5干燥過程的物料衡算與熱量衡算

課題：枯燥過程的物料衡算與熱量衡算枯燥過程的物料衡算與熱量衡算一、

濕物料的性質(zhì)二、枯燥系統(tǒng)的物料衡算三、枯燥系統(tǒng)的熱量衡算四、枯燥系統(tǒng)的熱效率五、空氣進(jìn)、出枯燥器的狀態(tài)變化：一、濕物料的性質(zhì)濕物料：干物料+水1、濕基含水量2、干基含水量質(zhì)量分?jǐn)?shù)以濕物料為基準(zhǔn)質(zhì)量比以干物料為基準(zhǔn)3、濕物料的比熱容4、濕物料的焓Cm=Cs+XCw=Cs+4.187XCw:物料中所含水分的比熱容Cw=4.187KJ/(Kg水℃)I’=Is+XIw=Csθ+XCwθ=〔Cs+4.187X〕θ=Cmθ基準(zhǔn)：0℃的物料和0℃的液態(tài)水二、物料衡算空氣預(yù)熱器干燥器廢氣濕物料干燥產(chǎn)品G或GC：絕干物料量；kg絕干料/sL：絕干空氣的流量；kg絕干氣/sX1，X2：枯燥前后濕物料的干基含水量；H1，H2：枯燥前后濕空氣的濕度。G1、G2：進(jìn)出枯燥器物料總量，[kg物料/s]G2：枯燥產(chǎn)品干燥流程圖預(yù)熱器L,t0,H0L,t1,H1干燥器L,t2,H2

濕物料G1,w1,(X1),θ1

產(chǎn)品G2,w2,(X2),θ2新鮮空氣廢氣1、絕干物料量Gc

或G[kg干物料/s]2、水分蒸發(fā)量W[kg水/s]水分蒸發(fā)量＝濕物料中水分減少量＝濕空氣中水分增加量3、絕干空氣用量L[kg干氣/s][kg干氣/kg水]

比空氣用量：每汽化1kg的水所需干空氣的量。（單位空氣消耗量）

新鮮空氣消耗量：L0=L(1-H0)4、枯燥產(chǎn)品量[kg干物料/s]G2=G1(1-w1)/(1-W2)G2=G(1+X2)空氣t0,H0,I0預(yù)熱器干燥器廢氣t2,H2,I2濕物料θ1,X1,I1’干燥產(chǎn)品θ2，X2,I2’空氣t1,H1,I1QPQDQL三、熱量衡算對預(yù)熱器做熱量衡算：QD：枯燥器內(nèi)參加熱量，[kJ/s]。QD=L(I2-I1)+G(I2’-I1’)+QL對枯燥過程作熱量衡算：簡化計(jì)算：

那么熱量衡算式為：熱量的作用：1.加熱空氣2.蒸發(fā)水分3.加熱濕物料4.損失于周圍環(huán)境四、枯燥器的熱效率枯燥器的熱效率η一般定義為：假設(shè)蒸發(fā)水分量為W，空氣出枯燥器時(shí)溫度為t2，物料進(jìn)枯燥器溫度為t1’，那么枯燥器內(nèi)蒸發(fā)〔氣化〕水分所需Q1可用下式計(jì)算:枯燥操作中枯燥器的熱效率表示枯燥器操作的性能，效率愈高表示熱利用程度愈好。在枯燥操作中，假設(shè)將離開枯燥器的空氣溫度降低而濕度增大，那么亦能提高枯燥效率和節(jié)省空氣的消耗量以降低輸送空氣的能量。但是空氣的濕度增加，會使物料和空氣間的傳質(zhì)推動力〔即HW—H〕減小。一般地吸水性物料的枯燥，空氣出口的溫度應(yīng)高一些，而濕度應(yīng)低些。通常，在實(shí)際枯燥操作中，空氣出枯燥器之溫度t1需比進(jìn)入枯燥器時(shí)的絕熱飽和溫度高20到50℃，這樣去保證在枯燥器以后的設(shè)備中空氣不致分出水滴，以免造成設(shè)備材料的腐蝕等問題。此外，廢氣中熱量的回收利用對提高枯燥操作的熱效率也具有實(shí)際意義。當(dāng)然還應(yīng)注意枯燥設(shè)備和管路的保溫，以減少枯燥系統(tǒng)的熱損失。五、空氣進(jìn)、出枯燥器的狀態(tài)變化：在枯燥操作中，空氣通過預(yù)熱器時(shí)，狀態(tài)變化過程為溫度升高而濕度不變。假設(shè)預(yù)熱后的空氣溫度t1為，那么空氣的狀態(tài)也就確定了。而空氣通過枯燥器時(shí)，由于空氣和物料間進(jìn)行熱和質(zhì)的交換，而且還受外加熱量的影響以及熱損失等，所以其狀態(tài)變化過程是比較復(fù)雜的。通常，根據(jù)枯燥過程中空氣焓的變化情況，將枯燥過程分為等焓與非等焓枯燥過程。1、等焓枯燥過程〔絕熱枯燥過程〕對枯燥器作熱量衡算，假設(shè)QD=0；QL=0：I1’=I2’。那么：即I1=I22、非等焓枯燥過程〔非絕熱枯燥過程〕實(shí)際的枯燥過程皆為非等焓枯燥過程，依其具體情況分為以下三種：1)枯燥器中不補(bǔ)充熱量，即QD=0，而QL≠0、GC〔I2’-I1’〕≠0。那么：I2＜I12)枯燥器中補(bǔ)充熱量QD，而且比枯燥器的熱損失及被枯燥物料帶進(jìn)和帶出枯燥器熱量之差值之和還要大，，即QD＞QL+GC〔I2’—I1’〕。那么：I2＞I13)枯燥器中