化工原理 电子教案 第十章 固体干燥

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1、13．干燥13.1概述一、物料的去湿方法1．机械去湿：含水较高时，机械分离方法；2．吸附去湿：含水较低时，用干燥剂CaCl2、硅胶；3．供热干燥：加热汽化水分；二、干燥分类1．按操作方式分连续干燥：工业常用；间歇干燥：小批量；2．按操作压强分常压干燥真空干燥：要求处理后物料湿分低或热敏性物质；3．按传热或供热方式分（1）传导干燥（2）对流干燥（3）辐射干燥（4）介电加热干燥（5）联合干燥三、对流干燥过程的条件及特点干燥介质—热空气汽化湿份—水分1．对流干燥的必要条件：物料表面水汽分压空气中水汽分压（传质推动力），反之，则为干燥逆过程—吸湿；2．特点气固两相之间将发生（1）热量、质量同时传

2、递物料水分干燥介质；干燥介质热量物料；一般两者方向相反（2）过程的方向和极限A方向温度梯度为传热方向判据：（热量传递方向）水汽分压为传质方向判据：（质量传递方向）B极限情况取决于干燥条件包括（平衡条件：相平衡、热平衡两相的相对流量）3．因目的不同，可以分为如下两大类（1）以传热为目的，伴有传质过程。如空气的直接水冷，目的是为了提高水温，利用余热降低空气温度；（2）以传质为目的，伴有传热过程。如空调中空气的增减湿；四、本章重点1．湿空气的性质表征、状态参数及计算2．掌握湿度图的应用及干燥过程计算；3．掌握恒速及降速干燥的机理；13.2湿空气的性质及湿度图湿空气是干空气和水气的混合物。在对流

3、干燥过程中，最常用的干燥介质是湿空气，将湿空气预热成热空气后与湿物料进行热量与质量交换，可见湿空气既是载热体，也是载湿体。在干燥过程中，湿空气的水气含量、温度及焓等性质都会发生变化。所以，在研究干燥的过程之前，首先要了解表示湿空气性质或状态的参数，如温度，相对湿度、干球湿度、露点、湿球温度、比容（湿容积）、比热、焓及绝热饱和温度等的物理意义及相互间的关系。13.2.1湿空气的性质及表征一、空气中水汽含量的表示方法1．水汽分压表示绝干空气分压表示总压(1)2．空气的湿含量（湿度或绝对湿度）及饱和湿度一定，仅受影响(2)（饱和温度）若等于同温度下水的饱和蒸汽压，则此时湿度为饱和湿度，以表示（

4、3）仅为之函数，当一定，仅与有关；3．空气的相对湿度表该状态空气接受水分能力，（4）与有关。当相对湿度=100％时，表示湿空气中的水汽已达到饱和，此时水汽的分压为同温度下水的饱和蒸汽压，亦即湿空气中水汽分压的最高值。相对湿度Ψ越低，则距饱和程度越远，表示该湿空气的吸收水汽能力越强。故，湿度只能表示出水汽含量的绝对值，而对相湿度值却能反映湿空气吸收水汽的能力。因，将其代入式(2)中，得(5)由上式可见，当总压一定时，空气的湿度Ｈ随着空气的相对温度及湿度而变，即（6）二、湿空气的焓和湿比热以1干空气为基准，以0℃为基准，并设湿空气湿度；kJ/kg干空气（7）—干空气比热1.01kJ/kg.℃

5、,—水汽比热1.88kJ/kg℃。—水在0℃下的汽化潜热2492kJ/kg所以令湿比热所以即（8）三、湿空气的比容（湿比容）湿空气的比容为单位质量干空气及其所带水汽的总体积，以符号表示。由此：干空气水汽的体积为常压下温度为、湿度为的湿空气的比容为（9）四、绝热冷却过程和绝热饱和温度右图所示为一空气增湿塔，设有温度为，湿度为的饱和空气在塔内与大量水接触，水用泵循环，若设备保温良好，则热量只在汽液两相之间传递，而对周围环境是绝热的。这时可认为水温完全均匀，故水向空气中汽化时所需的潜热，只能取自空气中的显热，这样，空气的温度下降，而湿度增加，即空气失去显热，而水汽将此部分热量以潜热的形式带回空

6、气中，故空气的焓值可视为不变（忽略水汽的显热），这一过程为空气的绝热降温增湿过程及等焓过程。绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，称此温度为该空气的绝热饱和温度(adiabaticsaturationtemperature)，用符号表示，其对应的饱和湿度为，此刻水的温度亦为。AA空气空气水现进一步分析这过程，在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。在塔内任意取一截面AA，空气在该截面处的状态为，湿质量热容为。以1kg干空气为基准，在截面AA和塔顶之间列热量衡算式。以为基

7、准温度，则补充水所带入的焓为零。在稳定情况下，空气释放出的显热等于水分汽化后带回空气的潜热，所以有：（10）—温度下水的汽化潜热。五、露点不饱和的空气在湿含量不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点(dewpiont),用符号表示。露点是湿空气的一个物理性质，当达到露点时，空气的湿度为饱和湿度。若已知饱和湿度则用式(3)求出饱和蒸汽压。当空气从露点继续冷却时，其中部分水蒸汽便会以露点形式凝结出来。空气的总压一定，露