化工原理45-46学时

1、第5章 固体物料的干燥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5.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.3.3 空气通过干燥器时的状态变化一、绝热干燥过程1.绝热干燥过程的状态变化理想干燥等焓干燥pA0H1t2tB1I21II 0t2H1HCv 不向干燥器补充热量v 干燥器的热损失可忽略v 物料进出干燥器的焓相等12IID= 0 L= 0 一、绝热干燥过程2.绝热干燥过程的条件 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL12II一、绝热干燥过程 故)(01IILQP 则二、非绝热干燥过程

2、1.非绝热干燥过程的状态变化实际干燥pA0H1tB1I0t1H12II 12II 12tt CCC等温干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥过程应满足以下条件 v 不向干燥器补充热量v 干燥器的热损失不能忽略v 物料进出干燥器的焓不相等12IID= 0 L 0 2.非绝热干燥过程的条件二、非绝热干燥过程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非绝热干燥过程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 则升焓干燥过程应满足以下条件 v 需向干燥器补充热量v 干燥器的热损失不能忽略v 物料进出干燥器的焓不相等12IILDQIIGQ

3、)(12且 L 0 二、非绝热干燥过程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非绝热干燥过程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 则 因LDQIIGQ)(12等温干燥过程应满足以下条件 v 干燥器的热损失不能忽略v 物料进出干燥器的焓不相等12IIv 需向干燥器补充热量D足够大，维持 t1= t2且 L 0 二、非绝热干燥过程第5章 固体物料的干燥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5.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.3.3 空气通过干燥器时的状态变化5.3.4 干燥系统的

4、热效率一、干燥系统的热效率%100量向干燥系统输入的总热蒸发水分所需的热量干燥系统的热效率定义 %100DPvvQQQQQ蒸发水分所需热量一、干燥系统的热效率由 )187. 488. 12490(12tWQv忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则 )88. 12490(2tWQv故 %100)88. 12490(2QtW对于理想干燥器%1000121tttt二、提高干燥系统热效率的措施提高干燥系统热效率措施v 提高 而降低2H2tv 提高空气入口温度1tv 采用内换热器v 干燥系统的保温v 采用废气循环工艺二、提高干燥系统热效率的措施带废气循环的干燥系统（1）二、提高干燥系统热效率的措施带废气循环

5、的干燥系统（2）第5章 固体物料的干燥5.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.4 干燥速率与干燥时间 5.4.1 物料中水分的性质一、平衡水分与自由水分)(*fX湿物料湿空气X接触时间*XX 平衡曲线达平衡状态时平衡湿含量X*X1.平衡曲线平衡含水量X*与空气相对湿度 的关系（25 ）1新闻纸2羊毛、毛织物3硝化纤维4丝5皮革6陶土7烟叶8肥皂9牛皮胶10木材11玻璃绒12棉花在一定的干燥条件下不能被除去的水分平衡水分 X* 大于平衡水分的水分自由水分 X-X* 物料所含水分平衡水分自由水分平衡水分 自由水分 按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。2.平衡水分与自由水分一、平衡水分

6、与自由水分结合水分的特点spp 结合力强，不易除去。二、结合水分与非结合水分物料表面吸附及空隙中所含的水分物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分湿物料结合水分非结合水分非结合水分的特点spp 结合力弱，容易除去。物料所含水分结合水分非结合水分结合水分 非结合水分 按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关。二、结合水分与非结合水分固体物料中所含水分的性质X总水分*X平衡水分自由水分%100spp 非结合水分结合水分第5章 固体物料的干燥5.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.4 干燥速率与干燥时间 5.4.1 物料中水分的性质5.4.2 恒定干燥条件下干燥时间的计算一、干燥实验和

7、干燥曲线1.恒定干燥实验恒定干燥条件v 间歇操作v 用大量的空气干燥少量的物料v 维持空气的速度及与物料的接触方式不变实验数据时 间 物料温度 物料湿含量 X洞道干燥实验流程示意图 1洞道干燥室 2离心鼓风机 3孔板流量计 4温度计 5干燥物料 6重量传感器 7加热器 8湿球温度计 9干球温度计10重量显示仪11温度显示仪12湿球温度显 示仪13电加热控制 仪表一、干燥实验和干燥曲线预热阶段恒速干燥阶段（第一干燥阶段）干燥阶段X较小ddXX很大ddX不变降速干燥阶段（第二干燥阶段）X逐渐减小趋近于零ddX热量主要用于物料升温热量用于汽化水分热量用于汽化水分和加热物料一、干燥实验和干燥曲线2.干燥曲线 将物料含水量（或物料表面温度 ）对干燥干燥曲线X 曲线 曲线时间绘图，所得图形称为干燥曲线。干燥曲线（X关系 ）ABCDE预热阶段恒速干燥阶段降速干燥阶段干燥曲线（ 关系