化工原理-《化工原理》

《化工原理》PrinciplesofChemicalEngineering第十二章干燥

Chapter12Drying概述（Introduction）

在化學工業(yè)生產(chǎn)中所得到的固態(tài)產(chǎn)品或半成品往往含有過多的水分或有機溶劑(濕份)，要制得合格的產(chǎn)品需要除去固體物料中多余的濕份。除濕方法：機械除濕——如離心分離、沉降、過濾。干燥——利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹萜３凉癯潭雀?，但能耗大。慣用做法：先采用機械方法把固體所含的絕大部分濕份除去，然后再通過加熱把機械方法無法脫除的濕份干燥掉，以降低除濕的成本。干燥分類：本章重點：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)對流干燥過程。干燥介質(zhì)：用來傳遞熱量（載熱體）和濕份（載濕體）的介質(zhì)。由于溫差的存在，氣體以對流方式向固體物料傳熱，使?jié)穹萜?；在分壓差的作用下，濕份由物料表面向氣流主體擴散，并被氣流帶走。對流干燥過程原理溫度為t、濕份分壓為p的濕熱氣體流過濕物料的表面，物料表面溫度ti低于氣體溫度t。注意：只要物料表面的濕份分壓高于氣體中濕份分壓，干燥即可進行，與氣體的溫度無關(guān)。氣體預熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快濕份汽化和物料干燥的速度，達到一定的生產(chǎn)能力。HtqWtippiM干燥是熱、質(zhì)同時傳遞的過程干燥過程熱空氣流過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表面與內(nèi)部出現(xiàn)水分濃度差內(nèi)部水分擴散到表面?zhèn)鳠徇^程傳質(zhì)過程傳質(zhì)過程干燥過程推動力傳質(zhì)推動力：物料表面水分壓P表水>熱空氣中的水分壓P空水傳熱推動力：熱空氣的溫度t空氣>物料表面的溫度t物表對流干燥過程實質(zhì)除水分量空氣消耗量干燥產(chǎn)品量熱量消耗干燥時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)干燥過程基本問題解決這些問題需要掌握的基本知識有：(1)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、熱量衡算關(guān)系和速率關(guān)系。本章主要介紹運用上述基本知識解決工程中物料干燥的基本問題，介紹的范圍主要針對連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干燥過程。第一節(jié)濕氣體的熱力學性質(zhì)濕空氣：指絕干空氣與水蒸汽的混合物。在干燥過程中，隨著濕物料中水份的汽化，濕空氣中水份含量不斷增加，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。操作壓強不太高時，空氣可視為理想氣體。系統(tǒng)總壓P：濕空氣的總壓（kN/m2），即P干空氣與P水之和。干燥過程中系統(tǒng)總壓基本上恒定不變。且干燥操作通常在常壓下進行，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。1.濕份的表示方法對于空氣-水蒸氣系統(tǒng)：Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96kg/kmol濕空氣中水氣的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比。若濕份蒸汽和絕干空氣的摩爾數(shù)(nw,ng)和摩爾質(zhì)量(Mw,Mg)絕對濕度(濕度)H（Humidity）總壓一定時，濕空氣的濕度只與水蒸汽的分壓有關(guān)。Kg水蒸汽/kg絕干空氣當p=ps時，濕度稱為飽和濕度，以Hs表示。相對濕度（Relativehumidity）濕度只表示濕空氣中所含水份的絕對數(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）。值說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；=0

，p=0時，表示濕空氣中不含水分，為絕干空氣。=1

，p=ps時，表示濕空氣被水汽所飽和，不能再吸濕。對于空氣-水系統(tǒng)：相對濕度：在總壓和溫度一定時，濕空氣中水汽的分壓p與系統(tǒng)溫度下水的飽和蒸汽壓ps之比的百分數(shù)。相對濕度（Relativehumidity）若t<總壓下濕空氣的沸點，0100%；若t>總壓下濕空氣的沸點，濕份ps>P，最大(空氣全為水汽)<100%。故工業(yè)上常用過熱蒸汽做干燥介質(zhì)；若t>濕份的臨界溫度，氣體中的濕份已是真實氣體，此時=0，理論上吸濕能力不受限制。=f(H,t)

ps隨溫度的升高而增加，H不變提高t，，氣體的吸濕能力增加，故空氣用作干燥介質(zhì)應先預熱。H不變而降低t，，空氣趨近飽和狀態(tài)。當空氣達到飽和狀態(tài)而繼續(xù)冷卻時，空氣中的水份將呈液態(tài)析出。2.比容H(Humidvolume)或或濕比容(m3/kg絕干氣氣體)比容：1kg絕干干空氣和相應應水汽體積之之和。3.比熱cH(Humidheat)或比熱容容KJ/(kg·℃)比熱：1kg絕干干空氣及相應應水汽溫度升升高1℃所需需要的熱量式中：cg—絕干空氣氣的比熱，KJ/(kg·℃)；cv—水水汽的的比熱熱，KJ/(kg··℃)。。對于空空氣-水系系統(tǒng)：：cg=1.01kJ/(kg·℃℃)，，cv=1.88kJ/(kg·℃℃)4.焓焓I(Totalenthalpy)焓：1kg絕絕干空空氣的的焓與與相應應水汽汽的焓焓之和和。由于焓焓是相相對值值，計計算焓焓值時時必須須規(guī)定定基準準狀態(tài)態(tài)和基基準溫溫度，，一般般以0℃為為基準準，且且規(guī)定定在0℃時時絕干干空氣氣和水水汽的的焓值值均為為零，，則對于空空氣-水系系統(tǒng)：：顯熱項項汽化潛潛熱項項當熱、、質(zhì)傳傳遞達達平衡衡時，，氣體體對液液體的的供熱熱速率率恰等等于液液體汽汽化的的需熱熱速率率時：：5.干干燥過過程中中的物物料溫溫度(1)干球球溫度度t：濕空氣氣的真真實溫溫度，，簡稱稱溫度度(℃℃或或K)。。將溫溫度計計直接接插在在濕空空氣中中即可可測量量。(2)空空氣的濕濕球溫溫度（（Wet-bulbtemperature）a.定定義qN對流傳傳熱hkH氣體t,H氣膜對流傳傳質(zhì)液滴表表面tw,Hw液滴——濕濕球球溫度度tw定義式式(2)空空氣的濕濕球溫溫度（（Wet-bulbtemperature）因流速等等影響氣氣膜厚度度的因素素對α和kH有相同的的作用，，可認為為kH/α與速度等等因素無無關(guān)，而而僅取決決于系統(tǒng)統(tǒng)的物性性。飽和氣體體:H=Hs，tw=t，即飽和和空氣的的干、濕濕球溫度度相等。。不飽和氣氣體:H<Hs，tw<t。對于空氣氣-水系系統(tǒng)：結(jié)論：tw=f(t,H)，氣氣體的t和H一定，tw為定值。。濕球溫度度計測定定濕球溫溫度的條條件是保保證純對對流傳熱熱，即氣氣體應有有較大的的流速和和不太高高的溫度度，否則則，熱傳傳導或熱熱輻射的的影響不不能忽略略，測得得的濕球球溫度會會有較大大的誤差差。通過測定定氣體的的干球溫溫度和濕濕球溫度度，可以以計算氣氣體的濕濕度：氣體ttwb.濕球溫度度的測定定物料充分分濕潤，，濕分在在物料表表面的汽汽化和在在液面上上汽化相相同。物料經(jīng)過預預熱，很快快達到穩(wěn)定定的溫度，，由于對流流傳熱強烈烈，物料溫溫度接近氣氣體的濕球球溫度tw。對于空氣-水系系統(tǒng)，tw<100℃℃。當氣體體的濕度一一定時，氣氣體的溫度度越高，干干、濕球溫溫度的差值值越大。結(jié)論：當物料充分分濕潤時，，可以使用用高溫氣體體做干燥介介質(zhì)而不至至于燒毀物物料。例如如，可以使使用500℃的氣體體烘干淀粉粉。t

℃2060100200500tw℃17.6228.3635.7647.6364.43對初始溫度度為20℃、相對對濕度為80%的的常壓空空氣b.濕球溫度的的測定(3)絕熱熱飽和冷卻卻溫度tas絕熱飽和冷冷卻溫度：：不飽和的濕濕空氣等焓焓降溫到飽飽和狀態(tài)時時的溫度。。高溫不飽和和空氣與水水在絕熱條條件下進行行傳熱、傳傳質(zhì)并達到到平衡狀態(tài)態(tài)的過程。。達到平衡衡時，空氣氣與水溫度度相等，空空氣被水的的蒸汽所飽飽和。由于ras和Has是tas的函數(shù)，故故絕熱飽和和溫度tas是氣體溫度度t和濕度H的函數(shù)。已已知t和H，可以試差差求解tas。對于空氣-水系統(tǒng)：：絕熱飽和過過程(Adiabaticsaturationprocess)：(4)露點點td溫度為t的的不飽和空空氣在等濕濕下冷卻至至溫度等于于td的飽和狀態(tài)態(tài)，此時H=Hs,td。露點：不飽和空氣氣等濕冷卻卻到飽和狀狀態(tài)時的溫溫度，以td表示；相應應的濕度為為飽和濕度度，以Hs,td表示。處于露點溫溫度的濕空空氣的相對對濕度=1，空氣濕度度達到飽和和濕度，濕濕空氣中中水汽分壓壓等于露點點溫度下水水的飽和蒸蒸氣壓，則則水蒸蒸氣氣-空空氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)：：不飽飽和和空空氣氣t>tas（或或tw）>td；飽飽和和空空氣氣t=tas=td氣體體濕濕度度圖圖（Humiditychart））濕空空氣氣參參數(shù)數(shù)的的計計算算比比較較繁繁瑣瑣，，甚甚至至需需要要試試差差。。為為了了方方便便和和直直觀觀，，通通常常使使用用濕濕度度圖圖。。等濕濕線線等焓焓線線等溫溫線線飽和空氣線p-H線線空氣氣濕濕度度圖圖的的繪繪制制（（Humiditychart））對于于空空氣氣-水水系系統(tǒng)統(tǒng)，，tastw，等等tas線可可近近似似作作為為等等tw線。。每一一條條絕絕熱熱冷冷卻卻線線上上所所有有各各點點都都具具有有相相同同的的tas。物理理意意義義：：以絕絕熱熱冷冷卻卻線線上上所所有有各各點點為為始始點點，，經(jīng)經(jīng)過過絕絕熱熱飽飽和和過過程程到到達達終終點點時時，，所所有有各各狀狀態(tài)態(tài)的的氣氣體體的的溫溫度度都都變變?yōu)闉橥灰粶販囟榷?。。橫坐坐標標：：空氣氣的的濕濕度度，，所所有有的的橫橫線線為為等等濕濕度度線線。。右側(cè)側(cè)縱縱坐坐標標：：空氣氣的的干干球球溫溫度度，，所所有有縱縱線線為為等等溫溫線線。。(1)等等濕濕度度線線(等等H線)(2)等等焓焓線線（（等等I線））對給給定定的的tas：t=f(H)在同同一一條條等等濕濕線線上上不不同同點點所所代代表表的的濕濕空空氣氣狀狀態(tài)態(tài)不不同同，，但但H相同同，，露露點點是是將將濕濕空空氣氣等等H冷卻卻至至=1時的的溫溫度度。。(3)等等干干球球溫溫度度線線(等等t線)I與與H呈呈直直線線關(guān)關(guān)系系，，t越越高高，，等等t線線的的斜斜率率越越大大，，讀讀數(shù)數(shù)0-250oC。(4)等等相相對對濕濕度度線線(等等線)總壓壓P一定定，，對對給給定定的的：因ps=f(t)，，故故H=f(t)。。(5)蒸蒸氣氣分分壓壓線線總壓壓P一定定，，ps=f(H)，，p-H近似似為為直直線線關(guān)關(guān)系系。?？諝鈿鉂駶耢熟蕡D圖的的用用法法（（Useofhumiditychart））兩個個參參數(shù)數(shù)在在曲曲線線上上能能相相交交于于一一點點，，即即這這兩兩個個參參數(shù)數(shù)是是獨獨立立參參數(shù)數(shù)，，這這些些參參數(shù)數(shù)才才能能確確定定空空氣氣的的狀狀態(tài)態(tài)點點。。=100%，，空空氣氣達達到到飽飽和和，，無無吸吸濕濕能能力力。。<100%，，屬屬于于未未飽飽和和空空氣氣，，可可作作為為干干燥燥介介質(zhì)質(zhì)。。越小，干燥條條件越好。1.確定空氣氣的干燥條件件2.確定空氣氣的狀態(tài)點，，查找其它參參數(shù)3.確定絕熱熱飽和冷卻溫溫度1）等I干燥燥過程等焓干燥過程程又稱絕熱干干燥過程。a.不向干燥燥器重補充熱熱量，即QD=0.b.忽略干燥燥器向周圍散散失的熱量，，即QL=0.c.物料進出出干燥器的焓焓相等，即G(I2’_I1’)=0沿等I線，，空氣t1、t2意志，即可確確定H1、H2。2）等H干燥燥過程恒壓下，加熱熱或冷卻過程程。第二節(jié)干燥相平衡關(guān)關(guān)系及干燥速速率濕物料水分含含量的表示方方法濕物料是絕干干固體與液態(tài)態(tài)濕分的混合合物。濕基含水量w：水分在濕物料料中的質(zhì)量百百分數(shù)。干基含水量X：濕物料中的水水分與絕干物物料的質(zhì)量比比。換算關(guān)系：工業(yè)生產(chǎn)中，，物料濕含量量通常以濕基基含水量表示示，但由于物物料的總質(zhì)量量在干燥過程程中不斷減少少，而絕干物物料的質(zhì)量不不變，故在干干燥計算中以以干基含水量量表示較為方方便。濕份在氣體和和固體間的平平衡關(guān)系濕份的傳遞方方向(干燥燥或吸濕)和和限度(干燥程度)由濕份在在氣體和固體體兩相間的平平衡關(guān)系決定定。pXpsXh平衡狀態(tài)：當濕含量為X的濕物料與濕濕份分壓為p的不飽和濕氣氣體接觸時，，物料將失去去自身的濕份份或吸收氣體體中的濕份，，直到濕份在在物料表面的的蒸汽壓等于于氣體中的濕濕份分壓。平衡含水量：：平衡狀態(tài)下物物料的含水量量。不僅取決決于氣體的狀狀態(tài)，還與物物料的種類有有很大的關(guān)系系。X*p具有和獨立存存在的水相同同的蒸汽壓和和汽化能力。。結(jié)合水分：與物料存在某某種形式的結(jié)結(jié)合，其汽化化能力比獨立立存在的水要要低，蒸汽壓壓或汽化能力力與水分和物物料結(jié)合力的的強弱有關(guān)。。物料中的水分分濕含量XXh相對濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分01.00.5結(jié)合水分按結(jié)結(jié)合方式可分分為：吸附水水分、毛細管管水分、溶漲漲水分(物料料細胞壁內(nèi)的的水分)和化化學結(jié)合水分分(結(jié)晶水)。化學結(jié)合水分分與物料細胞胞壁水分以化化學鍵形式與與物料分子結(jié)結(jié)合，結(jié)合力力較強，難汽汽化；吸附水水分和毛細管管水分以物理理吸附方式與與物料結(jié)合，，結(jié)合力相對對較弱，易于于汽化。1.結(jié)合水分分與非結(jié)合水水分一定干燥條件件下，水分除除去的難易，，分為結(jié)合水水與非結(jié)合水水。非結(jié)合水分：：與物料機械形形式的結(jié)合，，附著在物料料表面的水，，2.平衡水分分和自由水分分一定干燥條件件下，按能否否除去，分為為平衡水分與與自由水分。。平衡水分：低于平衡含水水量X*的水分，是不不可除水分。。自由水分：高于平衡含水水量X*的水分，是可可除水分。吸濕過程：若X<Xh，則物料將吸吸收飽和氣體體中的水分使使?jié)窈吭黾蛹又翝窈縓h，即最大吸濕濕含含量，物料不可能能通過吸收飽飽和氣體中的的濕份使?jié)窈砍^Xh。欲使物料增增濕超過Xh，必須使物料料與液態(tài)水直直接接觸。干燥過程：當濕物料與不不飽和空氣接接觸時，X向X*接近，干燥過過程的極限為為X*。物料的X*與濕空氣的狀狀態(tài)有關(guān)，空空氣的溫度和和濕度不同，，物料的X*不同。欲使物物料減濕至絕絕干，必須與與絕干氣體接接觸。濕含量XXh相對濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分X*01.00.5物料的吸濕性性物料濕含量的的平衡曲線有有兩種極端情情況。強吸濕性物料料：與水分的結(jié)合合力很強，平平衡線只是漸漸近地與=100%接近，平衡濕濕含量很大。。如某些生物物材料。非吸濕性物料料：與水結(jié)合力很很弱，平衡線線與縱坐標基基本重合，X*=Xh0，如某些不溶溶于水的無機機鹽(碳酸鹽鹽、硅酸鹽)等。00.20.40.60.81.00.10.20.3煙葉木材氯化鋅優(yōu)質(zhì)紙濕含量X相對濕度一般物料的吸吸濕性都介于于二者之間。。對流干燥的基基本規(guī)律對一定干燥任任務，干燥器器尺寸取決于于干燥時間和和干燥速率。。由于干燥過程程的復雜性，，通常干燥速速率不是根據(jù)據(jù)理論進行計計算，而是通通過實驗測定定的。為了簡化影響響因素，干燥燥實驗都是在在恒定干燥條條件下進行的的，即在一定定的氣－固接接觸方式下，，固定空氣的的溫度、濕度度和流過物料料表面的速度度進行實驗。。為保證恒定干干燥條件，采采用大量空氣氣干燥少量物物料，以使空空氣的溫度、、濕度和流速速在干燥器中中恒定不變。。實驗為間歇歇操作，物料料的溫度和含含水量隨時間間連續(xù)變化。。干燥曲線和干干燥速率曲線線Dryingcurveanddrying-ratecurve恒速干燥段(Constant-rateperiod)：物料溫度恒定定在tw，X~變化呈直線關(guān)關(guān)系，氣體傳傳給物料的熱熱量全部用于于濕份汽化。。預熱段(Pre-heatperiod)：：初始含水量X1和溫度1變?yōu)閄和tw。物料料吸熱熱升溫溫以提提高汽汽化速速率，，但濕濕含量量變化化不大大。干燥曲曲線：：物料含含水量量X與干燥燥時間間的關(guān)系系曲線線。干燥曲曲線和和干燥燥速率率曲線線A濕含量量XXctwDCBADCBtX*物料表表面溫溫度干燥時時間預熱段段恒速段段降速段段降速干干燥段段(Falling-rateperiod)：物料開開始升升溫，，X變化減減慢，，氣體體傳給給物料料的熱熱量僅僅部分分用于于濕份份汽化化，其其余用用于物物料升升溫，，當X=X*，=t。物料的的結(jié)構(gòu)構(gòu)和吸吸濕性性降速段段干燥燥速率率曲線線的形形狀因因物料料的結(jié)結(jié)構(gòu)和和吸濕濕性而而異。。多孔性性物料料(Porousmedia)：：濕份主主要是是藉毛毛細管管作用用由內(nèi)內(nèi)部向向表面面遷移移。非多孔孔性物物料(Nonporousmedia)：：借助擴擴散作作用向向物料料表面面輸送送濕份份，或或?qū)駶穹菹认仍趦?nèi)內(nèi)部汽汽化后后以汽汽態(tài)形形式向向表面面擴散散遷移移。如如肥皂皂、木木材、、皮革革等。。吸濕性性物料料(Hygroscopicmedia)：與水水份的的親合合能力力大。。非吸濕濕性物物料(Nonhygroscopicmedia)：不同物物料的的干燥燥機理理不同同，濕濕份內(nèi)內(nèi)擴散散機理理不同同，干干燥速速率曲曲線的的形狀狀不同同，情情況非非常復復雜，，故干干燥曲曲線應應由實實驗的的方法法測定定。干燥速速率的的定義義干燥速速率U：干燥器器單位位時間間內(nèi)汽汽化的的濕分分量(kg濕濕分/s)。微微分形形式為為，式中：：U——干干燥燥器的的干燥燥速率率，kg/s；；W——汽汽化化水份份量，，kg；Gc——絕絕干干物料料的質(zhì)質(zhì)量，，kg；如果物物料形形狀是是不規(guī)規(guī)則的的，干干燥面面積不不易求求出，，則可可使用用干燥燥速率率進行行計算算。設物料料的初初始濕濕含量量為X1，產(chǎn)品品濕含含量為為X2：當X1＞Xc和X2＜Xc時，干干燥有有兩個個階段段；當X1＜Xc或X2＞Xc時，干干燥都都只有有一個個階段段，即即恒速速干燥燥段。。由于物物料預預熱段段很短短，通通常將將其并并入恒恒速干干燥段段；以臨界界濕含含量Xc為界，可將干干燥過程只分分為恒速干燥燥和降速干燥燥兩個階段。。干燥速率曲線線：干燥速率U或干燥速度N與濕含量X的關(guān)系曲線。。干燥過程的的特征在干燥燥速率曲線上上更為直觀。。干燥曲線和干干燥速率曲線線ABCD干燥速率U或NABCD物料溫度twXcX*濕含量XIIIC’理論解釋恒速干燥段：：物料表面濕潤潤，X>Xc，汽化的是非非結(jié)合水。降速干燥段：：X<Xc物料實際汽化化表面變小(出現(xiàn)干區(qū)區(qū))，第一降降速段；汽化表面內(nèi)移移，第二降速速段；平衡蒸汽壓下下降(各種種形式的結(jié)合合水)；固體內(nèi)部水分分擴散速度極極慢(非多多孔介質(zhì))。。降速段干燥速速率取決于濕濕份與物料的的結(jié)合方式，，以及物料的的結(jié)構(gòu)，物料料外部的干燥燥條件對其影影響不大。恒定干燥條件件下τ=tw，p=psα和kp不變由物料內(nèi)部向向表面輸送的的水份足以保保持物料表面面的充分濕潤潤，干燥速率率由水份汽化化速率控制(取決于物料料外部的干燥燥條件)，故故恒速干燥段段又稱為表面汽化控制制階段。濕物料與空氣氣間的q和N恒定臨界濕含量（Criticalmoisturecontent）Xc決定兩干燥段段的相對長短短，是確定干干燥時間和干干燥器尺寸的的基礎數(shù)據(jù)，，對制定干燥燥方案和優(yōu)化化干燥過程十十分重要。物料空氣條件臨界濕含量品種厚度mm速度m/s溫度℃相對濕度%kg水/kg干料粘土6.41.0370.100.11粘土15.91.0320.150.13粘土25.410.6250.400.17高嶺土302.1400.400.181鉻革101.549-1.25砂＜0.044mm252.0540.170.210.044~0.074mm253.4530.140.100.074~0.177mm253.5530.150.0530.208~0.295mm253.5550.170.053新聞紙-0190.351.00鐵杉木254.0220.341.28羊毛織物--25-0.31白嶺粉31.81.0390.200.084白嶺粉6.41.037-0.04白嶺粉169~11260.400.13注意：Xc與物料的厚度度、大小以及及干燥速率有有關(guān)，所以不不是物料本身身的性質(zhì)。一一般需由實驗驗測定。第三節(jié)干燥燥過程的計算算物料的停留時時間應大等于于給定條件下下將物料干燥燥至指定的含含水量所需的的干燥時間，，并由此確定定干燥器尺寸寸。若已知物料的的初始濕含量量X1和臨界濕含量量Xc，則恒速段的的干燥時間為為恒速干燥段的的干燥時間若傳熱干燥面面積S為為已知，則由由上式求干燥燥時間的問題歸結(jié)為為氣固對流給熱系數(shù)數(shù)α的求取。1.恒定干燥燥條件下干燥燥時間的計算算恒速干燥段的的干燥時間(1)空氣氣平行流過靜靜止物料層的的表面L’—濕氣體質(zhì)量流流速，kg/(m2·h)；(2)空氣氣垂直流過靜靜止物料層的的表面適用條件：L’=2450~29300kg/(m2·h)，氣體體溫度45~150℃℃。適用條件：L’=3900~1950kg/(m2·h)(3)氣體體與運動著的的顆粒間的傳傳熱注意：利用上述方程程計算給熱系系數(shù)來確定干干燥速率和干干燥時間，其其誤差較大，，僅能作為粗粗略估計。降速干燥段的的干燥時間(1)圖解解積分法降速段的干燥燥時間可以從從物料干燥曲曲線上直接讀讀取。計算上上通常是采用用圖解法或解解析法。當降速段的U~X呈非線性變化化時，應采用用圖解積分法法。在X2~Xc之間取一定數(shù)數(shù)量的X值，從干燥速速率曲線上查查得對應的U，計算Gc/U；作圖Gc/U~X，計算曲線下下面陰影部分分的面積。XoXcX2Gc/U降速干燥段的的干燥時間(2)解析析法當降速段的U~X呈線性變化時時，可采用解解析法。降速段干燥速速率曲線可表表示為ABCD干燥速率UXUXcX*濕含量XUc當缺乏平衡水水分的實驗數(shù)數(shù)據(jù)時，可以以假設X*=0，則有有干燥時間為：：τ=τ1+τ22.干燥過程程的物料衡算算和熱量衡算算物料衡算（Massbalance）G1—濕物料進進口的質(zhì)量流流率，kg/s；G2—產(chǎn)品出口口的質(zhì)量流率率，kg/s；Gc—絕干物料料的質(zhì)量流率率，kg/s；w1—物料的初初始濕含量；；w2—產(chǎn)品濕含含量；L—絕干氣體體的質(zhì)量流率率，kg/s；H1—氣體進干干燥器時的濕濕度；H2—氣體離開開干燥器時的的濕度；W—單位時間內(nèi)內(nèi)汽化的水分分量，kg/s。濕物料G1,w1干燥產(chǎn)品G2,w2熱空氣L,H1濕廢氣體L,H2絕干空氣消耗耗量絕干空氣比消消耗水分蒸發(fā)量：：熱量衡算（Heatbalance）Qp——預熱器器向氣體提供供的熱量，kW；QD——向干燥燥器補充的熱熱量，kW；；QL—干燥器器的散熱損失失，kW。濕物料G1,w1,1,cm1干燥產(chǎn)品G2,w2,2,cm2熱氣氣體體L,H1,t1,i1濕廢廢氣氣體體L,H2,t2,i2濕氣氣體體L,H0,t0,i0QpQdQl預熱熱器器干燥器整個個干干燥燥系系統(tǒng)統(tǒng)的的熱熱量量衡衡算算在連連續(xù)續(xù)穩(wěn)穩(wěn)定定操操作作條條件件下下，，系系統(tǒng)統(tǒng)無無熱熱量量積積累累，，單單位位時時間間內(nèi)內(nèi)(以以1秒秒鐘鐘為為基基準準)：：濕物料G1,

w1,1,cm1干燥產(chǎn)品G2,

w2,2,cm2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2濕氣體L,H0,t0,i0QpQdQl氣體體焓焓變變物料料焓焓變變物料料焓焓：：氣體體焓焓：：整個個干干燥燥系系統(tǒng)統(tǒng)的的熱熱量量衡衡算算汽化化濕濕分分所所需需要要的的熱熱量量：：物料料焓焓變變：：加熱熱固固體體產(chǎn)產(chǎn)品品所所需需要要的的熱熱量量：：放空空熱熱損損失失：：總熱熱量量衡衡算算：：預熱熱器器的的熱熱量量衡衡算算預熱熱器器的的作作用用在在于于加加熱熱空空氣氣。。根根據(jù)據(jù)加加熱熱方方式式可可分分為為兩兩類類：：直接接加加熱熱式式：：如熱熱風風爐爐。。將將燃燃燒燒液液體體或或固固體體燃燃料料后后產(chǎn)產(chǎn)生生的的高高溫溫煙煙氣氣直直接接用用作作干干燥燥介介質(zhì)質(zhì)；；間接接換換熱熱式式：：如間間壁壁換換熱熱器器。。空氣氣預預熱熱器器傳傳給給氣氣體體的的熱熱量量為為如果果空空氣氣在在間間壁壁換換熱熱器器中中進進行行加加熱熱，，則則其其濕濕度度不不變變，，H0=H1，即即通過過預預熱熱器器的的熱熱量量衡衡算算，，結(jié)結(jié)合合傳傳熱熱基基本本方方程程式式，，可可以以求求得得間間壁壁換換熱熱空空氣氣預預熱熱器器的的傳傳熱熱面面積積。。立筒筒式式金金屬屬體體燃燃煤煤間接接加加熱熱熱熱風風爐爐干燥燥器器的的熱熱量量衡衡算算熱氣氣體體在在干干燥燥器器中中冷冷卻卻而而放放出出的的熱熱量量：：物理理意意義義：：