北京化工大学 《化工原理》 课件 第八章 干燥.ppt

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1、18.干燥8.1湿空气的性质与湿度图8.2干燥过程的物料衡算与热量衡算8.3干燥速率与干燥时间8.4干燥器2在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混有大量的湿分，将湿分从物料中去除的过程，称为去湿。去湿的方法可分为以下三类：机诫去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。吸附去湿：用于去除少量湿分。热能去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中的湿分的单元操作。3干燥过程的分类：常压干燥真空干燥连续式间歇式传导干燥（间接加热干燥）对流干燥（直接加热干燥）辐射干燥介电加热干燥按操作压力分按操作方式分按供热方式分4根据供热方式不同，干

2、燥可分为以下四种情况：传导干燥（间接加热干燥）：热能通过壁面以传导方式加热物料。对流干燥（直接加热干燥）：干燥介质与湿物料直接接触，并以对流方式加热湿物料。辐射干燥：热能以电磁波的形式射到湿物料表面。介电加热干燥：将湿物料置于高频电场内，使其被加热。5本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，除去的湿分是水分。对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向不同，是热、质反向传递过程：传热传质方向推动力气固固气温度差水汽分压差6干燥过程进行的必要条件：*物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压；*干燥介质要将汽化的水分及

3、时带走。78.1湿空气的性质与湿度图8.1.1湿空气的性质8.1.2空气的湿度图及其应用88.1.1湿空气的性质通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小：湿度H及相对湿度φ9一、湿度（湿含量）H定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。H=Kg水汽Kg绝干空气=nwMwngMg=18.02nw28.95ngnw：湿空气中水汽的摩尔数，kmol；ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol；Mw：水汽的分子量，kg/kmol；Mg：空气的平均分子量，kg/kmol。10当湿空气可视

4、为理想气体时，则有：式中：pw为空气中水蒸汽分压。即：当P为一定值时，11当湿空气中水蒸汽分压pw恰好等于同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压ps时，则表明湿空气达到饱和，此时的湿度H为饱和湿度Hs。二、相对湿度定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pw与同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。即：即：12结论：湿度H只能表示出水汽含量的绝对值，而相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。当φ=1时：pw=ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；当φ<1时：pw

5、程度越远，干燥能力越大。13【例7-1】湿空气中水的蒸汽分压pw=17.5mmHg，总压P=760mmHg，求20℃时的相对湿度；若空气分别被加热到50℃和120℃，求值。相对湿度φ与湿度H的关系：14三、湿空气的比热与焓1、湿比热（湿热）cH[kJ/kg干气•℃]定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水汽升高温度1℃所需的热量。：干空气比热=1.01kJ/kg干气•℃：水汽比热=1.88kJ/kg水汽•℃式中152、焓（热含量）I[kJ/kg干气]定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。计算基准

6、：以0℃干空气及0℃液态水的焓值为0作基准。因此，对于温度为t、湿度为H的湿空气，其焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及湿空气由0℃生温至t℃所需的显热之和。16即：式中：I：温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。[kJ/kg干气]；Ig：干空气的焓值。[kJ/kg干气]；Iv：水汽的焓值。[kJ/kg水汽]；r0：0℃时水的汽化潜热。r0=2492kJ/kg水汽。17由上式可知，湿空气的焓值只与湿空气的湿度及温度有关。即：18四、湿空气的比容（湿容积）υH[m3湿空气/kg干气]定义：每单位质量绝干空气中所具有

7、的湿空气（绝干空气和水蒸汽）的总体积。式中：：压力P、温度t下湿空气比容。[m3湿气/kg干气]：压力P、温度t下干空气比容。[m3干气/kg干气]：压力P、温度t下水汽比容。[m3水/kg水]19、的数值为：所以：20综合以上分析可得：当总压力P为一定值时，另外：湿空气密度21定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至饱和，出现第一滴露珠时的温度。湿度H与露点td的关系：五、露点tdpd：td下的饱和蒸汽压。22干球温度t是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定的温度。湿球温度计：

8、温度计的感温球用纱布包裹，纱布用水保持湿润，这支温度计为湿球温度计。不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。六、干球温度t七、湿球温度tw23湿球温度计工作原理分析24湿球温度tw计算公式（推导过程见P332）:式中：：空气至湿纱布的对流传热系数，W/m2•℃；：以湿度差为推动力的传质系数，kg/m2•s•H；：水在湿球温度tw时的汽化潜热，kJ/kg水；