化工原理下册,干燥.ppt

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1、第五章干燥（多）一、定义机械法，沉降、过滤除湿方法物理化学法，吸附热能法，即干燥，一种利用热能的除湿方法二、分类常压干燥真空干燥连续干燥间歇干燥传导干燥，间接干燥对流干燥，直接干燥辐射干燥，电磁波（红外线、微波）介电干燥，高频电场联合干燥第二节湿空气的性质及湿焓图5.1.1湿空气的性质一、湿度H(绝对湿度，湿含量)：湿空气中水汽质量与干空气质量之比，即单位质量干空气所带的水汽质量：(1)空气饱和时，。二、相对湿度：水汽分压与水的饱和蒸汽压之比，即代入式(1)，得。三、比体积（比容）vH：

2、单位质量干空气所具有的湿空气体积，即显然由得所以所以四、比热cH(湿热)：常压下1kg干空气和其所带的Hkg水汽升高1K（C）所需的热量，即5.焓I：1kg干空气和其所带的Hkg水汽的焓，即6.干球温度t和湿球温度tw干球温度t：真实温度将湿球温度计置于不饱和空气(t，H)中，设开始时水分与空气温度相同，因空气不饱和，水分必然汽化，汽化所需热量只能由水分本身温度下降放出显热而供给。水温下降后，与空气间出现温度差，空气又传递显热给水分，当空气传给水分的显热等于水分汽化所需的潜热时，水温维持稳定，该

3、温度即为空气的湿球湿度tw。此时，kg/s解之7.绝热饱和温度tas不饱和空气(t，H)在绝热饱和器中与大量的水充分接触，设开始时水与空气温度相同，因空气不饱和，水必然汽化，汽化所需热量来自空气温度的下降，以及水温的下降。当气温下降放出的显热等于水分汽化所需潜热时，出口气温和水温维持稳定，该温度即为空气的绝热饱和温度tas。稳定后，汽化所需潜热完全来自气温下降放出的显热，同时水汽又以潜热的形式将显热带回气相，所以过程等焓。由等焓，得一般情况下，解之对水~空气，对比所以而由等焓得，8.露点td：不饱

4、和空气等湿冷却到饱和状态时的温度。所以，露点就是以水汽分压作为饱和蒸汽压来确定的温度。由得所以不饱和空气饱和空气5.1.2湿空气的H-I图(湿焓图)湿空气的状态由两个独立的性质确定，其他性质可以计算，但计算繁琐，有时还要试差。工程上为了计算方便，常用算图来表示湿空气各性质之间的关系。下面讨论常用的湿焓图(H-I图)。一、等H线：与纵轴平行二、等I线：与斜轴平行三、等t线由得上式是以t为参数的直线方程，且t，斜率，所以等t线为一族非平行直线。四、等线由知当P一定时，给定时，所以是一族曲线五、

5、水汽分压线由得，(P一定时)，所以是一条近似直线(H0.622)六、H-I图的说明与应用1.已知空气状态点A，求其他参数2.已知一对独立参数，求状态点t和twt和td(3)t和第二节干燥过程的物料衡算与热量衡算5.2.1湿物料的性质一、湿基含水量w二、干基含水量X显然，三、湿物料的比热容cm四、湿物料的焓I’5.2.2干燥系统的物料衡算一、水分蒸发量W设L—干空气消耗量，kg干空气/s；G—干物料流量，kg干物料/s；W—水分蒸发量，kg/s；G1、G2—湿物料进出干燥器时的流量，kg湿物料

6、/s。对干燥器进行水分的物料衡算则二、空气消耗量由上式得：或，单位空气消耗量，kg干空气/kg水分。三、干燥产品流量G2对干燥器进行干物料衡算则所以5.2.3干燥系统的热量衡算1.热量衡算的基本方程对预热器进行焓衡算则对干燥器进行焓衡算则所以为方便，假定(1)新鲜空气中水汽的焓等于废气中水汽的焓即(2)湿物料进出干燥器时的比热相等，并可取其平均值即而由相减并代入假定(1)，得又由相减，并代入假定(2)，得所以2.热效率而所以5.2.4空气通过干燥器时的状态变化由得一、等焓干燥过程当(1)(2)时二

7、、非等焓干燥过程1.操作线在等焓线的下方当(1)(2)(3)时2.操作线在等焓线的上方当时3.操作线为等温线当QD足够多时，可使干燥过程沿等温线进行。第三节固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系物料衡算与热量衡算可以确定空气消耗量，水分蒸发量和热能消耗量，但要确定干燥极限和干燥时间，则要讨论平衡关系与速率关系。5.3.1物料中的水分（图5-11）一、平衡水分及自由水分1.平衡水分：物料在不饱和空气中不能汽化的水分。当物料中水分的蒸汽压降至空气中水汽分压时，水分不再蒸发(汽化)。2.自由水分：物料

8、在不饱和空气中能汽化的水分，即总水分与平衡水分之差。二、结合水分与非结合水分1.结合水分：物料中细胞壁内的水分、毛细管中的水分以及结晶水。由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，所以分离较困难。2.非结合水分：物料表面的水分以及较大孔隙中的水分。由于结合力弱，其蒸汽压等于同温度下纯水的饱和蒸汽压，所以分离较容易。5.3.2干燥时间的计算恒定干燥：干燥按空气状态的变化变动干燥：一、恒定干燥实验1.干燥实验和干燥曲线干燥实验：与恒定干燥条件相近的间歇干燥实验。干燥曲线：由