湿空气的H-I图

2湿空气的H-I图,一、“等H线”群一组平行于纵轴的平线,湿空气的I-H图，为了使各种关系曲线分散开，采用两坐标交角1350的斜角坐标系。为了便于读取数据，将横轴上湿度H的数值投影到与纵轴正交的辅助水平轴上。,二、“等I线”群一组平行于斜轴(135)的平行线。,三、“等t线”群一组相互不平行的直线群。t斜率线群不平行的原因：由(7-16)得：I=(1.88t+2490)H+1.01t,四、“等线”群利用H-I图中的H，t坐标画出线。,沿I线由100%=100%移动中，当湿度H为定值时，温度t越高，相对湿度越低。,五、水气分压线把式（7-6）改写成,利用下列已知条件确定湿空气状态：,（1）湿空气的干球温度t和湿球温度tw,由t-tW确定状态点A,绝热饱和温度：饱和湿度，等焓过程,（2）已知湿空气的干球温度t和露点td,湿空气的湿度就是露点下饱和湿度露点：饱和湿空气的温度。,（3）已知湿空气的干球温度t和湿度,状态点确定后就可以读出其它参数,六、H-I图的说明与应用,1.确定空气状况的参数对必须相互独立。但td-H、td-p、p-H及tw-I这些“参数对”是无法确定空气状况的。通常采用的参数对为：t-tw，t-td，t-确定空气状况。2.H与=100%对应的t即是td，I与=100%求出tas；等温线群可以同时解决四种温度的查找任务。,7-3干燥过程的物料衡算和热量衡算,7-3-1湿物料中含水量的表示湿基含水量w(工业常用)干基含水量X(便于计算),WX：Kg水/Kg湿料Kg水/Kg干料,1.干燥产品流量L2,2.水分蒸发量W,Lc-湿物料中绝干空气的质量流量，kg干料/hL1-进入干燥器的湿物料质量流量，kg/hL2-出干燥器的产品质量流量，kg/hw1、w2干燥前后物料的湿基含水量，kg水/kg湿料W-湿物料在干燥器内蒸发的水分量，kg水分/hG干空气的质量流量，kg干气/hH1、H2进出干燥器的湿空气湿度，kg水/kg干气X1、X2湿物料和产品的干基含水量，kg水/kg干料,干空气消耗量：,（kg干空气/h）,单位空气消耗量：,（kg干空气/kg水）,二干燥过程的热量衡算,目的：确定干燥过程的各项热量分配情况和热量消耗。,干燥过程的热量衡算包括预热器和干燥器两部分。,热损失,加热量,补充热量,产品,湿物料,一、预热器的热量衡算,对预热器进行热量衡算可以得到加热蒸汽的消耗量。,忽略预热器的热损失，可以得到预热器的耗热量Qp：,G：干空气的流量（kg干气/h）,二、干燥器的热量衡算,单位时间内进入干燥器的热量=单位时间内带出干燥器的热量,（7-32）,G-干空气质量流量，kg干气/hLc-绝干物料质量流量，kg干料/hI1、I2空气进干燥器的焓、出干燥器的焓，kJ/kg干气物料进干燥器的焓、出干燥器的焓，kJ/kg干料QD单位时间内向干燥器补充的热量，kWQL单位时间内干燥器损失的热量，kW,如果上式等号右侧各项之和等于零，即忽略设备的热损失和物料进出干燥器温度变化，且不向干燥器补充热量，则有I1=I2，即干燥过程为理想干燥过程，湿空气在干燥器中经历等焓降温增湿过程。在这种情况下，只要已知出口废气的另一个独立参数（如t2或2），在I-H图上从状态点A（t0，I0，H0）沿等I线，可找到出口状态点C（t2，I2=I1，H2）。,I,H,0,=100%,t0,H0=H1,A,I0,0%,t1,B,1%,I1=I2,t2,C,H2,2%,三、干燥系统消耗的总热量Q,用于：（1）加热空气；（2）蒸发物料中的水分；（3）加热物料；（4）补偿周围热损失QL。,四、干燥系统的热效率,在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kgh-1，从含水量20干燥至2（均为湿基含水量）。温度为20，湿度为0.013kg水kg-1绝干气的新鲜空气经预热器升温至100后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60.(1)完成上述任务需要多少kg绝干空气h-1？(2)空气经预热器获得了多少热量？,绝干物料质量流量：LC=600(1-1)=480kg干料/h蒸发的水分：W=LC(X1-X2)=480(0.25-0.0204)=110.2kg水分/h湿空气的焓：I1=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=135.8KJ因为等焓干燥I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=I1干燥后空气的湿度：H20.02889G=W/(H2-H1)=6935kg干气/h（2）Qp=G(I1-I0)=G(1.01+1.88H0)(t1-t0)=573907kJ/h,在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15,湿含量为0.0073kg水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023kg水kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求：(1)绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）；(2)进预热器前风机的流量（m3s-1）；,在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15,湿含量为0.0073kg水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023kg水kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求：(1)绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）；(2)进预热器前风机的流量（m3s-1）；,t0=15,H0=0.0073,I0=35,t1=90,I1=109,t2=50,H2=0.023,x1=0.15,x2=0.01,L2=237kg/hx2=w2/(1-w2),w2=x2/(1+x2)=0.01/1.01=0.01Lc=L2(1-w2)=237(1-0.01)=234.6W=Lc(x1-x2)=234.6(0.15-0.01)=32.8G=W/(H2-H1)=32.8/(0.023-0.0073)=2089.2kg干气/hqv=GvHqv=2089.20.8241721.5m3/h,X曲线及曲线称为干燥曲线，,干基含水量,第四节物料的平衡含水量和干燥速率,物料表面温度,图中点A表示物料初始含水量为X1AB段为物料的预热段BC段的斜率dX/d变大，X与基本呈直线关系，此阶段内空气传给物料的显热等于水分从物料中气化所需的气化热。进入CD段后该段斜率X逐渐变为平坦。,湿含量X,时间,物料湿含量干燥时间(干燥曲线)，,干燥三阶段,1.预热阶段AB刚开始时，物料的温度小于该空气条件下的湿球温度，由于温度差，空气向物料传热，物料升温。同时，物料表面的水汽压力大于空气的水汽分压，物料表面水分汽化，当水汽化所需的热量等于空气传入物料的热量时，预热阶段结束。,2.恒速干燥BC:水分汽化速率保持恒定在恒定的干燥条件下干燥时，物料表面的温度=湿球温度tW(定)，则湿含量一定。它类似于测湿球温度。传热推动力（t-tw以及水分汽化推动力（HW-H）恒定不变。干燥速率与物料本身性质无关，取决于物料表面的水分汽化速率。,3降速干燥阶段CDE,C点称为临界点，该点的物料含水量称为临界含水量Xc,为恒速干燥和降速阶段的极限。内部水分向表面的移动速率已来不及向表面补充足够的水分以维持整个表面的润湿，开始出现不润湿点。D点开始表面完全不润湿，汽化表面从物料表面向内部转移。E点的物料含水量称为平衡含水量X，为物料干燥的极限。此时物料温度等于空气温度。此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低。降速阶段干燥速率的变化规律与物料性质及其内部结构有关。,x：平衡含水量,物料的平衡含水量曲线,平衡水分和自由水分,平衡水分：将湿物料与一定状态的空气接触发生去湿，直到物料表面所产生的蒸汽压与空气中的水蒸气分压相等为止。此时物料中所含的水分称为该空气状态下物料的平衡水分，用X*表示。平衡水分是湿物料在一定空气状态下干燥的极限。,自由水分：物料中超过平衡水分的那一部分水分，称为自由水分。自由水分是在一定干燥条件下（空气的t、H）下可以出去的水分。,结合水与非结合水,按结合方式分,结合水：与物料结合力强，其蒸气压低于同温下纯水的饱和蒸气压。所以干燥结合水较困难。,非结合水：与物料结合力较弱，其蒸气压与同温下纯水的蒸气压相同。所以干燥非结合水较容易。,非吸水性物料的平衡水分几乎等于零；吸水性物料的平衡水分较高，而且随空气状况不同而有较大的变化。当空气的相对湿度为零时，任何物料的平衡水分均为零。由此可知只有使物料与相对湿度为零的空气相接触，才有可能获得绝干的物料。若物料与一定湿度的空气进行接触，物料中总有一部分水分不能被除去，这部分水分就是平衡水分。它表示在该空