5章干燥2第二节干燥过程的物料衡算与热量衡算.ppt

干燥设备的设计计算 热量衡算Q 平衡关系 干燥方向与极限速率关系 干燥时间长短 5 3干燥过程的物料衡算与热量衡算 5 3 1湿物料的性质 绝干物料 湿物料总量 一 湿基含水量w 工业常用 二 干基含水量X 基准固定 便于计算 三 湿物料的比热容cm 式中 CS为绝干物料的比热容 kJ kg绝干物料 CW为物料中所含水分的比热容 取4 187kJ kg水 四 湿物料的焓I 一 水分蒸发量W LH1 GX1 LH2 GX2或L H2 H1 G X1 X2 W kg水 s 5 24 5 3 2干燥系统的物料衡算 对连续操作逆流干燥器作关于水分的物料衡算 以1s为衡算基准 设干燥器内无物料损失 则 对间歇操作的干燥器作物料衡算 以处理一批物料所需的时间及物料量为衡算基准 二 空气消耗量 蒸发1kg水分的 单位空气消耗量 kg干气 s 5 25 为了选择输送空气的风机型号 可以用下式计算出相应于Lkg干气 s的湿空气的体积流量 kg干气 kg水 由 5 24 L H2 H1 G X1 X2 W 三 干燥产品流量G2 G 单位时间内绝干物料流量 绝干料kg s 5 27 5 28 5 3 3干燥系统的热量衡算 1 预热器的热量衡算 或QP L I1 I0 5 30 2 干燥器的热量衡算 LI1 GI1 QD LI2 GI2 QL 或QD L I2 I1 G I2 I1 QL 5 31 以1s为基准 LI0 QP LI1 5 29 一 基本方程 3 干燥系统总热量消耗 衡算 1 01L t2 t0 L 2490 1 88t2 H2 H0 H1 H0及L W H2 H1 W 2490 1 88t2 加热干空气 蒸发水分 加热物料 热损失 L I2 I0 G I2 I1 QL 5 32 Qv Gcm 2 1 QL 二 干燥系统的热效率 提高 的其它手段有 1 利用废气中的热量 1 废气部分循环 20 2 间接预热冷空气 3 对湿物料预干燥 4 t2尽量低些 2 加强干燥设备 管路的保温 减少热损 3 在允许条件下 初温升至120 130 4 热敏性物料在干燥器设中间加热器 p258例5 5 已知数据如图示 t1 90 QL 1 2kw 求 WL0V QpQQD 例题 解 1 蒸发量WW G X1 X2 X1 w1 1 w1 0 0309kg kg绝干料X2 w2 1 w2 0 002kg kg绝干料G G1 1 w1 1067kg绝干料 hW 30 84kg水分 h2 L0 绝干气消耗量 L W H2 H1 由H I图查得H0 0 009kg kg绝干气L 30 84 0 022 0 009 2372kg绝干气 hL0 L 1 H0 2393kg新鲜空气 h3 V V LvH vH 0 772 1 244H0 273 t0 273 0 841m3新鲜湿空气 hV 2372 0 841 1995m3新鲜湿空气 h 4 QPQp L I1 I0 由H I图查得 I0 43kJ kg绝干气I1 115kJ kg绝干气Qp 2372 115 43 170800kJ h 47 44kW5 QQ 1 01L t2 t0 W 2490 1 88t2 GCm 2 1 QL 78 8kW6 QDQD Q Qp 78 8 47 44 31 36kW7 W 2490 1 88t2 Q 100 28 5 3 4干燥介质在干燥系统中状态的变化 干燥系统总热量衡算式分析 0I2 I1 0 a I b I c 等t b 的特例 0 0 0 0 0 0 等I I1 I2 Q QP QD L I1 I0 L I2 I1 G I2 I1 QL p261例5 6 已知数据如图示 求L0及QP QL预 0 解 1 求L0 新鲜气L0 2 预热器的QP 由题已知 新鲜空气及废气的状况 知出口状态 干燥器内为等焓过程I1 I2 为了求t1 先要知道混合气状况 然后按预热器中 等湿增焓 与I2相交即可 1 混合气状况点M的确定 图解法 杠杆规则 循环比 0 8 4 5废气 新气 4 1则 AM MB 4 1 100 I tm 36 求得 Hm 0 028kg kg干气 H1 t1 53 QP p263例5 7已知条件见图 QP 新鲜气L0 1 忽略物料带走的热量和干燥器的热损失 2 不忽略 QPL 0 解 1 求L0 据 34 7 I1 1 忽略物料带走的热量和干燥器的热损失 等焓过程 I2 2141 2191 32 2 不忽略物料带走的热量和干燥器的热损失 此时 非等焓过程 从如何求取H2的问题入手求L 前面已有 a 解析法求H2 I0 33kJ kg干气I1 110kJ kg干气 t0 H0t1 H1 H0 物料带走的热量 热损失 由干燥器的热量衡算 由空气焓的定义 H2 0 0205kg kg干气I2 103 5kJ kg干气L 2583kg干气 kg 联立 2141kg干气 kg 忽略时 b 作图法求H2 将a 中的 代入 略去下标 可以得到空气通过干燥器时的操作线方程 上式为线性方程 以任意一个H值求出一个相应的I值 便在H I图上定出一个点 如D点 d 点D与空气进干燥器时的状态点B连成直线BD 或延长BD成BD D BD与空气出口温度t2所在的等温线之交点C 唯一地确定了空气的出口状况 L的计算略 2 求QP 3 求热效率 1 对不饱和湿空气 干球温度湿球温度 露点温度湿球温度 干燥操作中 干燥介质 不饱和湿空气 经预热器后湿度 温度 对于为水蒸汽所饱和的空气 则其干球温度t 湿球温度tw 绝热饱和温度tas露点温度td的关系是ttwtastd 2 对不饱和空气进行加热 使温度由t1升至t2