干燥过程的物料衡算与热量衡算培训课件.ppt

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1、8.3.5干燥器的热效率8.3.2干燥过程的物料衡算8.3.3干燥过程的热量衡算8.3.4干燥器空气出口状态的确定8.3干燥过程的物料衡算与热量衡算8.3.1湿物料中含水量8.3干燥过程的物料衡算与热量衡算进行干燥计算，必须解决干燥中湿物料去除的水分量及所需的热空气量。干燥过程是热、质同时传递的过程。湿物料中的水分量如何表征呢？一、湿基含水量w:[kg水/kg湿物料]8.3.1湿物料中含水量湿物料中含水量有两种表示方法：（8-33）水分在湿物料中的质量百分数。二、干基含水量X[kg水/kg干物料]三、两者关系:湿物料中的水分与绝干物料的质量比。（8-34

2、）（8-35）（8-36）w与X之间的换算关系的推导：设：水分质量为mw，绝干料质量为mc。则二式相除得：由可推得干燥过程中，湿物料的质量是变化的，而绝干物料的质量是不变的。说明：因此，用干基含水量计算较为方便。8.3.2干燥过程的物料衡算湿物料与热空气并流进入干燥器，连续操作图9-10干燥器物料衡算W——单位时间内汽化的水分量，kg/s。符号说明：G1——湿物料进口的质量流率，kg/s；G2——产品出口的质量流率，kg/s；Gc——绝干物料的质量流率，kg/s；w1——物料的初始湿含量；w2——产品湿含量；L——绝干气体的质量流率，kg/s；H1——气

3、体进干燥器时的湿度；H2——气体离开干燥器时的湿度；通过干燥过程的物料衡算，可确定出将湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及所需的空气量。目的：从而确定在给定干燥任务下所用的干燥器尺寸，并配备合适的风机。出干燥器的绝干物料=入干燥器的绝干物料（8-37）一、绝干物料量Gc[kg干物料/hr]则（8-38）二、湿物料的水分蒸发量W[kg水/h]通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变的，又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带走，故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽化量等于湿空气中水分增加量。即：水分汽化量＝湿物料中水分减少量＝湿空气中水分增加量（8-39）

4、三、绝干空气用量L[kg干气/h][kg干气/kg水]l称为比空气用量，即每汽化1kg的水所需干空气的量。（单位空气消耗量）（8-40）（8-41）因为空气在预热器中为等湿加热，所以H0＝H1；因此l只与空气的初、终湿度有关，而与路径无关，是状态函数。（8-42）四、湿空气参数1、湿空气用量：kg湿气/hkg湿气/kg水（8-43）（8-44）2、湿空气体积：m3湿气/hm3湿气/kg水（8-45）（8-46）VH——压力P、温度t下湿空气比容。[m3湿气/kg干气]3.湿空气密度：[kg湿气/m3湿气]（8-47）例、用干燥器对某盐类结晶进行干燥，一昼

5、夜将10吨湿物料，由最初湿含量10%干燥到最终湿含量1%（以上均为湿基），经预热器后的空气的温度为373K，相对湿度为5%，空气离开干燥器时的温度为338K，相对湿度为25%，且已知进预热器前空气温度为293K。当338K时，水的饱和蒸气压为101.3kPa。试求：（1）产品的质量流率kg·h-1；（2）如干燥器的截面为园形，假设热空气在干燥器的线速度为0.4，m·s-1干燥器的直径。如图所示：解：（1）（2）思考路线p1即为373K或100℃时水的饱和蒸气压，应为1大气压，即101.3kPa。湿空气比容，按进入干燥器的空气状态计算，即T1、H1。湿空气

6、流量为：干燥器直径：8.3.3干燥过程的热量衡算通过干燥器的热量衡算，可以确定物料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的状态。作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。湿物料Gc,X1,1,I’1干燥产品Gc,X2,2,I’2热气体L,H1,t1,I1湿废气体L,H2,t2,I2湿气体L,H0,t0,I0QpQdQl预热器干燥器图8-11干燥器热量衡算一、流程图符号说明：θ1、θ2——分别为湿物料进入和离开干燥器时的温度；温度为t0，湿度为H0，焓为I0的新鲜空气，经加热后的状态为t1、H1、I1，进入干燥器与湿物料

7、接触，增湿降温，离开干燥器时状态为t2、H2、I2，固体物料进、出干燥器的流量为G1、G2，温度为θ1、θ2，含水量为X1、X2。通过流程图可知，整个干燥过程需外加热量有两处，预热器内加入热量Qp，干燥器内加入热量Qd。外加总热量Q＝Qp＋Qd。将Q折合为汽化1kg水分所需热量（8-48）二、预热器热量衡算（8-49）若忽略热损失，以1[s]为基准，对上图预热器列焓衡算：故单位时间内预热器消耗的热量为：（8-50）三、干燥器的热量衡算对上图干燥器列焓衡算，以1[s]为基准，得：物料基准：绝干物料（入方、出方Gc不变）QL——为热损失（8-51）故单位时间

8、内向干燥器补充的热量为：（8-52）联立式（8-50）和（8-52）得：式（8-