化工原理第九章第四节讲稿

1、2022-4-13第九章第九章第九章第九章第九章第九章 干燥干燥干燥干燥干燥干燥 DryingDryingDrying一、一、物料中所含水分的性物料中所含水分的性质质 二、二、干燥曲线和干燥速率干燥曲线和干燥速率曲线曲线 三、干燥时间的计算三、干燥时间的计算 第四节第四节第四节第四节第四节第四节 干燥速度和干燥时间干燥速度和干燥时间干燥速度和干燥时间干燥速度和干燥时间干燥速度和干燥时间干燥速度和干燥时间 2022-4-13一、物料中所含水分的性质一、物料中所含水分的性质 1、平衡水分与自由水分、平衡水分与自由水分1）平衡水分）平衡水分 用某种空气无法再去除的水分。 与物料的种类、温度及空气的相

2、对湿度有关 物料中的平衡水分随温度升高而减小 随湿度的增加而增加。2）自由水分）自由水分 在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分。 2022-4-132022-4-132、结合水分和非结合水分、结合水分和非结合水分结合水分：结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。难于除去 非结合水分非结合水分 ：机械地附着在物料表面， 产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去。平衡水分一定是结合水分；平衡水分一定是结合水分；自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。自由水分包括了全

3、部非结合水分和一部分结合水分。 2022-4-132022-4-13二、干燥曲线和干燥速率曲线二、干燥曲线和干燥速率曲线 1、干燥实验和干燥曲线、干燥实验和干燥曲线 干燥曲线 ： 恒定干燥条件下，物料的含水率X与时间的关系 2、干燥速率曲线、干燥速率曲线1）干燥速率曲线）干燥速率曲线 干燥速率 ： 单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量 AddWU2022-4-132022-4-13XGWCdXGdWCAddXGUC ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段，AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并入BC段内考虑 。 CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而

4、降低，称为降速干燥阶段。 两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物料含水量称为临界含水XC。 2022-4-132022-4-132）干燥机理）干燥机理a）恒速干燥阶段 干燥速度由水的表面汽化速度所控制b）降速干燥阶段 过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。c）临界含水量 临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加而增大。 2022-4-13三、干燥时间的计算三、干燥时间的计算1、恒定干燥条件下干燥时间的计算、恒定干燥条件下干燥时间的计算1）利用干燥速度曲线进行计算）利用干燥速度曲线进行计算 AddXGUC分离变量积分

5、1, 0XX 21,XX 2022-4-131201XXCUdXAGd211XXAUGCC2）用对流传热系数或传质系数进行计算）用对流传热系数或传质系数进行计算 wttAQ水分由表面汽化的速率 HHAkGH2022-4-13汽化所需热量 rHHAkQHHHkrttArQUHCHHAkXXGttArXXGHCC212113）影响恒速干燥的因素）影响恒速干燥的因素 空气流速的影响 空气湿度的影响空气温度的影响 2022-4-132、降速干燥时间的计算、降速干燥时间的计算 122XXcUdXAG不论干燥曲线如何，都可用图解积分法 当干燥曲线为直线或近似直线时 XXkUXXXUkCX02022-4-13ddXAGUCCXXAkdXGdXC2