干燥时间的计算.doc

5-3-2干燥时间的计算依空气状况在干燥器内的变动，分为：恒定干燥操作：大量空气干燥少量物料，间歇操作，空气速度及空气与物料的接触方式不变。变动干燥操作：连续操作的设备中,空气沿其流向、温度等参数不断地降低, 湿度逐渐增加。一、恒定干燥条件下，干燥时间的计算1.干燥实验与干燥曲线恒定干燥条件下的间歇干燥实验:W湿料重G一批干料重X=W/G-1干燥速率曲线干燥速率单位时间，单位干燥面积上气化的水分量。(5-46)典型的干燥速率曲线(a) (b) 某些多孔物料中水分靠“毛细管”作用恒速干燥和降速干燥的工作机理1).恒速干燥:物料在该段干燥时，表面始终保持着润湿。在恒定的干燥条件下干燥时，物料表面的温度=tW (定)，则Hs,tw定。它类似于测湿球温度。对照tw： (5-9)Q=S(t- tw) (5-10)N=kHS(Hs, tw-H)此段内，空气传给物料的显热Q等于水分气化所需要的潜热Q。稳定时：dQ=rtWdWdW=dQ/rtW(5-49)U=kH(HS,tW-H)S=/rtW(t-tW)(5-50)2).降速干燥阶段(内部迁移控制阶段)当在整个干燥表面积范围内物表的pe刚刚ps时，物料含水量是临界含水量Xc。以后随着(N -Ne) U。降速干燥的U取决于物料本身的结构、形状及尺寸；与干燥介质的状况关系不大。造成NeN的原因可能是： 全部非结合水分已经蒸发完毕，物表peps； 虽然还有些非结合水分，但物料的某些局部表面已经干燥，或水分气化面向物料内部迁移，此时全S内peps。 影响Xc大小的因素: Xc较早地进入降速干燥阶段、Q、L 干介速度u 当处理同一种物料时，传质速率kH=(1/),ukHN,但同时可能NeN局部表面干化pepsXc。 物料厚度及尺寸 干燥条件一定时，物料愈厚，单位体积物料具有的热、质传递表面积愈小N及QXc。应尽量减薄物料厚度或采用流态化技术使传递表面积Xc。 物料本身的性质 无孔吸水性物料的Xc值有孔物料的。 二. 恒定干燥条件下干燥时间的计算恒速干燥阶段1查X-图上Xc对应的值；计算由(5-46) 恒速干燥U=Uc(5-46a)Uc从干燥速率曲线上读取用(5-50a)计算,即:式中的计算： 空气平行流过静止料层表面(5-52) 应用条件：L=245029300kg/(m2h), 空气t均=45150 空气垂直流过静止料层表面=1.17(L)0.87 (5-53)应用条件: L=390019500kg/(m2h) 气体与运动颗粒间：由计算得到的、Uc都是近似值。但是，却提供了影响因素。如：u(L)tHtw(t-tw)UcXc表面干化变形降速干燥阶段2查X-图上X2对应的值；计算 降速阶段U常数 UX呈线性关系见图中X*CXc。任一瞬间UX：U=kX(X-X*) (5-57a)当缺乏X*数据时,可假设X*=0:(5-57b)UX呈非线性关系例:某物料恒定干燥条件下测得干燥速率曲线如图,若将其由 Xc=0.19kg/kg干料干 燥至X2=0.04kg/kg干料，已知G/S=21.5kg/m2，求干燥时间解：用积分图解法据： XU1/U0.191.50.6670.151.210.8260.10.91.110.0650.711.410.050.372.70.040.273.7作图：变动干燥条件下干燥时间的计算:如图所示：在变动的干燥条件（空气状态沿等焓变化）下操作时，根据物表温度的情况，也将干燥分为两个阶段：第一阶段，物料表面保持空气的；第二阶段，物料温度不断上升。问题：第一干燥阶段不是“恒速”的原因？为什么绝热干燥时有：第一阶段，物料 表面保持空气的？ 1.第一干燥阶段干燥时间的计算对于连续操作过程，物料量用Gkg绝干料/s表示。 (5-58)将(5-50) : U=kH(Hs,tw-H)代入上式得:一般，只能用积分图解法求上式中的积分项。 若第一干燥阶段是绝热过程: 当第一干燥阶段是绝热过程，则该段内=tW=常数，HS,tw=常数；又空气流速恒定时，kH=常数。用H替换X, 则上式可以积分， 对变动干燥过程列水分的微分衡算式： GdX=LdH (5-59) 代入式中, 成