單元六 塑料干燥

1、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-121單元六單元六 塑料的干燥塑料的干燥一、 塑料的干燥方法二、干燥基本原理三、干燥設(shè)備及其工作原理四、塑料干燥實(shí)例化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-122一、 塑料的干燥方法（一）鼓風(fēng)烘箱干燥 鼓風(fēng)烘箱干燥主要用于小批量生產(chǎn)或塑料成型加工實(shí)驗(yàn)，是將塑料原料放入烘箱格盤中，開(kāi)啟鼓風(fēng)烘箱，加熱空氣，用熱空氣與格盤中原料進(jìn)行熱交換，以此將原料中的水分帶走，從而起到干燥的作用。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-123熱風(fēng)干燥料斗（料斗干燥機(jī)） 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-124（二）真空干燥 真空干燥又稱負(fù)壓干燥，是讓

2、塑料原料處于負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行加熱干燥，通過(guò)抽真空產(chǎn)生負(fù)壓，使揮發(fā)組分的沸點(diǎn)降低，從而使水分迅速變成水蒸氣，從固體原料中分離出來(lái)快速脫離。對(duì)塑料進(jìn)行真空干燥的設(shè)備主要有靜置真空干燥箱、回轉(zhuǎn)真空干燥器及真空干燥料斗。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-125美奎塑料真空干燥機(jī)塑料真空干燥機(jī)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-126（三）沸騰床干燥塑料粒子在沸騰室內(nèi)借循環(huán)熱空氣在多孔板上下形成壓力差而懸浮在熱空氣中進(jìn)行水分氣化傳質(zhì)干燥。由于塑料粒子全表面都接觸熱空氣流, 而且氣化的水汽不斷被熱空氣流帶走, 大大有效地增大塑料粒子內(nèi)部水分向表面氣化的推動(dòng)力, 因而具有高效快速干燥之功能

3、。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-127（四）除濕干燥塑料粒子靜止堆積在料筒中，由分子篩除濕加熱后的熱空氣由下往上對(duì)流通過(guò)塑料粒子層,，吸濕后的分子篩通過(guò)加熱再生可重復(fù)使用。 塑料粒子除濕干燥裝置原理圖1-風(fēng)嘴；2-塑料原料；3-關(guān)閉閥；4-加熱器；5、11-方向閥；6、14-鼓風(fēng)機(jī)；7、13-微型過(guò)濾器；8-再生加熱器；9-出風(fēng)管；10、12-分子篩吸濕罐；15-料筒化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-128（一）塑料干燥過(guò)程的分類（一）塑料干燥過(guò)程的分類操操作作壓壓力力操操作作方方式式傳傳熱熱方方式式(或或組組合合)常常壓壓真真空空連連續(xù)續(xù)間間歇歇導(dǎo)導(dǎo)熱熱對(duì)對(duì)流流輻輻

4、射射介介電電加加熱熱二、干燥基本原理二、干燥基本原理化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1291.傳導(dǎo)干燥傳導(dǎo)干燥熱能通過(guò)傳熱壁面以傳導(dǎo)方式傳給物熱能通過(guò)傳熱壁面以傳導(dǎo)方式傳給物料，產(chǎn)生的濕分蒸汽被氣相料，產(chǎn)生的濕分蒸汽被氣相(又稱干燥介質(zhì)又稱干燥介質(zhì))帶走，帶走，或用真空泵排走。例如紙制品可以鋪在熱滾筒上進(jìn)或用真空泵排走。例如紙制品可以鋪在熱滾筒上進(jìn)行干燥。行干燥。 2.對(duì)流干燥對(duì)流干燥使干燥介質(zhì)直接與濕物料接觸，熱能以使干燥介質(zhì)直接與濕物料接觸，熱能以對(duì)流方式加入物料，產(chǎn)生的蒸汽被干燥介質(zhì)帶走。對(duì)流方式加入物料，產(chǎn)生的蒸汽被干燥介質(zhì)帶走。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2

5、-12103.輻射干燥輻射干燥由輻射器產(chǎn)生的輻射能以電磁波形式由輻射器產(chǎn)生的輻射能以電磁波形式達(dá)到物體的表面，為物料吸收而重新變?yōu)闊崮埽瑥倪_(dá)到物體的表面，為物料吸收而重新變?yōu)闊崮?，從而使?jié)穹謿饣＠缬眉t外線干燥法將自行車表面而使?jié)穹謿饣?。例如用紅外線干燥法將自行車表面油漆烘干。油漆烘干。 4.介電加熱干燥介電加熱干燥將需要干燥電解質(zhì)物料置于高頻將需要干燥電解質(zhì)物料置于高頻電場(chǎng)中，電能在潮濕的電介質(zhì)中變?yōu)闊崮?，可以使電?chǎng)中，電能在潮濕的電介質(zhì)中變?yōu)闊崮?，可以使液體很快升溫氣化。這種加熱過(guò)程發(fā)生在物料內(nèi)部，液體很快升溫氣化。這種加熱過(guò)程發(fā)生在物料內(nèi)部，故干燥速率較快，例如微波干燥食品。故干燥速率

6、較快，例如微波干燥食品。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12115、冷凍干燥冷凍干燥 物料冷凍后，用干燥器抽成真空，物料冷凍后，用干燥器抽成真空，并使再熱體循環(huán)，對(duì)物料提供必要的升華熱。并使再熱體循環(huán)，對(duì)物料提供必要的升華熱。冷凍干燥常用于醫(yī)藥品、生物制品及食品的干燥。冷凍干燥常用于醫(yī)藥品、生物制品及食品的干燥。真空干燥的特點(diǎn)：真空干燥的特點(diǎn)：（1）操作溫度低，干燥速度快，熱的經(jīng)濟(jì)性好；）操作溫度低，干燥速度快，熱的經(jīng)濟(jì)性好；（2）適用于維生素、抗菌素等熱敏性產(chǎn)品以及在）適用于維生素、抗菌素等熱敏性產(chǎn)品以及在空氣中易氧化、易燃易爆的物料；空氣中易氧化、易燃易爆的物料；化學(xué)工業(yè)出版

7、社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1212（3）適用于含有溶劑或有毒氣體的物料，溶劑回）適用于含有溶劑或有毒氣體的物料，溶劑回收容易；收容易；（4）在真空下干燥，產(chǎn)品含水量可以很低，適用）在真空下干燥，產(chǎn)品含水量可以很低，適用于要求低含水量的產(chǎn)品；于要求低含水量的產(chǎn)品；（5）由于加料口與產(chǎn)品排除口等處的密封問(wèn)題，）由于加料口與產(chǎn)品排除口等處的密封問(wèn)題，大型化、連續(xù)化生產(chǎn)有困難。大型化、連續(xù)化生產(chǎn)有困難?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1213干燥介質(zhì)：用來(lái)傳遞熱量（載熱體）和濕分干燥介質(zhì)：用來(lái)傳遞熱量（載熱體）和濕分（載濕體）的介質(zhì)。（載濕體）的介質(zhì)。由于溫差的存在，氣體以對(duì)流方式向

8、固體由于溫差的存在，氣體以對(duì)流方式向固體物料傳熱，使?jié)穹制?；物料傳熱，使?jié)穹制辉诜謮翰畹淖饔孟?，濕分由物料表面向氣在分壓差的作用下，濕分由物料表面向氣流主體擴(kuò)散，并被氣流帶走。流主體擴(kuò)散，并被氣流帶走。對(duì)流干燥過(guò)程原理對(duì)流干燥過(guò)程原理溫度為溫度為 t、濕分分壓為、濕分分壓為 p 的濕熱氣體流過(guò)濕的濕熱氣體流過(guò)濕物料的表面，物料表面溫度物料的表面，物料表面溫度 ti 低于氣體溫低于氣體溫度度 t 。注意：只要物料表面的濕分分壓高于氣體中濕分分壓，干燥即可進(jìn)行，與注意：只要物料表面的濕分分壓高于氣體中濕分分壓，干燥即可進(jìn)行，與氣體的溫度無(wú)關(guān)。氣體的溫度無(wú)關(guān)。氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件，其目

9、的在于加快濕分汽化和物料干燥的氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快濕分汽化和物料干燥的速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。HtqWtippiM干燥是熱、質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程干燥是熱、質(zhì)同時(shí)傳遞的過(guò)程化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1214干燥過(guò)程干燥過(guò)程熱空熱空氣流氣流過(guò)濕過(guò)濕物料物料表面表面熱量熱量傳遞傳遞到濕到濕物料物料表面表面濕物濕物料表料表面水面水分汽分汽化并化并被帶被帶走走表面表面與內(nèi)與內(nèi)部出部出現(xiàn)水現(xiàn)水分濃分濃度差度差內(nèi)部?jī)?nèi)部水分水分?jǐn)U散擴(kuò)散到表到表面面?zhèn)鳠徇^(guò)程傳熱過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)過(guò)程干燥過(guò)程推動(dòng)力：干燥過(guò)程推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：物料表

10、面水分壓傳質(zhì)推動(dòng)力：物料表面水分壓P表水表水 熱空氣中的水分壓熱空氣中的水分壓P空水空水傳熱推動(dòng)力：熱空氣的溫度傳熱推動(dòng)力：熱空氣的溫度t空氣空氣 物料表面的溫度物料表面的溫度t物表物表對(duì)流干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)對(duì)流干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1215除水分量除水分量空氣消耗量空氣消耗量干燥產(chǎn)品量干燥產(chǎn)品量熱量消耗熱量消耗干燥時(shí)間干燥時(shí)間物料衡算物料衡算能量衡算能量衡算涉及干燥速率和水在涉及干燥速率和水在氣固相的平衡關(guān)系氣固相的平衡關(guān)系涉及濕空氣的性質(zhì)涉及濕空氣的性質(zhì)干燥過(guò)程基本問(wèn)題干燥過(guò)程基本問(wèn)題解決這些問(wèn)題需要掌握的基本知識(shí)有：解決這些問(wèn)題需要掌握的基本知識(shí)有：(1) 濕

11、分在氣固兩相間的傳遞規(guī)律；濕分在氣固兩相間的傳遞規(guī)律；(2) 濕氣體的性質(zhì)及在干燥過(guò)程中的狀態(tài)變化；濕氣體的性質(zhì)及在干燥過(guò)程中的狀態(tài)變化；(3) 物料的含水類型及在干燥過(guò)程中的一般特征；物料的含水類型及在干燥過(guò)程中的一般特征； (4)干燥過(guò)程中物料衡算關(guān)系、熱量衡算關(guān)系和速率關(guān)系。干燥過(guò)程中物料衡算關(guān)系、熱量衡算關(guān)系和速率關(guān)系。本章主要介紹運(yùn)用上述基本知識(shí)解決工程中物料干燥的基本問(wèn)題，介紹的范本章主要介紹運(yùn)用上述基本知識(shí)解決工程中物料干燥的基本問(wèn)題，介紹的范圍主要針對(duì)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干燥過(guò)程。圍主要針對(duì)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干燥過(guò)程?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1216濕空氣：指絕干空氣與水蒸汽

12、的混合物。在干燥過(guò)程中，濕空氣：指絕干空氣與水蒸汽的混合物。在干燥過(guò)程中，隨著濕物料中水份的汽化，濕空氣中水份含量不斷增加，隨著濕物料中水份的汽化，濕空氣中水份含量不斷增加，但絕干空氣的質(zhì)量保持不變。因此，濕空氣性質(zhì)一般都以但絕干空氣的質(zhì)量保持不變。因此，濕空氣性質(zhì)一般都以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)。絕干空氣為基準(zhǔn)。 操作壓強(qiáng)不太高時(shí)，空氣可視為理想氣體。操作壓強(qiáng)不太高時(shí)，空氣可視為理想氣體。一、濕空氣的性質(zhì)一、濕空氣的性質(zhì)常壓下濕空氣可視為理想氣體，根據(jù)道爾頓分壓定律，常壓下濕空氣可視為理想氣體，根據(jù)道爾頓分壓定律， 1、水氣分壓水氣分壓v v （一）濕空氣中濕含量的表示方法（一）濕空氣中濕含量的

13、表示方法化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1217系統(tǒng)總壓系統(tǒng)總壓 P ：濕空氣的總壓（：濕空氣的總壓（kN/m2），即），即P干空氣干空氣 與與P水水之和。干燥過(guò)程中系統(tǒng)總壓之和。干燥過(guò)程中系統(tǒng)總壓基本上恒定不變。且基本上恒定不變。且干燥操作通常在常壓下進(jìn)行，常壓干燥的系統(tǒng)總壓接近大氣壓力，熱敏性物料的干干燥操作通常在常壓下進(jìn)行，常壓干燥的系統(tǒng)總壓接近大氣壓力，熱敏性物料的干燥一般在減壓下操作。燥一般在減壓下操作。 干空氣干空氣nnppOHOH22VgpppVppy( ),;VppyVSpp表明濕空氣被水汽飽和。表明濕空氣被水汽飽和?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12

14、18對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水蒸氣系統(tǒng)：水蒸氣系統(tǒng)：Mv=18.02kg/kmol，Mg=28.95 kg/kmolvvvVgggVn MMpHn MMPp0.622VVpHPp濕空氣中水氣的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比。若濕分蒸汽和絕干空氣的摩爾數(shù)濕空氣中水氣的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比。若濕分蒸汽和絕干空氣的摩爾數(shù) (nv, ng) 和摩爾質(zhì)量和摩爾質(zhì)量 (Mv , Mg) 總壓一定時(shí)，濕空氣的濕度只與水蒸汽的分壓有關(guān)?？倝阂欢〞r(shí)，濕空氣的濕度只與水蒸汽的分壓有關(guān)。 Kg水蒸汽水蒸汽/kg絕干空氣絕干空氣當(dāng)當(dāng)pV =ps時(shí)，濕度稱為飽和濕度，以時(shí)，濕度稱為飽和濕度，以Hs表示。表示。ssspPpH 6

15、22. 0化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1219濕度只表示濕空氣中所含水份的絕對(duì)數(shù)，不能反映空氣偏離飽和狀態(tài)的程度（即氣體濕度只表示濕空氣中所含水份的絕對(duì)數(shù)，不能反映空氣偏離飽和狀態(tài)的程度（即氣體的吸濕能力）。的吸濕能力）。 值說(shuō)明濕空氣偏離飽和空氣或絕干空氣的程度，值說(shuō)明濕空氣偏離飽和空氣或絕干空氣的程度， 值越小吸濕能力越大；值越小吸濕能力越大； = 0 ， pv=0時(shí)，表示濕空氣中不含水分，為絕干空氣。時(shí)，表示濕空氣中不含水分，為絕干空氣。 = 1 ， pv=ps時(shí)，表示濕空氣被水汽所飽和，不能再吸濕。時(shí)，表示濕空氣被水汽所飽和，不能再吸濕。對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)

16、：100%VsppsspPpH622. 0相對(duì)濕度：在總壓和溫度一定時(shí)，濕空氣中水汽的分壓相對(duì)濕度：在總壓和溫度一定時(shí)，濕空氣中水汽的分壓pV 與系統(tǒng)溫度下水的飽和蒸汽壓與系統(tǒng)溫度下水的飽和蒸汽壓 ps 之比的百分?jǐn)?shù)。之比的百分?jǐn)?shù)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1220 若若 t 總壓下濕空氣的沸點(diǎn)，最大總壓下濕空氣的沸點(diǎn)，最大 (空氣全為水汽空氣全為水汽) 濕分的臨界溫度，氣體中的濕分已是真實(shí)氣體，此時(shí)濕分的臨界溫度，氣體中的濕分已是真實(shí)氣體，此時(shí) =0，理論上，理論上吸濕能力不受限制。吸濕能力不受限制。= f (H, t) ps 隨溫度的升高而增加，隨溫度的升高而增加，H 不

17、變不變,提高提高 t， ，氣體的吸濕能力增加，故空，氣體的吸濕能力增加，故空氣用作干燥介質(zhì)應(yīng)先預(yù)熱。氣用作干燥介質(zhì)應(yīng)先預(yù)熱。H 不變而降低不變而降低 t， ，空氣趨近飽和狀態(tài)。當(dāng)空氣達(dá)到飽和狀態(tài)而繼續(xù)冷卻，空氣趨近飽和狀態(tài)。當(dāng)空氣達(dá)到飽和狀態(tài)而繼續(xù)冷卻時(shí)，空氣中的水份將呈液態(tài)析出。時(shí)，空氣中的水份將呈液態(tài)析出。 (0.622)sHPHp 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12211.比體積比體積 H (Humid volume) 或濕比容或濕比容 (m3/kg絕干氣體絕干氣體)1kg 絕干空氣和相應(yīng)水汽體積之比。絕干空氣和相應(yīng)水汽體積之比。5512731.0133 1022.4128

18、.9518.022732731.0133 10(0.774 1.244)273HHtvPtHP濕空氣的比體積、比熱容和焓濕空氣的比體積、比熱容和焓H濕空氣的體積濕空氣中干空氣的質(zhì)量3/mkg濕氣干氣1gVgVHnnMMkmol濕氣/kg干氣化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12222.比熱比熱cH (Humid heat)或比熱容或比熱容kJ/(kg )1kg 絕干空氣及相應(yīng)水汽溫度升高絕干空氣及相應(yīng)水汽溫度升高1所需要的熱量所需要的熱量HcccvgH1式中：式中：cg 絕干空氣的比熱，絕干空氣的比熱，kJ/(kg)； cv 水汽的比熱，水汽的比熱，kJ/(kg) 。對(duì)于空氣對(duì)于空氣

19、-水系統(tǒng)：溫度在水系統(tǒng)：溫度在273393K范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，cg=1.01 kJ/(kg)，cv=1.88 kJ/(kg) HcH88. 101. 1化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12233、焓、焓I (Total enthalpy)焓：焓：1kg 絕干空氣的焓與相應(yīng)水汽的焓之和。絕干空氣的焓與相應(yīng)水汽的焓之和。由于焓是相對(duì)值，計(jì)算焓值時(shí)必須規(guī)定基準(zhǔn)狀態(tài)和基準(zhǔn)溫度，一般以由于焓是相對(duì)值，計(jì)算焓值時(shí)必須規(guī)定基準(zhǔn)狀態(tài)和基準(zhǔn)溫度，一般以0為基準(zhǔn)，且為基準(zhǔn)，且規(guī)定在規(guī)定在0時(shí)絕干空氣和液態(tài)水的焓值均為零，則時(shí)絕干空氣和液態(tài)水的焓值均為零，則對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)：vgHIIIH

20、rtcHrtHccIHvg00)(1.01 1.88)2492IH tH顯熱項(xiàng)顯熱項(xiàng)汽化潛熱項(xiàng)汽化潛熱項(xiàng)0Vrc tVIggIc t化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1224當(dāng)熱、質(zhì)傳遞達(dá)平衡時(shí)，氣體對(duì)液體的供熱當(dāng)熱、質(zhì)傳遞達(dá)平衡時(shí)，氣體對(duì)液體的供熱速率恰等于液體汽化的需熱速率時(shí)：速率恰等于液體汽化的需熱速率時(shí)：)(wttSQwwttsHrHHSkQ)(,wtsHwrHHSkttSw)()(,)(,HHrkttwwtstHw（三）濕空氣的溫度（三）濕空氣的溫度 (1)干球溫度干球溫度 t ：濕空氣的真實(shí)溫度，簡(jiǎn)稱溫度：濕空氣的真實(shí)溫度，簡(jiǎn)稱溫度( 或或 K)。將溫度計(jì)直接插在濕空氣中

21、即。將溫度計(jì)直接插在濕空氣中即可測(cè)量?？蓽y(cè)量。(2) 空空氣的濕球溫度（氣的濕球溫度（Wet-bulb temperature） a.定義定義qN對(duì)流傳熱hkH氣體t, H氣膜對(duì)流傳質(zhì)液滴表面tw , Hw液滴 濕球溫度濕球溫度 tw 定義式定義式 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1225(2) 空空氣的濕球溫度（氣的濕球溫度（Wet-bulb temperature）因流速等影響氣膜厚度的因素對(duì)因流速等影響氣膜厚度的因素對(duì) 和和 kH 有相同的作用，有相同的作用，可認(rèn)為可認(rèn)為 kH / 與速度等因素?zé)o關(guān)，而僅取決于系統(tǒng)的物性。與速度等因素?zé)o關(guān)，而僅取決于系統(tǒng)的物性。飽和氣體飽和氣

22、體: H = Hs，tw = t，即飽和空氣的干、濕球溫度相等。，即飽和空氣的干、濕球溫度相等。不飽和氣體不飽和氣體:H Hs，tw t 。對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 09. 1Hk)(09. 1,HHrttwtsww結(jié)論：結(jié)論： tw = f (t, H) ，氣體的，氣體的 t 和和 H 一定，一定，tw 為定值。為定值。 ,()wHwWs tkttrHH 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1226濕球溫度計(jì)測(cè)定濕球溫度的條件是保證純對(duì)濕球溫度計(jì)測(cè)定濕球溫度的條件是保證純對(duì)流傳熱，即氣體應(yīng)有較大的流速和不太高的流傳熱，即氣體應(yīng)有較大的流速和不太高的溫度，否則，熱傳導(dǎo)或熱輻射

23、的影響不能忽溫度，否則，熱傳導(dǎo)或熱輻射的影響不能忽略，測(cè)得的濕球溫度會(huì)有較大的誤差。略，測(cè)得的濕球溫度會(huì)有較大的誤差。 通過(guò)測(cè)定氣體的干球溫度和濕球溫度，可以通過(guò)測(cè)定氣體的干球溫度和濕球溫度，可以計(jì)算氣體的濕度：計(jì)算氣體的濕度：wwHtsrttcHHw)(,氣體ttw濕球溫度的測(cè)定濕球溫度的測(cè)定 HcccvgH1化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1227物料充分濕潤(rùn)，濕分在物料表面的汽化和在液面上汽化相同。物料充分濕潤(rùn)，濕分在物料表面的汽化和在液面上汽化相同。物料經(jīng)過(guò)預(yù)熱，很快達(dá)到穩(wěn)定的溫度，由于對(duì)流傳熱強(qiáng)烈，物料溫度接近氣物料經(jīng)過(guò)預(yù)熱，很快達(dá)到穩(wěn)定的溫度，由于對(duì)流傳熱強(qiáng)烈，物料溫度

24、接近氣體的濕球溫度體的濕球溫度 tw。對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水系統(tǒng)，水系統(tǒng)， tw tas （或（或 tw） td；飽和空氣；飽和空氣 t = tas = td ,0.622ddds ts ts tpHHPp化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1234濕空氣參數(shù)的計(jì)算比較繁瑣，甚至需要試差。濕空氣參數(shù)的計(jì)算比較繁瑣，甚至需要試差。為了方便和直觀，通常使用濕度圖。為了方便和直觀，通常使用濕度圖。等濕線等濕線等焓線等焓線等溫線等溫線飽和空飽和空氣線氣線p-H線線化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1235空氣濕度圖的繪制 （Humidity chart）對(duì)于空氣對(duì)于空氣-水系統(tǒng)，水系統(tǒng)

25、，tas tw，等，等 tas 線可近似作為等線可近似作為等tw線。線。每一條絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)都具有相同的每一條絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)都具有相同的 tas 。物理意義：以絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)為始點(diǎn)，經(jīng)過(guò)絕熱飽和過(guò)程到達(dá)終點(diǎn)物理意義：以絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)為始點(diǎn)，經(jīng)過(guò)絕熱飽和過(guò)程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，所有各狀態(tài)的氣體的溫度都變?yōu)橥粶囟?。時(shí)，所有各狀態(tài)的氣體的溫度都變?yōu)橥粶囟?。橫坐標(biāo)：空氣的濕度，所有的縱線為等濕度線。橫坐標(biāo)：空氣的濕度，所有的縱線為等濕度線。左側(cè)縱坐標(biāo)：空氣的干球溫度，所有橫線為等溫線。左側(cè)縱坐標(biāo)：空氣的干球溫度，所有橫線為等溫線。(1) 等濕度線等濕度線 (等等 H 線線)(HHc

26、rttasHasas(2) 等焓線（等等焓線（等 I 線）線）對(duì)給定的對(duì)給定的 tas： t = f (H)在同一條等濕線上不同點(diǎn)所代表的濕空氣狀態(tài)不同，但在同一條等濕線上不同點(diǎn)所代表的濕空氣狀態(tài)不同，但H相同，露點(diǎn)是將相同，露點(diǎn)是將濕空氣等濕空氣等H冷卻至冷卻至 = 1時(shí)的溫度。時(shí)的溫度?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1236(3) 等干球溫度線等干球溫度線 (等等 t 線線) I與與H呈直線關(guān)系，呈直線關(guān)系，t越高，等越高，等t線的斜率越大，讀數(shù)線的斜率越大，讀數(shù)0-250C。(4) 等相對(duì)濕度線等相對(duì)濕度線 (等等 線線)總壓總壓 P 一定，對(duì)給定的一定，對(duì)給定的 ：因因

27、ps= f (t) ， 故故 H = f (t) 。sspPpH622. 0(5) 蒸氣分壓線蒸氣分壓線(1.882492)1.01ItHt總壓總壓 P 一定，一定， ps= f (H) ， p-H 近似為直線關(guān)系。近似為直線關(guān)系。0.622VHPpH化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1237空氣濕焓圖的用法空氣濕焓圖的用法 （Use of humidity chart） 兩個(gè)參數(shù)在曲線上能相交于一點(diǎn)，即這兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立參數(shù)，這些參數(shù)才能兩個(gè)參數(shù)在曲線上能相交于一點(diǎn)，即這兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立參數(shù)，這些參數(shù)才能確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)。確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)。 =100%，空氣達(dá)到飽和，無(wú)吸濕能力。，空氣

28、達(dá)到飽和，無(wú)吸濕能力。 100%，屬于未飽和空氣，可作為干燥介質(zhì)。，屬于未飽和空氣，可作為干燥介質(zhì)。 越小，干燥條件越好。越小，干燥條件越好。1.確定空氣的干燥條件確定空氣的干燥條件2.確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)，查找其它參數(shù)確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)，查找其它參數(shù)3.確定絕熱飽和冷卻溫度確定絕熱飽和冷卻溫度1）等）等I干燥過(guò)程干燥過(guò)程等焓干燥過(guò)程又稱絕熱干燥過(guò)程。等焓干燥過(guò)程又稱絕熱干燥過(guò)程。a.不向干燥器重補(bǔ)充熱量，即不向干燥器重補(bǔ)充熱量，即QD=0.b.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=0.c.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沿等

29、沿等I線線 ，空氣，空氣t1 、t2已知，即可確定已知，即可確定H1 、H2。2）等）等H干燥過(guò)程干燥過(guò)程恒壓下，加熱或冷卻過(guò)程。恒壓下，加熱或冷卻過(guò)程?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1238根據(jù)根據(jù) 圖上濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，可方便地查出濕空?qǐng)D上濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，可方便地查出濕空氣的其它性質(zhì)參數(shù)。如圖片所示，已知空氣的狀態(tài)點(diǎn)氣的其它性質(zhì)參數(shù)。如圖片所示，已知空氣的狀態(tài)點(diǎn)為為A A，由通過(guò)，由通過(guò)A A點(diǎn)的等點(diǎn)的等、等、等H H、等、等I I 線可確定線可確定A A點(diǎn)的溫點(diǎn)的溫度、濕度和焓。因?yàn)槁饵c(diǎn)是在空氣等濕冷卻至飽和時(shí)度、濕度和焓。因?yàn)槁饵c(diǎn)是在空氣等濕冷卻至飽和時(shí)的溫度，所以等的溫度

30、，所以等線與線與 =100%=100%的飽和空氣線的交的飽和空氣線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的等點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的等線所示的溫度即為露點(diǎn)線所示的溫度即為露點(diǎn) . .絕熱飽和溫度是空氣等焓增濕至飽和時(shí)的溫度，因絕熱飽和溫度是空氣等焓增濕至飽和時(shí)的溫度，因此，由等此，由等I I 線與線與 =100%=100%的飽和空氣線交點(diǎn)的等的飽和空氣線交點(diǎn)的等t t線所示的溫度即為絕熱飽和溫度線所示的溫度即為絕熱飽和溫度t tasas，對(duì)于水蒸汽，對(duì)于水蒸汽空氣系統(tǒng)，它也是濕球溫度空氣系統(tǒng)，它也是濕球溫度t tw w。由等。由等H H 線與蒸汽分線與蒸汽分壓線的交點(diǎn)可讀出濕空氣中水汽的分壓值。壓線的交點(diǎn)可讀出濕空氣中水汽的分壓值。

31、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1239A化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1240若已知濕空氣的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)分別為：若已知濕空氣的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)分別為：t tt tw w、t tt td d、t t ，濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)的確定方法分別示于圖，濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)的確定方法分別示于圖5-55-5（）、（）及（）中。（）、（）及（）中?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1241濕物料水分含量的表示方法濕物料水分含量的表示方法 濕物料是絕干固體與液態(tài)濕分的混合物。濕物料是絕干固體與液態(tài)濕分的混合物。濕基含水量濕基含水量 w：水分在濕物料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。：水分在濕物料中的質(zhì)量百分

32、數(shù)。%100物料總質(zhì)量水分質(zhì)量w干基含水量干基含水量 X：濕物料中的水分與絕干物料的質(zhì)量比。：濕物料中的水分與絕干物料的質(zhì)量比。純干物料總質(zhì)量水分質(zhì)量X換算關(guān)系：換算關(guān)系： wwX1XXw1工業(yè)生產(chǎn)中，物料濕含量通常以濕基含水量表示，但由于物料的總質(zhì)量在工業(yè)生產(chǎn)中，物料濕含量通常以濕基含水量表示，但由于物料的總質(zhì)量在干燥過(guò)程中不斷減少，而絕干物料的質(zhì)量不變，故在干燥計(jì)算中以干基含干燥過(guò)程中不斷減少，而絕干物料的質(zhì)量不變，故在干燥計(jì)算中以干基含水量表示較為方便。水量表示較為方便。 /kgkg水分濕料/kgkg水分干料化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1242（一）物料衡算（一）物料衡算

33、（Mass balanceMass balance） G1 濕物料進(jìn)口的質(zhì)量流率，濕物料進(jìn)口的質(zhì)量流率，kg/s；G2 產(chǎn)品出口的質(zhì)量流率，產(chǎn)品出口的質(zhì)量流率，kg/s； Gc 絕干物料的質(zhì)量流率，絕干物料的質(zhì)量流率，kg/s； w1 物料的初始濕含量；物料的初始濕含量； w2 產(chǎn)品濕含量；產(chǎn)品濕含量； L 絕干氣體的質(zhì)量流率，絕干氣體的質(zhì)量流率，kg/s； H1 氣體進(jìn)干燥器時(shí)的濕度；氣體進(jìn)干燥器時(shí)的濕度； H2 氣體離開(kāi)干燥器時(shí)的濕度；氣體離開(kāi)干燥器時(shí)的濕度； W 單位時(shí)間內(nèi)汽化的水分量，單位時(shí)間內(nèi)汽化的水分量，kg/s。 濕物料濕物料G1 , w1干燥產(chǎn)品干燥產(chǎn)品G2 , w2熱空氣熱空

34、氣L , H1濕廢氣體濕廢氣體L , H2)()(122121HHLXXGGGWc水分蒸發(fā)量：水分蒸發(fā)量：化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1243絕干空氣消耗量絕干空氣消耗量12HHWL絕干空氣比消耗絕干空氣比消耗121HHWLl1211ww12G （）G作絕干物料的衡算：作絕干物料的衡算：2111ww21G（） G （）2G-干燥產(chǎn)品，與絕干物料是有區(qū)別的。干燥產(chǎn)品，與絕干物料是有區(qū)別的。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1244（二）熱量衡算（二）熱量衡算Qp 預(yù)熱器向氣體提供的熱量，預(yù)熱器向氣體提供的熱量，kW；QD 向干燥器補(bǔ)充的熱量，向干燥器補(bǔ)充的熱量，kW；Q

35、L 干燥器的散熱損失，干燥器的散熱損失，kW。 濕物料濕物料G1 , w1 , 1, I1干燥產(chǎn)品干燥產(chǎn)品G2 , w2 , 2, I2熱氣體熱氣體L, H1, t1, I1濕廢氣體濕廢氣體L, H2, t2, I2濕氣體濕氣體L, H0, t0, I0QpQDQL預(yù)熱器預(yù)熱器干干燥燥器器化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1245在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無(wú)熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無(wú)熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)(以以1秒鐘為基準(zhǔn)秒鐘為基準(zhǔn))：0122cpDcLLIG IQQLIG IQLcDpQIIGIILQQQ)()(1202mwsmcXccI)(20222000()

36、()HHgvgvL IIL c tI Hc tI H20220()()gvL c ttIHHLWHH0220202 20()()()HHgvWL IIL c ttc trL202 20()()gvLc ttW c tr202()gvLc ttWI氣體焓變氣體焓變物料焓變物料焓變氣體焓變：氣體焓變：gvgvIIHIc tHI022 20vvvIIc tr化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1246汽化濕分所需要的熱量：汽化濕分所需要的熱量： 212211()()() ccswswG IIGcX ccX c21221 1 ()()cswG ccXXcGWXX2121212221()()cc

37、swcWG IIGccXXG2211()()cswwG cX cWc2211()cmwG cWc2122120(24921.88)()1.01 ()pDWcmLQQQWtcG cL ttQ)(120wvwctcrWQ)(122mcmcGQ020()HlQLcttlLmwDpQQQQQQQ物料焓變：物料焓變：加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量 ： 加熱空氣加熱空氣 ： 總熱量衡算總熱量衡算 ： 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1247預(yù)熱器的作用在于加熱空氣。根據(jù)加熱方式可分為兩類：預(yù)熱器的作用在于加熱空氣。根據(jù)加熱方式可分為兩類：直接加熱式：如熱風(fēng)爐。將燃燒液體或固體

38、燃料后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯佑米髦苯蛹訜崾剑喝鐭犸L(fēng)爐。將燃燒液體或固體燃料后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯佑米鞲稍锝橘|(zhì)；干燥介質(zhì)；間接換熱式：如間壁換熱器。間接換熱式：如間壁換熱器。空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 10()pHHQL II)(010ttLcQHp如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，度不變，H0=H1，即，即 通過(guò)預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，通過(guò)預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積?？梢郧蟮瞄g壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。 立筒式金屬體燃煤間接加熱熱風(fēng)爐 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版

39、社 2022-2-1248理想干燥過(guò)程：氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化。理想干燥過(guò)程：氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化。多數(shù)工業(yè)干燥器無(wú)補(bǔ)充加熱，如果散熱損失可視為零，多數(shù)工業(yè)干燥器無(wú)補(bǔ)充加熱，如果散熱損失可視為零，且物料的初始溫度與產(chǎn)品溫度相同，則加熱物料所消耗且物料的初始溫度與產(chǎn)品溫度相同，則加熱物料所消耗的熱量為零；或當(dāng)干燥器的補(bǔ)充加熱量恰等于加熱物料的熱量為零；或當(dāng)干燥器的補(bǔ)充加熱量恰等于加熱物料和散熱損失的熱量，則干燥過(guò)程可視為理想干燥過(guò)程。和散熱損失的熱量，則干燥過(guò)程可視為理想干燥過(guò)程。 理想干燥過(guò)程的熱量衡算式為理想干燥過(guò)程的熱量衡算式為 )()(120210wvHctcrWttL

40、c111222(1.01 1.88)2492(1.01 1.88)2492H tHHtH理想干燥過(guò)程可近似為等焓過(guò)程，對(duì)空氣理想干燥過(guò)程可近似為等焓過(guò)程，對(duì)空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1249熱氣體在干燥器中冷卻而放出的熱量熱氣體在干燥器中冷卻而放出的熱量 ：物理意義：氣體在干燥器中放出的熱量和補(bǔ)充加熱的熱物理意義：氣體在干燥器中放出的熱量和補(bǔ)充加熱的熱量用于汽化濕分、加熱產(chǎn)品和補(bǔ)償設(shè)備的散熱損失。量用于汽化濕分、加熱產(chǎn)品和補(bǔ)償設(shè)備的散熱損失。 012021221()()()HDvwcmLLcttQW rc tcG cQ)(210ttLcQHg02122

41、1()()gDvwcmLQQW rc tcG cQ化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1250干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率 熱效率的定義：用于汽化濕分和加熱物料的熱量與外界熱效率的定義：用于汽化濕分和加熱物料的熱量與外界向干燥系統(tǒng)提供的總熱量之比，即向干燥系統(tǒng)提供的總熱量之比，即 Ql, Ql ， h 。干燥任務(wù)一定，氣體用量。干燥任務(wù)一定，氣體用量 ，QL ，或，或 氣氣體用量，體用量， QD ，可以提高干燥系統(tǒng)的熱效率。，可以提高干燥系統(tǒng)的熱效率。 wmhpDQQQQ1LLhpDQQQQ 0201201010()11()HLhpHQLcttttQLctttt

42、 干燥系統(tǒng)熱量衡算式干燥系統(tǒng)熱量衡算式 若若 QL= QD =0化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1251干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率 干燥效率：汽化濕分所需熱量與氣體在干燥器中放出的干燥效率：汽化濕分所需熱量與氣體在干燥器中放出的熱量之比值。（因?yàn)槠瘽穹值臒崃坎攀怯行崃浚崃恐戎?。（因?yàn)槠瘽穹值臒崃坎攀怯行崃浚└稍锵到y(tǒng)的總效率干燥系統(tǒng)的總效率 ：wdwmLQQQQwpDQQQ對(duì)理想干燥過(guò)程：對(duì)理想干燥過(guò)程： Qg= Qw， d,max=100%化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1252空氣通過(guò)干燥器的狀態(tài)變化空氣通過(guò)干燥器的狀態(tài)變化 一一

43、. . 理想干燥過(guò)程（絕熱干燥過(guò)程理想干燥過(guò)程（絕熱干燥過(guò)程 ）若干燥過(guò)程中忽略設(shè)備的熱損失和物料進(jìn)出干燥器若干燥過(guò)程中忽略設(shè)備的熱損失和物料進(jìn)出干燥器的溫度的變化的溫度的變化,而且不向干燥器補(bǔ)充熱量而且不向干燥器補(bǔ)充熱量,此時(shí)干燥此時(shí)干燥器內(nèi)空氣放出的顯熱全部用于蒸發(fā)濕物料中的水分器內(nèi)空氣放出的顯熱全部用于蒸發(fā)濕物料中的水分,最后水分又將潛熱帶回空氣中最后水分又將潛熱帶回空氣中,此時(shí)此時(shí)I1=I2,這種干燥這種干燥過(guò)程稱為理想干燥過(guò)程過(guò)程稱為理想干燥過(guò)程,又稱絕熱干燥或是等焓干燥又稱絕熱干燥或是等焓干燥. 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1253化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 20

44、22-2-1254二二. .實(shí)際干燥過(guò)程實(shí)際干燥過(guò)程 在實(shí)際干燥過(guò)程中在實(shí)際干燥過(guò)程中,干燥器有一定的熱量損失干燥器有一定的熱量損失,而且濕物料本身也要被加熱而且濕物料本身也要被加熱,即即12,因此空因此空氣的狀態(tài)不是沿著絕熱冷卻線變化氣的狀態(tài)不是沿著絕熱冷卻線變化,這種情況這種情況比較復(fù)雜，大體可以分為以下幾種：比較復(fù)雜，大體可以分為以下幾種：1 1、操作線在過(guò)點(diǎn)、操作線在過(guò)點(diǎn)B B等焓線的下方等焓線的下方 此過(guò)程的條件：此過(guò)程的條件：（1） 不向干燥器補(bǔ)充熱量；不向干燥器補(bǔ)充熱量；（2） 不能忽略干燥器向周圍散失的熱量；不能忽略干燥器向周圍散失的熱量；（3）物料進(jìn)出干燥器時(shí)的焓不相等。）物

45、料進(jìn)出干燥器時(shí)的焓不相等?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-12552、操作線在過(guò)點(diǎn)、操作線在過(guò)點(diǎn)B的的等焓線的上方等焓線的上方 若向干燥器補(bǔ)充的熱量大于損失的熱量若向干燥器補(bǔ)充的熱量大于損失的熱量和加熱物料消耗的熱量總和：和加熱物料消耗的熱量總和： 21()DLQG IIQ得：得：1020()()L IIL II3、操作線在過(guò)點(diǎn)、操作線在過(guò)點(diǎn)B的的等溫線等溫線若若向干燥器補(bǔ)充的熱量足夠多，恰使干燥過(guò)向干燥器補(bǔ)充的熱量足夠多，恰使干燥過(guò)程在等溫下進(jìn)行，即空氣在干燥過(guò)程中維持程在等溫下進(jìn)行，即空氣在干燥過(guò)程中維持恒定的溫度。恒定的溫度?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-125

46、6化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1257固體物料在干燥過(guò)程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系固體物料在干燥過(guò)程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系濕分的傳遞方向濕分的傳遞方向 (干燥或吸濕干燥或吸濕) 和限度和限度 (干燥程度干燥程度) 由濕分在氣體和固體兩相由濕分在氣體和固體兩相間的平衡關(guān)系決定。間的平衡關(guān)系決定。pXpsXh平衡狀態(tài)：當(dāng)濕含量為平衡狀態(tài)：當(dāng)濕含量為 X 的濕物料與濕分分壓為的濕物料與濕分分壓為 p 的不飽和濕氣體接觸時(shí)，的不飽和濕氣體接觸時(shí)，物料將失去自身的濕分或吸收氣體中的濕分，直到濕分在物料表面的蒸汽物料將失去自身的濕分或吸收氣體中的濕分，直到濕分在物料表面的蒸汽壓等于氣體中的濕分

47、分壓。壓等于氣體中的濕分分壓。平衡含水量：平衡狀態(tài)下物料的含水量。不僅取決于氣體的狀態(tài)，還與物平衡含水量：平衡狀態(tài)下物料的含水量。不僅取決于氣體的狀態(tài)，還與物料的種類有很大的關(guān)系。料的種類有很大的關(guān)系。 X*p化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1258物料中的水分物料中的水分1.結(jié)合水分與非結(jié)合水分結(jié)合水分與非結(jié)合水分一定干燥條件下，水分除去的難易，分為結(jié)合水與非結(jié)合一定干燥條件下，水分除去的難易，分為結(jié)合水與非結(jié)合水。水。非結(jié)合水分：與物料機(jī)械形式的結(jié)合，附著在物料表面的非結(jié)合水分：與物料機(jī)械形式的結(jié)合，附著在物料表面的水，具有和獨(dú)立存在的水相同的蒸汽壓和汽化能力。水，具有和獨(dú)立存

48、在的水相同的蒸汽壓和汽化能力。濕含量濕含量 XXh相對(duì)濕度相對(duì)濕度 非結(jié)合非結(jié)合水分水分結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分自由水分平衡水分平衡水分X*01.00.5化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1259結(jié)合水分按結(jié)合方式可分為：吸附水分、毛細(xì)管水分、結(jié)合水分按結(jié)合方式可分為：吸附水分、毛細(xì)管水分、溶漲水分溶漲水分(物料細(xì)胞壁內(nèi)的水分物料細(xì)胞壁內(nèi)的水分)和化學(xué)結(jié)合水分和化學(xué)結(jié)合水分(結(jié)晶結(jié)晶水水)?；瘜W(xué)結(jié)合水分與溶漲水分以化學(xué)鍵形式與物料分子結(jié)化學(xué)結(jié)合水分與溶漲水分以化學(xué)鍵形式與物料分子結(jié)合，結(jié)合力較強(qiáng)，難汽化；吸附水分和毛細(xì)管水分以合，結(jié)合力較強(qiáng)，難汽化；吸附水分和毛細(xì)管水分以物理吸附方式

49、與物料結(jié)合，結(jié)合力相對(duì)較弱，易于汽物理吸附方式與物料結(jié)合，結(jié)合力相對(duì)較弱，易于汽化?；?。 結(jié)合水分：與物料存在某種形式的結(jié)合，其汽化能結(jié)合水分：與物料存在某種形式的結(jié)合，其汽化能力比獨(dú)立存在的水要低，蒸汽壓或汽化能力與水分力比獨(dú)立存在的水要低，蒸汽壓或汽化能力與水分和物料結(jié)合力的強(qiáng)弱有關(guān)。和物料結(jié)合力的強(qiáng)弱有關(guān)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1260一定干燥條件下，按能否除去，分為平衡水分與自由水分。一定干燥條件下，按能否除去，分為平衡水分與自由水分。平衡水分：低于平衡含水量平衡水分：低于平衡含水量 X* 的水分，是不可除水分。的水分，是不可除水分。自由水分：高于平衡含水量自由水

50、分：高于平衡含水量 X* 的水分，是可除水分。的水分，是可除水分。吸濕過(guò)程：若吸濕過(guò)程：若 XXh ，則物料將吸收飽和氣體中的水分使?jié)窈吭黾又粒瑒t物料將吸收飽和氣體中的水分使?jié)窈吭黾又翝窈繚窈?Xh，即最大吸濕濕含量，物料不可能通過(guò)吸收飽和氣體中的濕分，即最大吸濕濕含量，物料不可能通過(guò)吸收飽和氣體中的濕分使?jié)窈砍^(guò)使?jié)窈砍^(guò) Xh。欲使物料增濕超過(guò)。欲使物料增濕超過(guò) Xh，必須使物料與液態(tài)水直接接，必須使物料與液態(tài)水直接接觸。觸。干燥過(guò)程：當(dāng)濕物料與不飽和空氣接觸時(shí)，干燥過(guò)程：當(dāng)濕物料與不飽和空氣接觸時(shí)，X 向向 X* 接近，干燥過(guò)程的極接近，干燥過(guò)程的極限為限為 X*。物料的。物

51、料的 X* 與濕空氣的狀態(tài)有關(guān)，空氣的溫度和濕度不同，物與濕空氣的狀態(tài)有關(guān)，空氣的溫度和濕度不同，物料的料的 X* 不同。欲使物料減濕至絕干，必須與絕干氣體接觸。不同。欲使物料減濕至絕干，必須與絕干氣體接觸。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1261化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1262物料濕含量的平衡曲線有兩種極端情況。物料濕含量的平衡曲線有兩種極端情況。強(qiáng)吸濕性物料：與水分的結(jié)合力很強(qiáng)，平衡線只是漸近地與強(qiáng)吸濕性物料：與水分的結(jié)合力很強(qiáng)，平衡線只是漸近地與 = 100% 接近，接近，平衡濕含量很大。如某些生物材料。平衡濕含量很大。如某些生物材料。非吸濕性物料：與水

52、結(jié)合力很弱，平衡線與縱坐標(biāo)基本重合，非吸濕性物料：與水結(jié)合力很弱，平衡線與縱坐標(biāo)基本重合，X*=Xh 0，如，如某些不溶于水的無(wú)機(jī)鹽某些不溶于水的無(wú)機(jī)鹽(碳酸鹽、硅酸鹽碳酸鹽、硅酸鹽)等。等。00.20.40.60.81.00.10.20.3煙葉煙葉木材木材氯化鋅氯化鋅優(yōu)質(zhì)紙優(yōu)質(zhì)紙濕含量濕含量 X相對(duì)濕度相對(duì)濕度 一般物料的吸濕性都介于一般物料的吸濕性都介于二者之間。二者之間。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1263兩種分類方法的不同：兩種分類方法的不同：自由水分是在干燥中可以除去的水分，而平自由水分是在干燥中可以除去的水分，而平衡水分是不能除去的，自由水分和平衡水分衡水分是不能

53、除去的，自由水分和平衡水分的劃分除與物料有關(guān)外，還決定于空氣的狀的劃分除與物料有關(guān)外，還決定于空氣的狀態(tài)。態(tài)。非結(jié)合水分是在干燥中容易除去的水分，而非結(jié)合水分是在干燥中容易除去的水分，而結(jié)合水分較難除去。是結(jié)合水還是非結(jié)合水結(jié)合水分較難除去。是結(jié)合水還是非結(jié)合水僅決定于固體物料本身的性質(zhì)，與空氣狀態(tài)僅決定于固體物料本身的性質(zhì)，與空氣狀態(tài)無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1264對(duì)流干燥的基本規(guī)律對(duì)流干燥的基本規(guī)律恒定干燥條件下的間歇干燥實(shí)驗(yàn)恒定干燥條件下的間歇干燥實(shí)驗(yàn):（一）干燥實(shí)驗(yàn)曲線（一）干燥實(shí)驗(yàn)曲線在恒定條件下（空氣溫度、濕度、流速及其與物料的接觸狀在恒定條件下（空

54、氣溫度、濕度、流速及其與物料的接觸狀況保持恒定），定時(shí)測(cè)定物料的質(zhì)量變化，并記錄每一時(shí)間況保持恒定），定時(shí)測(cè)定物料的質(zhì)量變化，并記錄每一時(shí)間間隔內(nèi)物料質(zhì)量變化及物料表面溫度，直至物料的質(zhì)量恒定間隔內(nèi)物料質(zhì)量變化及物料表面溫度，直至物料的質(zhì)量恒定為止。為止?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1265 對(duì)一定干燥任務(wù)，干燥器尺寸取決于干燥時(shí)間和干燥速率。對(duì)一定干燥任務(wù)，干燥器尺寸取決于干燥時(shí)間和干燥速率。 由于干燥過(guò)程的復(fù)雜性，通常干燥速率不是根據(jù)理論進(jìn)行計(jì)算，而是通過(guò)由于干燥過(guò)程的復(fù)雜性，通常干燥速率不是根據(jù)理論進(jìn)行計(jì)算，而是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。 為了簡(jiǎn)化影響因素，干燥實(shí)驗(yàn)都是

55、在恒定干燥條件下進(jìn)行的，即在一定的為了簡(jiǎn)化影響因素，干燥實(shí)驗(yàn)都是在恒定干燥條件下進(jìn)行的，即在一定的氣固接觸方式下，固定空氣的溫度、濕度和流過(guò)物料表面的速度進(jìn)行實(shí)氣固接觸方式下，固定空氣的溫度、濕度和流過(guò)物料表面的速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)。 為保證恒定干燥條件，采用大量空氣干燥少量物料，以使空氣的溫度、濕為保證恒定干燥條件，采用大量空氣干燥少量物料，以使空氣的溫度、濕度和流速在干燥器中恒定不變。實(shí)驗(yàn)為間歇操作，物料的溫度和含水量隨度和流速在干燥器中恒定不變。實(shí)驗(yàn)為間歇操作，物料的溫度和含水量隨時(shí)間連續(xù)變化。時(shí)間連續(xù)變化。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1266恒速干燥段恒速干燥段 (Con

56、stant-rate period) BC ：物料溫度恒定在物料溫度恒定在 tw，X 變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕分汽化。濕分汽化。預(yù)熱段預(yù)熱段(Pre-heat period)AB：初始含水量初始含水量 X1 和溫度和溫度 1 變?yōu)樽優(yōu)?X 和和 tw。物料吸熱升溫以提高汽化速率，但濕。物料吸熱升溫以提高汽化速率，但濕含量變化不大。含量變化不大。干燥曲線：物料含水量干燥曲線：物料含水量 X 與干燥時(shí)間與干燥時(shí)間 的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。降速干燥段降速干燥段 (Falling-rate period)CDE：物料開(kāi)始升溫，物料開(kāi)始升溫，

57、X 變化減慢，氣體傳給物料的熱量?jī)H部分用于濕分汽化，其變化減慢，氣體傳給物料的熱量?jī)H部分用于濕分汽化，其余用于物料升溫，當(dāng)余用于物料升溫，當(dāng) X = X* ， = t。CCGGXG化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1267化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1268m2式中：式中：u 干燥器的干燥速率，干燥器的干燥速率，kg/ (m2 s)； W 汽化水份量，汽化水份量，kg； Gc 絕干物料的質(zhì)量，絕干物料的質(zhì)量，kg； ddSdSdcWXuG 如果物料形狀是不規(guī)則的，干燥面積不如果物料形狀是不規(guī)則的，干燥面積不易求出，則可使用干燥速率進(jìn)行計(jì)算。易求出，則可使用干燥速率進(jìn)行

58、計(jì)算。 )()(122121HHLXXGGGWc化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1269u化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1270ABCD干燥速率干燥速率 u或或NABCD物料溫度物料溫度 twXcX*濕含量濕含量 XIIIC化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1271恒定干燥條件下恒定干燥條件下和和 kH 不變不變濕物料與空氣間濕物料與空氣間的的q 和和 N 恒定恒定化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1272()wdQttAd,()wHs tdWukHHAdQwtdQr dW,()()wwHs twtukHHttr化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 202

59、2-2-1273 恒速干燥的特點(diǎn)：恒速干燥的特點(diǎn)：（1 1）u=uu=uc c=const.=const.（2 2）物料表面溫度為）物料表面溫度為t tw w；（3 3）在該階段除去的水分為非結(jié)合水分。）在該階段除去的水分為非結(jié)合水分。（4 4）恒速干燥階段的干燥速率只與空氣的狀態(tài)有）恒速干燥階段的干燥速率只與空氣的狀態(tài)有關(guān)，而與物料的種類無(wú)關(guān)。關(guān)，而與物料的種類無(wú)關(guān)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2022-2-1274降速段干燥速率曲線的形狀因物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性而異。降速段干燥速率曲線的形狀因物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性而異。A 多孔性物料多孔性物料 (Porous media)：濕分主要是藉毛細(xì)管作

60、用由內(nèi)部向表面遷移。：濕分主要是藉毛細(xì)管作用由內(nèi)部向表面遷移。B 非吸濕性物料非吸濕性物料 (Nonhygroscopic media)：依靠毛細(xì)管力的作用使水分向表：依靠毛細(xì)管力的作用使水分向表面?zhèn)鬟f。面?zhèn)鬟f。C 吸濕性物料吸濕性物料 (Hygroscopic media)：與水分的親合能力大。：與水分的親合能力大。D 非多孔性物料非多孔性物料 (Nonporous media)：借助擴(kuò)散作用向物料表面輸送濕分，：借助擴(kuò)散作用向物料表面輸送濕分，或?qū)穹窒仍趦?nèi)部汽化后以汽態(tài)形式向表面擴(kuò)散遷移。如肥皂、木材、皮或?qū)穹窒仍趦?nèi)部汽化后以汽態(tài)形式向表面擴(kuò)散遷移。如肥皂、木材、皮革等。革等。不同物料