化工原理第十三章第四节讲稿.ppt

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1、第十三章干燥Drying一、物料中所含水分的性质二、干燥曲线和干燥速率曲线三、干燥时间的计算第四节干燥速度和干燥时间2021/9/19一、物料中所含水分的性质1、平衡水分与自由水分1）平衡水分物料中与干空气的水汽分压pw相平衡的水分。与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关物料中的平衡水分随温度升高而减小随湿度的增加而增加。2）自由水分在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分2021/9/192021/9/192、结合水分和非结合水分结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。包括溶涨水分和小毛细管中的水分。难于除去非结合水分：机械地附着在物料

2、表面上的水分，产生的蒸汽压与纯水无异。包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。容易除去。平衡水分一定是结合水分；自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。2021/9/192021/9/19二、干燥曲线和干燥速率曲线1、干燥曲线恒定干燥条件下，物料的含水率X与干燥时间θ的关系曲线2、干燥速率曲线1）干燥速率单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量2021/9/19AA’CBDEX00.10.20.30.40.50.70.6246810121416τ/h干燥曲线XCX*2021/9/19ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段，AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并入B

3、C段内考虑。CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低，称为降速干燥阶段。两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物料含水量称为临界含水XC。2021/9/19X*EDCBAA’恒速阶段降速阶段XCXU0典型的干燥速率曲线(恒定干燥条件)UC2021/9/192）干燥机理a）恒速干燥阶段干燥速度由物料表面上水的汽化速度所控制b）降速干燥阶段干燥速度由水分从物料内部向表面移动的速度所控制。c）临界含水量XC临界含水量随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加而增大。2021/9/19三、干燥时间的计算1、恒定干燥条件

4、下干燥时间的计算1）利用干燥速度曲线进行计算(UC已知的情况下)分离变量积分2021/9/192）用对流传热系数或传质系数进行计算(UC未知的情况下)水分由表面汽化的速率2021/9/19汽化所需热量3）影响恒速干燥的因素空气流速的影响空气湿度的影响空气温度的影响2021/9/192、降速干燥时间的计算不论干燥曲线如何，都可用图解积分法当干燥曲线为直线或近似直线时2021/9/192021/9/193、干燥总时间【例13－10】P210【例13－13】P2102021/9/19