第十三章 干燥課件

1、食品(shpn)工程原理1目錄(ml) 第十三章 干燥第一節(jié) 概述第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)及濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕度圖三、濕度圖的應(yīng)用第三節(jié) 干燥過程的計(jì)算 一、濕物料中含水率的表示方法 二、物料衡算 三、熱量衡算共一百零三頁食品工程(gngchng)原理2目錄(ml)習(xí)題課第四節(jié) 干燥速率和干燥時(shí)間 一、干燥速率 二、物料中的幾種水分 三、干燥過程及機(jī)理 四、恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算第五節(jié) 干燥器 一、常用工業(yè)干燥器第十三章 小結(jié)第三版第18次印刷的教材更正共一百零三頁3/100第十三章 干燥(gnzo)第一節(jié) 概述(i sh)（1）機(jī)械分離法-即通過壓榨、過濾和離心分離等方法去濕。 這

2、種方法無法徹底去除濕分。（2）吸附脫水-即用固體吸附劑，如CaCl2、硅膠等吸去物料中所 含的水分。這種方法只能除去少量濕分。（3）干燥法-指利用熱能，使?jié)裎锪现械臐穹謿饣サ姆椒ā裎锪希?濕分-水分或其它液體除濕方法：本章將介紹濕分濕物料共一百零三頁4/100第一節(jié) 概述(i sh)干燥(gnzo)法介電加熱干燥傳導(dǎo)干燥對(duì)流干燥輻射干燥-熱能通過傳熱壁面以傳導(dǎo)方式傳給物料，產(chǎn)生的濕分蒸氣被氣相（又稱干燥介質(zhì)）帶走，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。-熱能以對(duì)流方式加入物料，產(chǎn)生的蒸氣被干燥介質(zhì)所帶走。-由輻射器產(chǎn)生的輻射能以電磁波形式達(dá)到物料表面，被物料所吸收而重新變

3、為熱能，從而使?jié)穹制?。例如用紅外線干燥法將自行車表面油漆干燥。-將需要干燥的電解質(zhì)物料置于高頻電場(chǎng)中，電能在潮濕的電介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，例如微波干燥食品?本章介紹的內(nèi)容，干燥介質(zhì)以熱空氣、 濕分以水為例。共一百零三頁5/100對(duì)流(duli)干燥的傳熱傳質(zhì)過程1、傳熱(chun r)過程 干燥介質(zhì) Q濕物料表面 Q濕物料內(nèi)部2、傳質(zhì)過程 濕物料內(nèi)部濕分濕物料表面 濕分干燥介質(zhì) 共一百零三頁6/100QNTtwpwp干燥介質(zhì)(jizh)：載熱體、載濕體干燥過程：物料的去濕過程 介質(zhì)的降溫增濕過程傳熱(chun r)傳質(zhì)物料推動(dòng)力（Ttw）推動(dòng)力（pwp）傳質(zhì)、傳熱同時(shí)發(fā)生本章重點(diǎn)討論以空氣作干

4、燥介質(zhì)，以水為濕份的對(duì)流干燥過程。方向相反干燥介質(zhì)干燥的必要條件（pwp）0共一百零三頁7/100除水分量空氣消耗量干燥產(chǎn)品量熱量消耗干燥時(shí)間物料衡算能量衡算涉及干燥速率和水在氣固相的平衡關(guān)系涉及濕空氣的性質(zhì)干燥(gnzo)過程基本問題解決這些問題需要掌握的基本知識(shí)有：(1) 濕分在氣固兩相間的傳遞規(guī)律；(2) 濕空氣的性質(zhì)及在干燥過程中的狀態(tài)變化；(3) 物料的含水類型及在干燥過程中的一般特征； (4)干燥過程中物料衡算關(guān)系(gun x),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題，重點(diǎn)討論以空氣作干燥介質(zhì)，以水為濕份的對(duì)流干燥過程,它是一個(gè)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干

5、燥過程。共一百零三頁8/100第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)(xngzh)及濕度圖一濕空氣的性質(zhì)(xngzh) （1）水汽分壓pw干空氣水蒸汽本章用到的濕空氣性質(zhì)包括： 水的濃度、比熱容、比容（密度）、焓、溫度等。1濕空氣中水蒸氣含量的表示方法濕空氣-氣體混合物（2）濕度pwpa-又稱濕含量，單位kg水/kg干空氣思考1：H屬于前面介紹的哪一類濃度？質(zhì)量比總壓P思考2：取1kg干空氣作為濕度定義基準(zhǔn)有何好處？干燥過程中干空氣的質(zhì)量不變共一百零三頁9/100第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)(xngzh)及濕度圖一濕空氣的性質(zhì)(xngzh) 1濕空氣中水蒸氣含量的表示方法（3）相對(duì)濕度 值愈大，表示空氣的吸濕能力越??； 1

6、時(shí)，飽和。此式只能用于ps P情形； 當(dāng)ps P時(shí)， pw/ P。 因?yàn)閜w最大只能達(dá)到總壓P。1-水汽分壓與其可能達(dá)到的最大值之比。共一百零三頁10/100相對(duì)濕度(xingdu shd)居室里比較(bjio)舒適的氣象條件是：室溫達(dá)25 時(shí)，相對(duì)濕度控制在40%50 為宜；室溫達(dá)18 時(shí)，相對(duì)濕度應(yīng)控制在30%40 。（ relative humidity）相對(duì)濕度代表濕空氣的不飽和程度。=0，絕對(duì)干燥空氣，吸納水汽能力最強(qiáng)。=1，濕空氣達(dá)到飽和，不能作為干燥介質(zhì)。 0 tw共一百零三頁16/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)動(dòng)態(tài)平衡思考2：上述傳熱、傳質(zhì)(chun zh)平衡為動(dòng)態(tài)平衡，

7、為什么？思考3：若空氣（大量）靜止，濕球溫度計(jì)測(cè)出的溫度與tw相比高還是低？ 傳熱、傳質(zhì)終了（即達(dá)到平衡）時(shí)，傳熱、傳質(zhì)仍在進(jìn)行。 若空氣大量，則測(cè)出的溫度就是tw，只不過，達(dá)到tw所需時(shí)間要更長，因?yàn)閭鳠岱绞酱藭r(shí)以導(dǎo)熱、自然對(duì)流為主，比強(qiáng)制對(duì)流要小。大量濕球溫度計(jì)傳質(zhì)為了快速、準(zhǔn)確地測(cè)出tw。思考4：為什么空氣要大量、快速流動(dòng)？共一百零三頁17/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)6、濕球溫度 tw -是水溫，但是(dnsh)卻由空氣決定，與水無關(guān)?？諝庖詫?duì)流方式傳給水的熱量速率水分汽化所需的潛熱速率大量濕球溫度計(jì)傳質(zhì)思考5：濕球溫度是水溫，為什么要在 濕空氣性質(zhì)里介紹？ 可見，twf（t，H

8、），而與水的初始狀態(tài)無關(guān)。共一百零三頁18/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)思考(sko)6：上述濕球溫度測(cè)定過程中，濕空氣是等焓的嗎？大量濕球溫度計(jì)傳質(zhì)kH、主要與空氣流速有關(guān)， 卻幾乎與流速無關(guān)；對(duì)空氣水系統(tǒng)，當(dāng)被測(cè)氣體溫度不太高、流速5m/s時(shí)，因空氣 t、H 不變，故濕空氣為等焓（稱為Lewis規(guī)則） 共一百零三頁19/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)空氣(kngq)溫度與水溫相等7絕熱飽和溫度tas少量塔無窮高設(shè)備在絕熱條件下干燥濕物料時(shí)思考1：絕熱飽和溫度在什么場(chǎng)合下能遇到？少量空氣與大量水；經(jīng)過無限長時(shí)間接觸；飽和空氣-是水溫思考2：上述絕熱塔中，濕空氣等焓嗎？ 是的。因?yàn)榭?/p>

9、氣降溫放出的顯熱給了水，但水并沒有升溫，這部分能量又被水蒸汽以潛熱的形式帶回空氣中。思考3：上述傳熱、傳質(zhì)平衡為靜態(tài)平衡， 為什么？塔頂沒有凈的質(zhì)量、熱量傳遞進(jìn)行。共一百零三頁20/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)7絕熱飽和(boh)溫度tas-是水溫塔無窮高飽和空氣思考4：絕熱溫度是水溫，為什么要在濕空 氣性質(zhì)里介紹？但是卻由空氣決定，與水無關(guān)。共一百零三頁21/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)濕球溫度tw與絕熱飽和(boh)溫度tas的異同：相同之處：濕空氣均為等焓變化、 均為空氣狀態(tài)（t、H）的函數(shù)空氣-水體系，有tw tas 但對(duì)其它體系，例如空氣甲苯系統(tǒng)，/kH=1.8cH,這時(shí)

10、tw 與tas就不等了。 共一百零三頁22/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)濕球溫度tw與絕熱飽和溫度(wnd)tas的異同：不同之處：tw：大量空氣與少量水接觸，空氣的t、H不變；tas：大量水與一定量空氣接觸，空氣降溫、增濕。tw：是傳熱與傳質(zhì)速率均衡的結(jié)果，屬于動(dòng)平衡；tas：是由熱量衡算與物料衡算導(dǎo)出的，屬于靜平衡。 tw與tas數(shù)值差異取決于/kH與cH兩者之間的差別。 共一百零三頁23/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)8露點(diǎn)(ldin)td 一定壓力下，將不飽和空氣等濕降溫至飽和，出現(xiàn)第一滴露珠時(shí)的溫度, 用td表示。相應(yīng)的濕度為飽和濕度，以Hd表示。特點(diǎn)：冷卻思考：若已知t、

11、H，如何求td？思考：若已知t、td ，如何求H ？查飽和蒸汽壓表共一百零三頁24/100一濕空氣的性質(zhì)(xngzh)匯總(huzng)：不飽和濕空氣性質(zhì)：P、H、pw、cH、I、t、tw、tas、td，共10個(gè) 只需已知3個(gè)變量，其他均可通過上述函數(shù)關(guān)系計(jì)算得到，但有時(shí)需試差。 若用圖求解就不用試差了。共一百零三頁25/100二濕度(shd)圖常用的濕度圖： 3個(gè)獨(dú)立(dl)變量取為P、t、H-溫濕圖（t-H圖） P、I、H-焓濕圖（I-H圖）共一百零三頁26/100濕比熱容線 （P=1atm時(shí)） 等線 飽和(boh)比容線 干空氣(kngq)比容線 絕熱飽和線 等焓線 等濕球溫度線 濕度圖

12、濕比熱容線cH,kJ/kgK 共一百零三頁27/100濕比熱容線 （P=1atm時(shí)） 等線 飽和(boh)比容線 干空氣(kngq)比容線 絕熱飽和線 等焓線 等濕球溫度線 三、濕度圖的應(yīng)用1、查濕空氣性質(zhì)例如：已知t、H濕比熱容線cH,kJ/kgK 值需用線性內(nèi)插求 共一百零三頁28/100三、濕度(shd)圖的應(yīng)用2表示濕空氣的狀態(tài)(zhungti)變化過程（1）加熱過程（2）冷卻過程（3）干燥過程增濕、降溫焓增大等焓焓減小共一百零三頁29/100三、濕度(shd)圖的應(yīng)用2表示(biosh)濕空氣的狀態(tài)變化過程（1）加熱過程（2）冷卻過程（3）干燥過程（4）兩股濕空氣混合-杠桿原則共一百

13、零三頁30/100杠桿(gnggn)原則證明：回憶：杠桿原則(yunz)就是物料衡算由物料衡算可得：L-絕干空氣流量共一百零三頁31/100杠桿原則(yunz)證明：由熱量(rling)衡算可得：共一百零三頁32/100第三節(jié) 干燥過程(guchng)的計(jì)算干燥(gnzo)過程干燥室預(yù)熱室共一百零三頁33/100第三節(jié) 干燥(gnzo)過程的計(jì)算干燥室預(yù)熱(y r)室思考：1、試在濕度圖上畫出干燥全過程2、為什么空氣要預(yù)熱？空氣預(yù)熱有兩個(gè)好處：（1）相對(duì)濕度下降，吸水能力增強(qiáng)；（2）空氣溫度高，物料溫度就高，水汽化速率就快。共一百零三頁34/100第三節(jié) 干燥過程(guchng)的計(jì)算已知：干

14、燥介質(zhì)（空氣）的進(jìn)口條件，如溫度、濕度、壓力等；物料的進(jìn)口條件，如溫度，濕含量，質(zhì)量或質(zhì)量流率；物料的干燥要求（濕含量）。求解：干燥介質(zhì)用量；干燥條件（如進(jìn)干燥室的空氣溫度，出干燥室的空氣溫度和濕度等）；整個(gè)設(shè)備(shbi)的熱能消耗；干燥室尺寸 等等。共一百零三頁35/100第三節(jié) 干燥(gnzo)過程的計(jì)算一、濕物料中含水率的表示(biosh)方法干基含水率濕基含水率-質(zhì)量分率-質(zhì)量比思考：兩種含水率之間的換算關(guān)系？ 共一百零三頁36/100第三節(jié) 干燥(gnzo)過程的計(jì)算-可解出干燥介質(zhì)(jizh)用量，蒸發(fā)的水分量等二、物料衡算L蒸發(fā)的水分量絕干空氣用量共一百零三頁37/100第三節(jié)

15、 干燥(gnzo)過程的計(jì)算 l 與干燥過程(guchng)所經(jīng)歷的途徑無關(guān)。 共一百零三頁38/100第三節(jié) 干燥(gnzo)過程的計(jì)算-可求解(qi ji)整個(gè)設(shè)備的熱能消耗三、熱量衡算1、預(yù)熱器的熱量衡算共一百零三頁39/100第三節(jié) 干燥過程(guchng)的計(jì)算-可求解整個(gè)設(shè)備的熱能(rnng)消耗三、熱量衡算2、干燥室的熱量衡算共一百零三頁40/100三、熱量(rling)衡算將以下兩個(gè)(lin )熱量衡算式相加或?qū)φ麄€(gè)干燥流程進(jìn)行熱量衡算：共一百零三頁41/100三、熱量(rling)衡算共一百零三頁42/100三、熱量(rling)衡算加入(jir)干燥系統(tǒng)的全部能量有四個(gè)用途

16、： 加熱空氣、蒸發(fā)水分、加熱物料和熱損失物料升溫所耗能量熱損失物料中水分蒸發(fā)所耗的能量新鮮空氣被加熱所耗的能量 供能方 這是干燥的真正目的所在。共一百零三頁43/100三、熱量(rling)衡算物料中水分(shufn)蒸發(fā)所耗的能量3、干燥設(shè)備的熱效率熱效率一般，=3060%，在應(yīng)用部分廢氣循環(huán)時(shí)，=5070%共一百零三頁44/100三、熱量(rling)衡算物料升溫所耗能量熱損失物料中水分蒸發(fā)所耗的能量新鮮空氣被加熱所耗的能量 供能方 思考： 1、如何(rh)提高熱效率？ 2、為什么廢氣循環(huán)時(shí)熱效率較高？ 此外，盡量利用廢氣中的熱量，例如用廢氣預(yù)熱冷空氣或濕物料，或?qū)U氣循環(huán)使用，也將有助于

17、熱效率的提高。設(shè)法減少加熱空氣、加熱物料和熱損失所耗熱量，如將H2，則L。如將 t2 。如將Ql，均可提高。共一百零三頁45/100三、熱量(rling)衡算（1）理想干燥(gnzo)過程（又稱等焓或絕熱干燥(gnzo)過程） Qd=0、Ql =0、物料帶進(jìn)、帶出的熱量均可忽略不計(jì)，4、干燥過程圖解共一百零三頁46/100三、熱量(rling)衡算 空氣（t1、H1）降溫，但焓不變，這是因?yàn)榭諝獠粩嘣鰸竦木壒?yung)，即水汽（W）將蒸發(fā)水分所需的熱量以汽化潛熱的形式帶回空氣中。 所以空氣降溫放出的顯熱蒸發(fā)水分所需的熱量返回目錄共一百零三頁47/100三、熱量(rling)衡算 由于熱量的加

18、入，實(shí)際干燥過程中，空氣(kngq)的焓可能增大，也可能減小。 焓增大焓減小4、干燥過程圖解（2）實(shí)際干燥過程共一百零三頁48/100習(xí)題課匯總(huzng)：物料(w lio)衡算熱量衡算理想干燥過程（等焓干燥過程）共一百零三頁49/100實(shí)際干燥(gnzo)過程舉例【例1】常壓下擬用溫度為20、相對(duì)濕度為57.5的空氣干燥某種濕物料。空氣在預(yù)熱器中被加熱到90后送入干燥室，離開時(shí)的溫度為45、濕度為0.022kg水/kg干氣?，F(xiàn)要求每小時(shí)將1200kg的濕物料由含水率3%（濕基）干燥至0.2%（濕基），已知物料進(jìn)、出口溫度分別為20和60，在此溫度范圍內(nèi)，絕干物料的比熱(br)為3.5kJ

19、/(kg)，水的平均比熱為4.19 kJ/(kg)。干燥設(shè)備熱損失可按預(yù)熱器中加熱量的5%計(jì)算。試求：(1)新鮮空氣用量，kg/h；(2)預(yù)熱器的加熱量QP，kW；(3)干燥室內(nèi)補(bǔ)充的熱量Qd，kW； (4)熱效率； (5)畫出濕空氣狀態(tài)變化共一百零三頁50/100（1）新鮮空氣用量，kg/h查圖或計(jì)算(j sun)得H00.008kg干/kg實(shí)際干燥過程(guchng)舉例【解】共一百零三頁51/100實(shí)際干燥(gnzo)過程舉例（2）預(yù)熱器的加熱量(rling)QP，kW H00.008kg干/kg共一百零三頁52/100實(shí)際干燥(gnzo)過程舉例H00.008kg干/kg（3）干燥室內(nèi)

20、補(bǔ)充(bchng)的熱量Qd，kW其中：共一百零三頁53/100實(shí)際干燥過程(guchng)舉例H00.008kg干/kg共一百零三頁54/100實(shí)際(shj)干燥過程舉例H00.008kg干/kg代入式中得：共一百零三頁55/100實(shí)際(shj)干燥過程舉例H00.008kg干/kg共一百零三頁56/100實(shí)際(shj)干燥過程舉例H00.008kg干/kg（4）熱效率共一百零三頁57/100實(shí)際(shj)干燥過程舉例H00.008kg干/kg（5）畫出濕空氣狀態(tài)(zhungti)變化共一百零三頁58/100有廢氣循環(huán)的實(shí)際(shj)干燥過程舉例【例2】現(xiàn)將例1流程改為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖

21、所示。將出口廢氣中的50%引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍加熱至90后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為45，干燥室加熱量Qd不變，仍為40.25kW，被干燥的物料及干燥要求不變，熱損失(snsh)仍可取為Qp的5%。試計(jì)算：（1）畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例1對(duì)比。（2）新鮮空氣的用量，kg/h；（3）預(yù)熱器的加熱量Qp，kW；（4） 熱效率L2L共一百零三頁59/100有廢氣循環(huán)的實(shí)際干燥過程(guchng)舉例【例2】現(xiàn)將例1流程(lichng)改為廢氣循環(huán)流程(lichng)設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣中的50%引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍加熱至90后，

22、再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為45，干燥室加熱量Qd不變，仍為40.25kW，被干燥的物料及干燥要求不變，熱損失仍可取為Qp的5%。試計(jì)算：（1）畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例1對(duì)比。（2）新鮮空氣的用量，kg/h；（3）預(yù)熱器的加熱量Qp，kW；（4） 熱效率（1）畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例1對(duì)比。例2【解】例2中點(diǎn)共一百零三頁60/100有廢氣循環(huán)的實(shí)際干燥過程(guchng)舉例（2）新鮮空氣用量，kg/h - (1)共一百零三頁61/100有廢氣循環(huán)的實(shí)際干燥(gnzo)過程舉例（3）預(yù)熱器的加熱量(rling)Qp，kW 杠桿原理共一百零三頁62/100有廢氣循環(huán)的實(shí)際(shj)干

23、燥過程舉例共一百零三頁63/100有廢氣(fiq)循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例求解(qi ji)見例1共一百零三頁64/100有廢氣(fiq)循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例聯(lián)立式(l sh)（1）、（2）得：- (2)共一百零三頁65/100有廢氣(fiq)循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例由例1可知(k zh)（4）熱效率共一百零三頁66/100有廢氣(fiq)循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例結(jié)論：在完成同樣的生產(chǎn)任務(wù)(rn wu)條件下，若采用廢氣循環(huán)流程，新鮮干空氣用量減少，預(yù)熱器熱負(fù)荷減小，干燥效率提高，但出口廢氣濕度增大，故干燥過程速率下降，干燥設(shè)備將變大。共一百零三頁67/100練習(xí)(linx)【練習(xí)】現(xiàn)將例1流程改

24、為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣中的50%引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍加熱至90后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為45，濕度仍為0.022kg水/kg干氣，被干燥的物料及干燥要求不變，熱損失仍可取為Qp的5%。試計(jì)算(j sun)：（1）畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例2對(duì)比（2）新鮮空氣的用量，kg/h； （3） QP、Qd，kW；（4）熱效率； 。共一百零三頁68/100練習(xí)(linx)（1）畫出濕空氣狀態(tài)(zhungti)變化，并與例1、例2對(duì)比練習(xí)中點(diǎn)共一百零三頁69/100第四節(jié) 干燥速率(sl)和干燥時(shí)間干燥動(dòng)力學(xué)可以(ky)解決干燥室尺寸問題-干燥動(dòng)力學(xué)

25、求解：干燥介質(zhì)用量；干燥條件（如進(jìn)干燥室的空氣溫度， 出干燥室的空氣溫度和濕度等）；整個(gè)設(shè)備的熱能消耗；干燥室尺寸共一百零三頁70/100第四節(jié) 干燥速率(sl)和干燥時(shí)間 單位(dnwi)時(shí)間、單位(dnwi)干燥表面所汽化的水分量，稱為，單位kg/m2s。A、Gc、Xd、dX水分 U一、干燥速率其中Gc絕干物料質(zhì)量，kg； A 干燥面積，m2； X 物料中干基含水率，kg水/kg干料。共一百零三頁71/100物料與水分(shufn)結(jié)合方式吸附(xf)水分：毛細(xì)管水分：溶脹水分：濕物料的粗糙外表面附著的水分。多孔性物料的孔隙中所含的水分。是物料組成的一部分，可透入物料細(xì)胞壁內(nèi)，使物料的體積

26、為之增大。二、物料中的幾種水分共一百零三頁72/100二、物料中的幾種(j zhn)水分水固相1、 結(jié)合水分與非結(jié)合水分（去除的難易(nn y)程度劃分）非結(jié)合水-機(jī)械地附著在物料表面的水分，或物料堆積層 中大空隙中的水分結(jié)合水-結(jié)晶水、小毛細(xì)管內(nèi)的水分、 細(xì)胞內(nèi)的水分等。特點(diǎn)：與固體相互結(jié)合力較弱，較易去除； 性質(zhì)與純水的相同；特點(diǎn)：結(jié)合水的蒸氣壓低于同 溫下水的飽和蒸氣壓; 借化學(xué)力或物理化學(xué)力 與固體相結(jié)合，較難去 除。-取決于物料本身的性質(zhì)，與空氣狀況無關(guān)。 大孔道小孔道共一百零三頁73/100二、物料(w lio)中的幾種水分t，H，pw什么是平衡(pnghng)水分？-在一定空氣狀

27、態(tài)下的干燥極限 物料總水分中，除了平衡水分以外的那部分水，稱為。 其值為（XX*）2、平衡水分與自由水分 （能否用干燥方法去除劃分）-取決于物料本身的性質(zhì)及空氣狀態(tài)。 什么是自由水分？水固相水固相ps水固相 在一定空氣狀態(tài)下，濕物料中的恒定含水量稱為該物料的 。也就是在一定空氣狀態(tài)下物料中不能除去的水分。用X*表示，單位kg水/kg干料。ps pw共一百零三頁74/100二、物料中的幾種(j zhn)水分思考：“在一定空氣狀態(tài)下物料(w lio)中不能除去的水分”這句話是否意味著這部分水再也無法除去了？例如：曬衣服，下雨天和晴天共一百零三頁75/100二、物料(w lio)中的幾種水分總水分自

28、由水分平衡水分非結(jié)合水分結(jié)合水分平衡水分一定(ydng)是結(jié)合水分；自由水分包括了全部非結(jié)合水分和一部分結(jié)合水分。 =100%時(shí)對(duì)應(yīng)的平衡水分為結(jié)合水分含量共一百零三頁76/100三、干燥(gnzo)過程及機(jī)理恒定(hngdng)干燥條件-濕空氣的狀態(tài)（溫度、濕度）不變、空氣流速不變、與物料的接觸方式不變 前提：濕空氣t H u濕空氣t H u共一百零三頁77/100三、干燥(gnzo)過程及機(jī)理t，H，pw水固相psX，kg水/kg絕干料干燥時(shí)間物料溫度所經(jīng)歷的時(shí)間很短，通?？珊雎圆挥?jì)。 非結(jié)合(jih)水預(yù)熱段恒速干燥階段t，H，pw思考：恒速段除去的是什么水？ 水固相pst0tw共一百零

29、三頁78/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理t，H，pw水固相pst，H，pw水固相pst0tw空氣(kngq)條件表面氣化控制思考：影響恒速階段干燥速率的因素？恒速段干燥機(jī)理：共一百零三頁79/100三、干燥(gnzo)過程及機(jī)理干燥速率N,kg/（m2s）X，kg水/kg絕干料干燥時(shí)間物料溫度所經(jīng)歷的時(shí)間很短，通常可忽略不計(jì)。 恒速段干燥速率(sl)曲線：共一百零三頁80/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理降速干燥(gnzo)階段t，H，pX，kg水/kg絕干料干燥時(shí)間物料溫度降速第一階段tw水固相ps非結(jié)合水和部分結(jié)合水降速第二階段預(yù)熱段恒速干燥階段思考：降速階段除去的是什么

30、水？ 整個(gè)干燥過程可分為三個(gè)階段：從物料表面剛出現(xiàn)干區(qū)，至全部表面為干區(qū)階段共一百零三頁81/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理t，H，ptw水固相ps物料內(nèi)部水分(shufn)遷移控制降速段干燥機(jī)理：共一百零三頁82/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理X，kg水/kg絕干料干燥時(shí)間 物料溫度降速第一階段降速第二階段干燥速率N,kg/（m2s）降速第一階段降速第二階段X*降速段干燥(gnzo)速率曲線：共一百零三頁83/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理干燥速率N,kg/（m2s）降速第一階段降速第二階段X*臨界(ln ji)含水率：t，H，ptw水固相psXC臨界含水率：物

31、料表面一出現(xiàn)干區(qū)時(shí)的含水率思考：臨界含水量大好，還是小好？小好，因?yàn)橐坏┻_(dá)到臨界含水量，就意味著干燥進(jìn)入了降速階段，干燥時(shí)間將大大加長。共一百零三頁84/100三、干燥過程(guchng)及機(jī)理干燥速率N,kg/（m2s）降速第一階段降速第二階段X*臨界(ln ji)含水率：t，H，ptw水固相psXC思考：影響臨界含水量大小的因素？物料本身的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、厚度等 物料層越薄，則XC越小 干燥介質(zhì)狀況（流速、溫度、濕度等）流速越小、溫度越低、濕度越大，則恒速干燥速率越小，XC越小 共一百零三頁85/100四、恒定干燥條件(tiojin)下干燥時(shí)間的計(jì)算U1、恒速段干燥時(shí)間(shjin) 1 的計(jì)

32、算水固相twt，H，p根據(jù)熱量衡算，知其中共一百零三頁86/100四、恒定干燥(gnzo)條件下干燥(gnzo)時(shí)間的計(jì)算U2、降速段干燥(gnzo)時(shí)間 2 的計(jì)算 如圖，若降速段的干燥曲線可近似為直線，則返回目錄共一百零三頁87/100第五節(jié) 干燥器共一百零三頁88/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器廂式干燥器（Disc Type Drier）小型的稱為烘箱，大型的稱為烘房，是典型(dinxng)的常壓、間歇式、對(duì)流干燥設(shè)備。任何形狀的物料 適用場(chǎng)合：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)。物料得不到分散，干燥速率低，熱利用率較差、且產(chǎn)品質(zhì)量不均勻。產(chǎn)量不大。共一百零三頁89/100一、常用(

33、chn yn)工業(yè)干燥器耙式真空(zhnkng)干燥器：適用場(chǎng)合：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：熱敏性物料、易產(chǎn)生粉末的物料、易爆物料、排出蒸汽需回收的物料干燥溫度不致過高屬減壓、間歇、導(dǎo)熱式整套設(shè)備均需密封，不易。共一百零三頁90/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器洞道式干燥器（Series Flow Through Rotation Drier）逆流(nli)式錯(cuò)流式連續(xù)的或半連續(xù)操作共一百零三頁91/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器洞道式干燥器（Series Flow Through Rotation Drier）適用(shyng)場(chǎng)合：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：處理量大、干燥時(shí)間長的物料同廂式干燥器中間

34、加熱式共一百零三頁92/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)（rotaty cylinder dryer）適用(shyng)場(chǎng)合：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：粒狀、塊狀物料、膏糊狀物料、甚至液體物料。連續(xù)操作、對(duì)流或?qū)崾教幚砹看螅徊僮鞣€(wěn)定可靠；與氣流干燥器、流化床干燥器相比適應(yīng)性強(qiáng)。設(shè)備笨重、占地面積大。共一百零三頁93/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器連續(xù)(linx)、對(duì)流式氣流干燥器（pneumatic conveying dryer）干燥管-長度一般1020m脈沖式干燥管-顆粒變速運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化了傳熱共一百零三頁94/100一、常用(chn yn)工業(yè)干燥器氣流(qli)干燥器晶體和小顆粒物料，尤其是熱敏性、易氧化、不宜粉碎的物料適用場(chǎng)合： 常用的氣速約為1020/s以上，故物料停留時(shí)間0.5秒幾秒。 1m最有效的干燥段：干燥速率