化工原理-學(xué)時

第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.1濕物料的性質(zhì)5.3.2干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.3空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化一、絕熱干燥過程1.絕熱干燥過程的狀態(tài)變化理想干燥等焓干燥ABC

不向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失可忽略

物料進出干燥器的焓相等ＱD=0

ＱL=0

一、絕熱干燥過程2.絕熱干燥過程的條件

由一、絕熱干燥過程

故

則二、非絕熱干燥過程1.非絕熱干燥過程的狀態(tài)變化實際干燥AB等溫干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件

不向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等ＱD=0

ＱL>

0

2.非絕熱干燥過程的條件二、非絕熱干燥過程二、非絕熱干燥過程

由

故

則升焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件

需向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等且

ＱL>

0

二、非絕熱干燥過程二、非絕熱干燥過程

由

故

則

因等溫干燥過程應(yīng)滿足以下條件

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等

需向干燥器補充熱量ＱD足夠大，維持t1=

t2且

ＱL>

0

二、非絕熱干燥過程第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.1濕物料的性質(zhì)5.3.2干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.3空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化5.3.4干燥系統(tǒng)的熱效率一、干燥系統(tǒng)的熱效率干燥系統(tǒng)的熱效率定義

蒸發(fā)水分所需熱量一、干燥系統(tǒng)的熱效率由

忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則

故

對于理想干燥器二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施提高干燥系統(tǒng)熱效率措施

提高而降低

提高空氣入口溫度

采用內(nèi)換熱器

干燥系統(tǒng)的保溫

采用廢氣循環(huán)工藝二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（1）二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（2）第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.4干燥速率與干燥時間

5.4.1物料中水分的性質(zhì)一、平衡水分與自由水分濕物料濕空氣接觸時間～平衡曲線達平衡狀態(tài)時平衡濕含量～X*X1.平衡曲線平衡含水量X*與空氣相對濕度的關(guān)系（25℃

）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9－牛皮膠10－木材11－玻璃絨12－棉花在一定的干燥條件下不能被除去的水分平衡水分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)。2.平衡水分與自由水分一、平衡水分與自由水分結(jié)合水分的特點結(jié)合力強，不易除去。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分物料表面吸附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)合水分非結(jié)合水分的特點結(jié)合力弱，容易除去。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)無關(guān)。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分固體物料中所含水分的性質(zhì)總水分平衡水分自由水分非結(jié)合水分結(jié)合水分第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.4干燥速率與干燥時間

5.4.1物料中水分的性質(zhì)5.4.2恒定干燥條件下干燥時間的計算一、干燥實驗和干燥曲線1.恒定干燥實驗恒定干燥條件

間歇操作

用大量的空氣干燥少量的物料

維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變實驗數(shù)據(jù)時間τ

物料溫度θ物料濕含量X洞道干燥實驗流程示意圖1－洞道干燥室2－離心鼓風(fēng)機3－孔板流量計4－溫度計5－干燥物料6－重量傳感器7－加熱器8－濕球溫度計9－干球溫度計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

儀表一、干燥實驗和干燥曲線預(yù)熱階段～～恒速干燥階段（第一干燥階段）～干燥階段～～～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趾图訜嵛锪弦弧⒏稍飳嶒灪透稍锴€2.干燥曲線

將物料含水量Ｘ（或物料表面溫度

）對干燥干燥曲線X～τ

曲線θ

～τ曲線時間τ繪圖，所得圖形稱為干燥曲線。干燥曲線（X～τ關(guān)系

）預(yù)熱階段恒速干燥階段降速干燥階段干燥曲線（θ

～τ關(guān)系

）預(yù)熱階