干燥原理--5.15.2干燥速率

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1、1第五章干燥原理西安建筑科技大学粉体工程研究所李辉12提纲概述干燥静力学干燥速率和干燥过程干燥技术2第5章干燥原理5.1概述去湿概念脱水原理机械去湿吸附去湿热能去湿(干燥)加热方式传导干燥对流干燥辐射干燥场干燥法干燥介质有空气、烟气；对流干燥特点⑴一种典型的非稳态不可逆过程；⑵有多相多组分参与，一般要涉及相变传热传质，影响因素众多；⑶在干燥过程中传热传质相互耦合；⑷干燥过程与物料性质、干燥介质组分和状态密切相关。34处理工业固体废弃物的高压辊式立磨在磨细的过程中完成对湿物料的干燥。56材料行业以对流干燥为主，下图为对流干燥示意图：干空气将热量传给湿物料；湿物料中的水分受热汽化进入空气。

2、65.2干燥静力学5.2.1湿空气的性质5.2.1.1干空气与湿空气完全不含水蒸汽的空气称为绝干空气（简称干空气）。湿空气是指含有水蒸气的空气,是干空气和水蒸气的混合物。特点：湿空气中水蒸气分压通常很低（0.003~0.004MPa）,可视为理想气体。湿空气是理想气体的混合物，遵循理想气体状态方程。道尔顿（Dalton）分压定律：湿空气中的水蒸气通常处于过热状态，干空气与过热水蒸气组成的湿空气称为未饱和空气。当水蒸气的分压达到对应温度下的饱和压力，水蒸气达到饱和状态。由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。75.2.1.2湿空气中水蒸气的量5.2干燥静力学表示方式有三种：绝对湿度

3、、相对湿度和湿含量。（1）绝对湿度单位体积湿空气所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度，用ρv表示。根据理想气体状态方程：对于饱和空气：水在大气压下的饱和蒸汽压仅是温度的单值函数。在0℃~100℃范围及标准大气压下说明：绝对湿度仅表示湿空气中水蒸气的质量的多少，不能完全说明空气干燥能力。85.2干燥静力学（2）相对湿度相对湿度是指湿空气的绝对湿度ρv与相同温度下可能的最大绝对湿度（即饱和空气的绝对湿度）ρsv的比值，用表示。（psv≤p时）饱和度当作为干燥介质的湿空气被加热到相当高的温度时，psv可能大于总压力。这种情况下，相对湿度的定义为：（psv＞p时）相对湿度与干燥能力的关系95.

4、2干燥静力学（3）含湿量空气的含湿量是指1kg干空气所携带的水蒸气质量（又称为比湿度），以d表示。（kg水蒸气/kg干空气）根据理想气体状态方程，有：（kg水蒸气/kg干空气）总结：绝对湿度：用在测定湿空气中水蒸气量的多少时；相对湿度：用在描述湿空气的干燥能力时较为清楚；含湿量：用在进行干燥计算时较为方便。105.2.1.3湿空气的温度参数5.2干燥静力学（1）干球温度干球温度即是湿空气的实际温度，也就是通常用普通温度计（干球温度计）测量得到的空气温度。简称为空气温度。（2）湿球温度在普通温度计外包裹湿纱布，湿纱布的一端浸入水中，使得纱布保持湿润，这种温度计称为湿球温度计。在平衡状态下

5、，湿球温度计测出的空气温度称为湿球温度，用tw表示。由干球温度计和湿球温度计组合成的温度计称为干湿球温度计。在平衡状态下，空气向湿纱布传递的热量恰好等于湿纱布表面水分汽化所需热量。即：湿球温度不是湿空气的状态参数115.2干燥静力学（3）绝热饱和温度绝热饱和过程以1kg干空气为基准，热量平衡关系如下：湿空气的状态参数系统由一个装有足够多水的绝热长管道组成，在管道内水的温度等于管道出口空气达到的饱和状态下(绝热饱和)的温度情况下，此时管道出口的饱和空气温度称为绝热饱和温度，以表示。125.2干燥静力学（4）露点当未饱和湿空气中水蒸气分压或含湿量不变时，湿空气冷却到饱和状态（=100％）的

6、温度称为露点，用td表示。分析：湿空气在露点温度下处于饱和状态，其含湿量保持不变。（kg水蒸气/kg干空气）湿空气的状态参数总结：对空气-水系统，tw≈tas，对于饱和空气：。对于未饱和空气：；13145.2.1.4湿空气的密度5.2干燥静力学湿空气的密度湿空气的密度表示单位体积湿空气的质量，用ρ表示,kg/m3。它也表示湿空气中空气的质量浓度与水蒸气的质量浓度之和，即：145.2.1.5湿空气的比热和焓5.2干燥静力学（1）湿空气的比热湿空气的比热是指1kg干空气及其所携带的dkg水蒸气升高或降低单位温度所吸收或释放的热量，用cw表示,kJ/(kg干空气·℃)。cw=ca+dcv0～

7、120℃cw＝1.01+1.88d(0~120oC)（2）湿空气的焓湿空气的焓是以1kg干空气为基准，是指1kg干空气焓与其所携带的dkg水蒸气的焓值之和，用h表示，kJ/kg干空气。以0℃时的干空气和饱和水为焓基准点0～120℃ha＝cat＝1.01t15湿空气的所有状态参数均可由两个独立的参数通过解析法确定。工程上常见的湿度图有温度-湿度图（t-d图）和焓-湿图（h－d图）。5.2干燥静力学空气-水系统的t-d图（100kPa）1617湿空