǒng)的焓，則有：濕物料中水分帶入干燥系統(tǒng)的焓，則有：02022121(1.01 1.88)()()(2490 1.884.187 )pDmLQQQLHttGcWtQ2022211.01 ()(2490 1.88 )()pDmLQQQL ttWtGcQ干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：加熱空氣；蒸干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：加熱空氣；蒸發(fā)水分；加熱濕物料；損失于周圍環(huán)境發(fā)水分；加熱濕物料；損失于周圍環(huán)

8、境返回1）定義：）定義：100汽化水分所需熱量向干燥系統(tǒng)輸入的總熱量2.干燥系統(tǒng)的熱效率干燥系統(tǒng)的熱效率蒸發(fā)水分所需熱量：蒸發(fā)水分所需熱量：21(2490 1.88 )4.187VQWtW若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則上式簡若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則上式簡化為：化為：2(2490 1.88 )VQWt返回2）、影響熱效率的因素）、影響熱效率的因素1. 一定時，一定時，、10tt2H 2t )(wtt傳熱推動力傳熱推動力 )(wHH傳質(zhì)推動力傳質(zhì)推動力熱效率：熱效率：1002W(2490+1.88t )Q返回 因此，因此，t2 不能過低，一般規(guī)定不能過低，一般規(guī)定 t2 比進(jìn)入干

9、比進(jìn)入干燥器時空氣的濕球溫度燥器時空氣的濕球溫度 tw 高高20 50。2. 一定時，一定時，、20tt1t3. 回收廢氣中熱量回收廢氣中熱量4. 加強(qiáng)管道保溫，減少熱損失加強(qiáng)管道保溫，減少熱損失返回5.2.4 空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化1、等焓干燥過程（絕熱干燥過程或理想干燥過程）、等焓干燥過程（絕熱干燥過程或理想干燥過程） 空氣在進(jìn)、出干燥器的焓值不變。空氣在進(jìn)、出干燥器的焓值不變。滿足如下條件：滿足如下條件：1)、不向干燥器補(bǔ)充熱量，即、不向干燥器補(bǔ)充熱量，即QD=02)、忽略干燥器向周圍散失的熱量，即、忽略干燥器向周圍散失的熱量，即QL=03)、物料進(jìn)出干燥器的焓相等，即、物料進(jìn)出干燥器的焓相等，即G(I2-I1)=0即即I2=I1返回2、實際干燥過程、實際干燥過程1). 補(bǔ)充熱量大于損失的熱量補(bǔ)充熱量大于損失的熱量12II 即即 在非絕熱情況下進(jìn)行的干燥過程。在非絕熱情況下進(jìn)行的干燥過程。2).