【化工原理 课件】第四章 干燥第三课时 (1)

3 湿空气的状态变化过程 1 加热与冷却过程加热 湿空气的加热与冷却属等压过程P p不变 H不变 AB线为一垂直线 沿等H现由A到达B点 温度升高 空气的 下降 干燥能力上升 冷却与加热过程相反冷凝 等 t H 2 绝热增湿过程 等I过程 第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算 目的 计算湿物料水分蒸发量W 空气用量和所需热量 选择适宜风机 设计或选择换热器等 一 干燥过程中的物料衡算1 物料含水量的表示方法湿基含水量 干基含水量 不含水分的物料通常称为绝对干物料或称干料 在工业生产中 通常以湿基含水量来表示物料中含水分的多少 但由于湿物料的质量在干燥过程中因失去水分而逐渐减少 绝对干料的质量在干燥过程中是不变的 故用干基含水量计算较为方便 划分依据 物料所含水分能否用干燥方法除去 物料中的水分与一定温度t 相对湿度 的不饱和湿空气达到平衡状态 此时物料所含水分称为该空气条件 t 下物料的平衡水分 在干燥过程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分 称为自由水分 平衡水分随物料的种类及空气的状态 t 不同而异 平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度 平衡水分 equilibriumwater 和自由水分 freewater 2 湿物料中水分的状态 划分依据 根据物料与水分结合力的状况 结合水分 包括物料细胞壁内的水分 物料内毛细管中的水分 及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等 特点 籍化学力或物理化学力与物料相结合的 由于结合力强 其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压 致使干燥过程的传质推动力降低 故除去结合水分较困难 结合水分 boundwater 与非结合水分 unboundwater 非结合水分 包括机械地附着于固体表面的水分 如物料表面的吸附水分 较大孔隙中的水分等 特点 物料中非结合水分与物料的结合力弱 其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同 干燥过程中除去非结合水分较容易 物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质 而与干燥介质的状态无关 平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态 干燥介质状态改变时 平衡水分和自由水分的数值将随之改变 强调 物料的总水分 平衡水分 自由水分 结合水分 非结合水分之间的关系 干燥产品量G2绝对干料的质量GC不变 3 物料衡算 水分蒸发量W干燥器的总物料衡算 若以干基含水量表示 干空气消耗量L 湿物料中水分减少量 空气中水汽的增加量 单位空气消耗量l 蒸发 kg水分所消耗的干空气量 kg干空气 kg水分 l仅与 2 0有关 0愈大 l愈大 湿空气的质量 湿气体的体积流量 风机的风量 V 今有一干燥器 处理湿物料量为800kg h 要求物料干燥后含水量由30 减至4 均为湿基 干燥介质为空气 初温为150C 相对湿度为50 经预热器加热至1200C 空气终温为450C 相对湿度为80 试求 a 水分蒸发量 b 空气消耗量 单位消耗量l c 如鼓风机装在进口处 求鼓风机之风量 课堂练习 解答 空气消耗量 单位空气消耗量l由I H图查得 空气在t0 150C 0 50 时的湿度为 0 0 005kg水 kg干空气在t2 450C 2 80 时的湿度为 2 0 052kg水 kg干空气 空气通过预热器湿度不变 即 0 1 二 热量衡算 目的 确定干燥过程的热量消耗 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 1 预热器的消耗热量Qp 2 干燥器热量衡算 确定干燥器的出口空气状态参数或