化工原理 干燥

第8章干燥(gānzào)學(xué)習(xí)目的(mùdì)與要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握干燥的基本概念和原理；濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖；干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算方法；干燥過(guò)程的平衡關(guān)系與速率關(guān)系，學(xué)會(huì)干燥時(shí)間的計(jì)算方法。1精品資料本章(běnzhānɡ)應(yīng)重點(diǎn)掌握內(nèi)容1.濕空氣的性質(zhì)、濕度圖及其應(yīng)用2.干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算3.干燥過(guò)程的平衡(pínghéng)關(guān)系與速率關(guān)系：①平衡(pínghéng)曲線(xiàn)；②物料中所含水分的性質(zhì)；③干燥曲線(xiàn)與干燥速率曲線(xiàn)；④干燥速率與干燥時(shí)間的計(jì)算；⑤干燥過(guò)程機(jī)理（熱質(zhì)同傳機(jī)理）。2精品資料8.1概述

8.1.1干燥的原理(yuánlǐ)

8.1.2干燥的分類(lèi)與應(yīng)用3精品資料氣、固相中所含濕分的不同(bùtónɡ)。分離(fēnlí)物系固體中的濕分。形成兩相體系的方法引入一氣相（干燥介質(zhì)）。傳質(zhì)依據(jù)（固相＋氣相）8.1.1干燥的原理

一、干燥過(guò)程的原理干燥原理：熱空氣把熱量傳給濕物料，濕物料中的

水分受熱汽化擴(kuò)散到空氣中被帶走干燥極限：物料中水汽分壓=干燥介質(zhì)中水汽分壓通常指水分（空氣）4精品資料濕物料熱空氣氣膜氣相主體(zhǔtǐ)Q

推動(dòng)力t-twN推動(dòng)力pw-p固體(gùtǐ)物料干燥過(guò)程示意圖干燥過(guò)程熱質(zhì)同傳示意圖5精品資料工程中的常用(chánɡyònɡ)除濕方法：①機(jī)械(jīxiè)除濕②物理除濕③熱能除濕干燥除濕的特點(diǎn)：①除濕徹底；②能耗高。工業(yè)上多采用聯(lián)合除濕——節(jié)能機(jī)械除濕干燥除濕沉降、過(guò)濾、離心分離吸附（氯化鈣、硅膠）干燥

二、干燥過(guò)程與其他除濕方法的比較干燥產(chǎn)品6精品資料1.按操作(cāozuò)壓力分類(lèi)干燥(gānzào)3.按傳熱方式分類(lèi)常壓干燥

真空干燥√傳導(dǎo)干燥

對(duì)流干燥√2.按操作方式分類(lèi)輻射干燥介電加熱干燥√干燥間歇干燥

連續(xù)干燥√干燥√√8.1.2干燥的分類(lèi)與應(yīng)用

一、干燥過(guò)程的分類(lèi)新技術(shù)：真空冷凍干燥

簡(jiǎn)稱(chēng)：凍干7精品資料應(yīng)用(yìngyòng)示例：2、濕聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)干燥成聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)產(chǎn)品1、濕尿素干燥成尿素產(chǎn)品。含水量3%含水量

≤0.5%干燥含水量2%含水量

≤0.3%干燥二、干燥過(guò)程的應(yīng)用3、剛打的糧食干燥成儲(chǔ)備糧（例如玉米）含水量≈20%干燥含水量

≤12%（南方）含水量

≤14%（北方）國(guó)儲(chǔ)玉米8精品資料8.2濕空氣的性質(zhì)(xìngzhì)及濕焓圖

8.2.1濕空氣的性質(zhì)(xìngzhì)

8.2.2濕空氣的H-I圖9精品資料干燥(gānzào)介質(zhì)：干燥(gānzào)濕分：計(jì)算基準(zhǔn)：濕空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比定義：濕空氣水分1kg絕干氣kg（水汽）/kg絕干氣），H符號(hào)：?jiǎn)挝唬簁g/kg（絕干氣）8.2.1濕空氣的性質(zhì)（p243）

一、濕度H(濕含量)10精品資料常壓下濕空氣可視為理想氣體(lǐxiǎnɡqìtǐ)水汽(shuǐqì)的分壓總壓11精品資料濕空氣被水所飽和(bǎohé)若飽和(bǎohé)濕空氣空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓12精品資料濕空氣中水汽分壓與同溫度(wēndù)水的飽和蒸汽壓之比。％定義(dìngyì)：符號(hào)：?jiǎn)挝唬憾?、相?duì)濕度13精品資料～干燥(gānzào)能力吸收(xīshōu)水分能力～～干燥速率傳質(zhì)

推動(dòng)力～pv

=0

=0

絕干空氣pv

=ps

=100％飽和空氣分析：

j的大小，表明了空氣偏離飽和的程度，體現(xiàn)了空氣吸濕能力的大小。j越大,吸濕能力越??；j越小，吸濕能力越大，干燥速率越大。14精品資料以1kg絕干氣為基準(zhǔn)(jīzhǔn)的濕空氣的體積m3（濕空氣）/kg（絕干氣）定義(dìngyì)：符號(hào)：?jiǎn)挝唬喝⒈润w積

vH1kg絕干空氣的體積與其所攜帶的Hkg水汽的體積之和稱(chēng)為濕空氣的比體積。15精品資料設(shè):濕空氣的溫度(wēndù)、濕度、總壓：t，H，p，則用途：⑴

確定濕空氣體積流量，從而選擇風(fēng)機(jī)

⑵計(jì)算濕空氣密度kg/m316精品資料常壓下將以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的溫度升高（或降低(jiàngdī)）1℃所吸收（或放出）的熱量。kJ/(kg（絕干氣）·℃)定義(dìngyì)：符號(hào)：?jiǎn)挝唬涸O(shè)濕空氣的濕度為H則絕干氣比熱容水汽的比熱容四、比熱容cH常壓下將1kg絕干空氣與其所攜帶的Hkg水汽的溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量。17精品資料在常用(chánɡyònɡ)溫度范圍內(nèi)cg=1.01kJ/(kg（絕干氣）·℃）cv=1.88kJ/(kg（水汽(shuǐqì)）·℃）故有

kJ/(kg（水汽）·℃）18精品資料kJ/kg（絕干氣）以1kg絕干氣為基準(zhǔn)(jīzhǔn)的濕空氣的焓值定義(dìngyì)：符號(hào)：?jiǎn)挝唬涸O(shè)絕干氣的焓值為Ig，水汽的焓值為Iv，則五、焓I以0℃為基準(zhǔn)，設(shè)濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，則

以0℃的空氣和0℃的液態(tài)水為計(jì)算基準(zhǔn)。濕空氣中1kg絕干空氣的焓與其所攜帶的Hkg水汽的焓之和稱(chēng)為濕空氣的焓19精品資料1.干球溫度與濕球溫度

用普通溫度計(jì)直接測(cè)得的濕空氣的溫度，稱(chēng)為干球溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)(jiǎnchēng)溫度，以t表示。它是濕空氣的真實(shí)溫度。(1)干球溫度

t(2)濕球溫度tW

用濕球溫度計(jì)測(cè)得的濕空氣的溫度，稱(chēng)為濕球溫度。濕球溫度可度量濕空氣的濕度(shīdù)之大小。六、溫度（p246）20精品資料不飽和濕空氣

水接觸水分汽化：向氣相主體傳遞(汽化熱為水分本身(běnshēn)溫度降低放出顯熱)熱量(rèliàng)傳遞濕度差

質(zhì)量傳遞

溫度差

熱量由氣相主體傳遞給水分(氣相溫度下降)達(dá)平衡狀態(tài)

t＝tw

溫度維持不變

不飽和濕空氣

濕球溫度的測(cè)量機(jī)理（濕紗布處，局部）21精品資料設(shè)濕空氣的干球溫度為t，濕空氣的濕球溫度為tw，濕空氣的濕度(shīdù)為H，氣膜中的飽和濕度(shīdù)為Hs,tw，則傳熱(chuánrè)速率為J/s傳質(zhì)速率為kg/s(3)濕球溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系22精品資料穩(wěn)態(tài)下聯(lián)立得測(cè)定(cèdìng)t、tw濕度(shīdù)H未飽和濕空氣，t>tw

飽和濕空氣，t=tw

23精品資料不飽和濕空氣

水絕熱狀態(tài)(zhuàngtài)接觸水分汽化：向氣相主體(zhǔtǐ)傳遞(汽化熱為水分本身溫度降低放出顯熱)熱量傳遞

飽和濕空氣濕度差

質(zhì)量傳遞

溫度差

熱量由氣相主體傳遞給水分(氣相溫度下降－絕熱冷卻)達(dá)飽和狀態(tài)

t＝tas

H＝Has

＝100％

2.絕熱飽和冷卻溫度tas24精品資料絕熱飽和(bǎohé)溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系如下：未飽和(bǎohé)濕空氣的焓飽和濕空氣的焓絕熱過(guò)程25精品資料因?yàn)?yīnwèi)H、Has值很小，故整理(zhěnglǐ)得空氣-水蒸氣系統(tǒng)：比較得26精品資料不飽和濕空氣

飽和(bǎohé)濕空氣等濕下冷卻(lěngquè)達(dá)飽和狀態(tài)t＝td

H＝Hs,td

＝100％

t～ps～示例：露珠的產(chǎn)生不飽和濕空氣，

t>

tw（tas）>

td飽和濕空氣，t＝

tw（tas）=

td3.露點(diǎn)td

27精品資料在一定總壓下，濕空氣的各參數(shù)中，只有兩個(gè)是獨(dú)立的，只要確定了濕空氣的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，濕空氣的狀態(tài)就確定了。工程上為了方便計(jì)算，常將濕空氣各參數(shù)標(biāo)繪(biāohuì)成圖，稱(chēng)為濕空氣的濕度圖。濕空氣的濕度(shīdù)圖濕度－焓（H－I）圖濕度－溫度（H－t）圖8.2.2濕空氣的H-I圖

一、H－I圖的構(gòu)造28精品資料常壓下濕空氣的H－I圖（p251）等溫線(xiàn)-左下右上等焓線(xiàn)-左上右下焓坐標(biāo)(zuòbiāo)（最左+三邊）水汽(shuǐqì)分壓坐標(biāo)（最右）溫度坐標(biāo)濕度坐標(biāo)等濕線(xiàn)-垂線(xiàn)等相對(duì)濕度線(xiàn)-曲線(xiàn)等水汽分壓線(xiàn)-水平線(xiàn)（p196）29精品資料H－I圖由以下(yǐxià)線(xiàn)群組成:①等濕線(xiàn)（等H線(xiàn)），范圍(fànwéi)0～0.2kg/kg(絕干氣)；②等焓線(xiàn)（等I線(xiàn)），范圍0～680kJ/kg(絕干氣)；③等溫線(xiàn)（等t線(xiàn)），范圍0～250℃；④等相對(duì)濕度線(xiàn)（等線(xiàn)），范圍5％

～100％；

=100％飽和空氣線(xiàn)⑤蒸氣分壓線(xiàn)（pv

線(xiàn)），范圍0～26kPa。30精品資料1.已知狀態(tài)(zhuàngtài)點(diǎn)求濕空氣的參數(shù)已知狀態(tài)(zhuàngtài)點(diǎn)可由H-I圖求出濕空氣的各參數(shù)值：濕度H，溫度，包括干球溫度t、露點(diǎn)td、絕熱飽和冷卻溫度tas（濕球溫度tW）。焓I，相對(duì)濕度，蒸氣分壓pv，二、H－I圖的應(yīng)用31精品資料AHtIpvtdtas空氣(kōngqì)-水蒸氣體系

tW≈tas已知狀態(tài)(zhuàngtài)點(diǎn)求濕空氣的參數(shù)32精品資料2.由兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定(quèdìng)其他參數(shù)已知兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)(cānshù)可由H－I圖確定濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，繼而求出濕空氣的各參數(shù)(cānshù)值。①已知溫度

t－濕球溫度tW；②已知溫度

t－露點(diǎn)td；③已知溫度

t－相對(duì)濕度。33精品資料AHtItdtas已知t—tw求其他(qítā)參數(shù)pv空氣(kōngqì)-水蒸氣體系

tW≈tas34精品資料AHtIpvtdtastW已知t—td求其他(qítā)參數(shù)空氣(kōngqì)-水蒸氣體系

tW≈tas35精品資料AHtIpvtdtas已知t—求其他(qítā)參數(shù)空氣(kōngqì)-水蒸氣體系

tW≈tas36精品資料解:(1)

t1=293K=20℃,j1

=80%，p總=101.3kPa,t1=20℃,算得：ps1=2.338kPap1

=j1ps1【例8-1】t1=293K,j1

=80%時(shí),求H1,I1t2=373K,求H2,j2,I2常壓下的空氣，37精品資料【例8-1b】（2）t2=373K=100℃,

H2=H1=0.0117比質(zhì)量分率(fēnlǜ)，與溫度無(wú)關(guān)（p221）（p220）38精品資料經(jīng)過(guò)(jīngguò)加熱，j↓，濕空氣吸濕能力增大，是一種很好的載濕體；I↑,濕空氣熱焓增大，是一種很好的載熱體；【例8-1】討論(tǎolùn)：所以，新鮮空氣進(jìn)入干燥器之前需要預(yù)熱t(yī)(℃)

j

H

I

(kJ/kg)2080%0.011749.69

1001.85%0.0117131.85∵空氣價(jià)廉易得，∴熱空氣是最常用的干燥介質(zhì)(小)(大)39精品資料8.3干燥過(guò)程(guòchéng)的物料衡算與熱量衡算

8.3.1干燥過(guò)程(guòchéng)的物料衡算

8.3.2干燥過(guò)程(guòchéng)的熱量衡算

8.3.3空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化40精品資料（kg/kg濕物料）(干燥過(guò)程中基準(zhǔn)(jīzhǔn)有變化）濕基含水量是指濕物料(wùliào)中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。工業(yè)上通常用濕基含水量表示濕含量。注意8.3.1干燥過(guò)程的物料衡算（p254）

一、濕物料含水量的表示方法

1.濕基含水量（質(zhì)量分率）

(常用于原料、在產(chǎn)品和產(chǎn)品質(zhì)量分析、檢測(cè))41精品資料干基(ɡànjī)含水量是指濕物料中水分質(zhì)量與絕干物料的質(zhì)量比。（kg/kg絕干料）(干燥(gānzào)過(guò)程中基準(zhǔn)無(wú)變化)兩種含水量之間的關(guān)系

2.干基含水量（比質(zhì)量分率）(常用于干燥計(jì)算及科研試驗(yàn))42精品資料干燥器

新鮮空氣

廢氣(fèiqì)濕物料(wùliào)干燥產(chǎn)品

絕干空氣流量絕干物料流量干燥產(chǎn)品流量濕物料處理量二、干燥系統(tǒng)的物料衡算衡算目的確定水分蒸發(fā)量W（kg/s）確定絕干空氣用量L(干氣kg/s)角標(biāo)：1——干燥器進(jìn)口；2——干燥器出口H043精品資料1.水分(shuǐfèn)蒸發(fā)量（kg/s）

2.空氣(kōngqì)消耗量（kg絕干氣/s）

絕干空氣消耗量

選風(fēng)機(jī)

V”=LvHvH=f(H,t)LL用途：44精品資料新鮮空氣消耗量

（kg(新鮮(xīnxiān)氣）/s）單位(dānwèi)空氣消耗量（kg(絕干氣)/kg(水))新鮮空氣體積消耗量

（m3（新鮮氣）/s）

45精品資料3.濕物料處理量及干燥產(chǎn)品(chǎnpǐn)流量（kg/s）

絕干料衡算濕物料(wùliào)處理量干燥產(chǎn)品流量（kg/s)

46精品資料【例8-2】【例8-2】某廠用干燥器處理(chǔlǐ)濕物料2100kg/h，已知物料濕基含水量由13%降至9%,干燥介質(zhì)空氣初溫20℃,濕度H0為0.009kg/kg絕干氣，經(jīng)加熱器預(yù)熱至115℃后進(jìn)入干燥器。設(shè)空氣離開(kāi)干燥器時(shí)溫度40℃，濕度H2為0.036kg/kg絕干氣，試求⑴水分蒸發(fā)量W；⑵干空氣消耗量L；⑶干燥得率97%時(shí)產(chǎn)品量G2’；⑷風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Vs。解：⑴水分(shuǐfèn)蒸發(fā)量W已知w1=13%,w2=9%,G1=2100kg/h,η=0.97H0=0.009kg/kg絕干氣，H2=0.036kg/kg絕干氣先把濕物料濕基含水量換算成干基含水量47精品資料【例8-2b】送入干燥器的絕干物料(wùliào)量G=G1(1-w1)=2100×(1-0.13)=1827kg絕干料/h則水分蒸發(fā)量W=G(X1-X2)=1827×(0.149-0.099)=91.35kg水/h⑵干空氣(kōngqì)消耗量L空氣通過(guò)預(yù)熱器濕度不變，即H1=H048精品資料【例8-2c】⑶干燥(gānzào)得率97%時(shí)產(chǎn)品量G2’得率η=實(shí)際產(chǎn)品(chǎnpǐn)量/理論產(chǎn)品(chǎnpǐn)量=G2’/G2=0.97G2’=ηG2=η(G1–W)=0.97×(2100–91.35)=1948.39kg/h=0.541kg/s討論：干燥產(chǎn)品量（理論值）G2的3種求法（p234）③G2=G1(1–w1)/(1–w2)

=2100×(1–0.13)/(1–0.09)=2007.69kg/h②G2=G1(1+X2)/(1+X1)

=2100×(1+0.099)/(1+0.149)=2008.62kg/h①G2=G1–W=2100–91.35=2008.65kg/h49精品資料【例5-2d】⑷風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的風(fēng)量V”vH=(0.722+1.244×0.009)×293/273×1

=0.7332×1.073=0.787m3新鮮空氣/kg干氣選風(fēng)機(jī)

V”=LvHV”=LvH

=3383×0.787=2663m3新鮮空氣/h50精品資料干燥器熱量(rèliàng)衡算示意圖Qp——預(yù)熱器消耗(xiāohào)熱量，kW；QD——干燥器補(bǔ)充熱量，kW；QL——熱損失，kW。干燥器

新鮮空氣廢氣

濕物料干燥產(chǎn)品

預(yù)熱器

8.3.2干燥過(guò)程的熱量衡算

一、熱量衡算基本方程t2t1H2I151精品資料預(yù)熱器熱量(rèliàng)衡算干燥器熱量(rèliàng)衡算整個(gè)干燥系統(tǒng)熱量衡算新鮮空氣

預(yù)熱器

干燥器

廢氣

濕物料干燥產(chǎn)品

52精品資料由設(shè)絕干空氣(kōngqì)的焓水汽(shuǐqì)的焓則53精品資料以0℃為基準(zhǔn)(jīzhǔn)故

受熱(shòurè)空氣

的焓變蒸發(fā)水分

的焓變54精品資料濕物料(wùliào)的平均比熱容絕干料的平均(píngjūn)比熱容水的比熱容物料的焓值55精品資料由整理(zhěnglǐ)得加熱(jiārè)空氣

熱量加熱物料

熱量蒸發(fā)水分

熱量損失熱量總熱量=+++56精品資料定義(dìngyì)二、干燥(gānzào)系統(tǒng)的熱效率熱效率表示輸入系統(tǒng)的總熱量中真正用于汽化水分的那部分熱量所占的百分?jǐn)?shù)57精品資料ABC1.等焓干燥過(guò)程(guòchéng)的狀態(tài)變化理想(lǐxiǎng)干燥絕熱干燥8.3.3空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化

一、等焓干燥過(guò)程58精品資料①不向干燥器補(bǔ)充(bǔchōng)熱量，②干燥器的熱損失(sǔnshī)可忽略，③物料進(jìn)出干燥器的焓相等，ＱD=0

ＱL=0

2.等焓干燥過(guò)程的條件59精品資料AB1.非等焓干燥(gānzào)過(guò)程的狀態(tài)變化實(shí)際(shíjì)干燥等溫干燥升焓干燥降焓干燥二、非等焓干燥過(guò)程60精品資料⑴降焓干燥過(guò)程(guòchéng)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：①不向干燥器補(bǔ)充(bǔchōng)熱量，②干燥器的熱損失不能忽略，③物料進(jìn)出干燥器的焓不相等，ＱD=0；

ＱL>

0；

2.非等焓干燥過(guò)程的條件61精品資料⑵升焓干燥過(guò)程應(yīng)滿(mǎn)足(mǎnzú)以下條件：①需向干燥器補(bǔ)充(bǔchōng)熱量，且②干燥器的熱損失不能忽略，③物料進(jìn)出干燥器的焓不相等，ＱL>

0。

62精品資料⑶等溫干燥過(guò)程應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：②干燥器的熱損失不能忽略，③物料進(jìn)出干燥器的焓不相等，①需向干燥器補(bǔ)充熱量，ＱD足夠大，維持t1=t2；且

ＱL>

0；

63精品資料8.4干燥過(guò)程的平衡關(guān)系(guānxì)與速率關(guān)系(guānxì)（p264）

8.4.1干燥過(guò)程的平衡關(guān)系(guānxì)

8.4.2干燥過(guò)程的速率關(guān)系(guānxì)

8.4.3干燥機(jī)理及干燥時(shí)間的計(jì)算64精品資料濕物料(wùliào)濕空氣接觸(jiēchù)時(shí)間～平衡曲線(xiàn)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)平衡濕含量～X*X8.4.1干燥過(guò)程的平衡關(guān)系

一、平衡曲線(xiàn)65精品資料1－新聞紙2－羊毛、毛織物3－硝化纖維4－絲5－皮革6－陶土7－煙葉8－肥皂(féizào)9－牛皮膠10－木材11－玻璃絨12－棉花平衡含水量X*與空氣相對(duì)濕度(xiāngduìshīdù)的關(guān)系（25℃）66精品資料00.20.40.60.81.00.10.20.3含水量X相對(duì)濕度j-X關(guān)系(guānxì)在一定(yīdìng)的溫度范圍內(nèi)，溫度改變對(duì)j–X關(guān)系的影響很小，可視為t與j–X無(wú)關(guān)。使用方便。jX1XB*非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分jX*

非吸濕性物料：

XB*=X*≈0煙葉氯化鋅木材優(yōu)質(zhì)紙強(qiáng)吸濕性物料：

XB*

→

∞大多數(shù)物料介于兩者之間。物料的吸濕性067精品資料在一定(yīdìng)的干燥條件下不能被除去(chúqù)的水分平衡水分X*大于平衡水分的水分自由水分X-X*物料所含水分＝平衡水分+自由水分平衡水分自由水分按能否被除去劃分，取決于物料的性質(zhì)和空氣的狀態(tài)1.平衡水分與自由水分二、物料中所含水分的性質(zhì)68精品資料2.結(jié)合(jiéhé)水分與非結(jié)合(jiéhé)水分物料表面吸附(xīfù)及空隙中所含的水分物料細(xì)胞壁及毛細(xì)孔道內(nèi)所含的水分濕物料結(jié)合水分非結(jié)合水分結(jié)合水分的特點(diǎn)：結(jié)合力強(qiáng)，不易除去。非結(jié)合水分的特點(diǎn)：結(jié)合力弱，容易除去。69精品資料非結(jié)合水分(shuǐfèn)的特點(diǎn)：，結(jié)合力弱，容易(róngyì)除去。物料所含水分＝結(jié)合水分＋非結(jié)合水分結(jié)合水分非結(jié)合水分按除去的難易程度劃分，僅取決于物料的性質(zhì)，而與空氣的狀態(tài)無(wú)關(guān)70精品資料總水分平衡(pínghéng)水分自由(zìyóu)水分非結(jié)合水分結(jié)合水分固體物料中所含水分的性質(zhì)71精品資料1.恒定干燥(gānzào)實(shí)驗(yàn)恒定干燥條件(tiáojiàn)如下：①間歇操作；②用大量的空氣干燥少量的物料；③維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：時(shí)間τ

物料溫度θ物料濕含量X8.4.2干燥過(guò)程的速率關(guān)系

一、干燥實(shí)驗(yàn)和干燥曲線(xiàn)恒定干燥條件：空氣的溫度、濕度、流速、與物料的接觸方式均不變72精品資料1－洞道干燥室2－離心鼓風(fēng)機(jī)3－孔板流量計(jì)4－溫度計(jì)5－干燥物料6－重量傳感器7－加熱器8－濕球溫度計(jì)9－干球溫度計(jì)10－重量顯示儀11－溫度顯示儀12－濕球溫度顯

示儀13－電加熱控制(kòngzhì)

儀表洞道干燥實(shí)驗(yàn)(shíyàn)流程示意圖73精品資料預(yù)熱(yùrè)階段～～恒速干燥(gānzào)階段（第一干燥(gānzào)階段）～～～～降速干燥階段（第二干燥階段）～～～熱量主要用于物料升溫?zé)崃坑糜谄譄崃坑糜谄趾图訜嵛锪细稍镫A段不變逐漸減小趨近于零很大較?。é?tw）74精品資料2.干燥(gānzào)曲線(xiàn)將物料(wùliào)含水量Ｘ（或物料(wùliào)表面溫度）對(duì)干燥干燥曲線(xiàn)X-τ曲線(xiàn)θ-τ曲線(xiàn)時(shí)間τ繪圖，所得圖形稱(chēng)為干燥曲線(xiàn)。75精品資料預(yù)熱(yùrè)階段恒速干燥(gānzào)階段降速干燥階段干燥曲線(xiàn)（X-τ關(guān)系

）76精品資料預(yù)熱(yùrè)階段恒速干燥(gānzào)階段降速干燥階段干燥曲線(xiàn)（θ-τ關(guān)系

）77精品資料干燥曲線(xiàn)(qūxiàn)歸納干燥曲線(xiàn)(qūxiàn)：物料含水量X與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)(qūxiàn)；或物料表面溫度θ與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)(qūxiàn)。在恒定的干燥條件下實(shí)驗(yàn)得出。恒定的干燥條件A含水量XXctwDCBADCBtX*物料表面溫度干燥時(shí)間預(yù)熱段恒速段降速段預(yù)熱段

AB段:（Pre-heatPeriod）：降速干燥段

CD段：Falling-ratePeriod恒速干燥段

BC段:

Constant-ratePeriod干燥曲線(xiàn)圖干燥介質(zhì)的t、H不變78精品資料干燥曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)(shíyàn)測(cè)定時(shí)間t(s)物料(wùliào)質(zhì)量G(kg)物表溫度q(℃)濕含量X0G0q0X0t1G1q1X1t2G2q2X2teGeqeX*…………已知G0,w0分別以X,q為縱坐標(biāo)，t為橫坐標(biāo)，做出物料含水量及物表溫度隨時(shí)間的變化圖——干燥曲線(xiàn)。A含水量XtwDCBADCBtX*物料表面溫度干燥時(shí)間Ge=常數(shù)79精品資料1.干燥(gānzào)速率單位(dānwèi)時(shí)間單位(dānwèi)干燥面積上汽化的水分質(zhì)量。kg/(m2·ｓ)定義：干燥速率二、干燥速率與干燥速率曲線(xiàn)干燥速率定義式80精品資料2.干燥(gānzào)速率曲線(xiàn)U與Ｘ的關(guān)系(guānxì)曲線(xiàn)——干燥速率曲線(xiàn)。干燥曲線(xiàn)干燥速率曲線(xiàn)曲線(xiàn)斜率方法一方法二由定義式81精品資料預(yù)熱(yùrè)階段恒速干燥(gānzào)階段降速干燥階段臨界含水量臨界干燥速率恒定干燥條件下的干燥速率曲線(xiàn)82精品資料濕空氣水分傳遞①由內(nèi)部向表面遷移②由表面向空氣中汽化濕物料(wùliào)①②8.4.3干燥機(jī)理及干燥時(shí)間(shíjiān)的計(jì)算

一、干燥過(guò)程機(jī)理83精品資料內(nèi)部(nèibù)遷移速率表面(biǎomiàn)汽化速率特征：②物表維持充分潤(rùn)濕狀態(tài)，汽化的水分為非結(jié)合水分

（物表空氣的濕度=濕球溫度下空氣的飽和濕度）③空氣傳給濕物料的顯熱＝水分汽化所需潛熱表面汽化控制階段①物料表面溫度θ=空氣的濕球溫度tw水分1.恒速干燥階段（空氣的狀態(tài)）＞＞84精品資料內(nèi)部(nèibù)遷移速率<表面(biǎomiàn)汽化速率①物料表面逐漸變干，汽化的水分為結(jié)合水分；②干燥速率不斷降低，此時(shí)U與空氣狀態(tài)關(guān)系不大內(nèi)部遷移控制階段特征：2.降速干燥階段水分85精品資料1.恒定干燥(gānzào)條件下干燥(gānzào)時(shí)間的計(jì)算(1)恒速干燥(gānzào)階段由二、干燥時(shí)間的計(jì)算86精品資料積分(jīfēn)得Uc的來(lái)源(láiyuán)：①由干燥速率曲線(xiàn)得出；②由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。Xc的來(lái)源①由干燥速率曲線(xiàn)得出；②由手冊(cè)查出。恒速干燥階段干燥時(shí)間87精品資料(2)降速干燥(gānzào)階段由88精品資料設(shè)U與X為線(xiàn)性關(guān)系89精品資料積分(jīfēn)得降速干燥(gānzào)階段干燥(gānzào)時(shí)間代人定義式移項(xiàng)整理得90精品資料若X*很小或缺乏X*數(shù)據(jù)(shùjù)，可取則故降速干燥(gānzào)階段干燥(gānzào)時(shí)間91精品資料總干燥(gānzào)時(shí)間2.變動(dòng)干燥條件(tiáojiàn)下干燥時(shí)間的計(jì)算(自學(xué))提示：面積積分、辛普森積分的基本原理若設(shè)計(jì)干燥器的主要參數(shù)之一92精品資料8.5干燥設(shè)備（p274）

8.5.1干燥器的基本(jīběn)要求與分類(lèi)

8.5.2干燥器的主要類(lèi)型(自學(xué))

8.5.3干燥器的設(shè)計(jì)(自學(xué))93精品資料干燥器的基本(jīběn)要求：①保證干燥產(chǎn)品的質(zhì)量(zhìliàng)要求②干燥速率快；④操作控制方便、勞動(dòng)條件好。含水量、強(qiáng)度；形狀、③熱效率高；8.5.1干燥器的基本要求與分類(lèi)

一、干燥器的基本要求94精品資料按傳熱方式(fāngshì)分類(lèi)：√對(duì)流干燥器廂式干燥器氣流干燥器沸騰干燥器轉(zhuǎn)筒干燥器噴霧干燥器√√√傳導(dǎo)干燥器滾筒干燥器真空盤(pán)架式干燥器√紅外線(xiàn)干燥器輻射(fúshè)干燥器微波干燥器介電干燥器二、干燥器的分類(lèi)95精品資料補(bǔ)充：真空冷凍干燥(gānzào)（升華干燥(gānzào)）技術(shù)特點(diǎn)：物料中水分由冰直接升華為水蒸氣被移除，物

料的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)變化很小。特別適合于熱敏性物料的干燥(gānzào)。用于干燥(gānzào)食品呈疏松多孔海綿狀，可保持其原有的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成分；用于干燥(gānzào)一