chap 4-2 干燥过程及设备课件

4.2干燥过程及设备一、本节基本要求掌握湿空气的性质，湿-焓图的结构及其应用，固体物料中水分的性质，干燥速率与干燥过程，干燥过程的物料平衡和热量平衡。二、本节重点对湿空气状态变化过程进行分析计算。物料平衡法则及热量平衡法则。烧结球团厂干燥段带冷机竖炉焙烧工艺4.2.1干燥定义及分类本质：被除去的湿分从固相转移到气相中。干燥过程分类：

a按操作压力可分为常压干燥、真空干燥。

b按操作方式可分为连续式、间歇式。

c按照热能供给湿物料的方式,干燥可分为：传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式加热物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。对流干燥：干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传递给物料，产生蒸汽被干燥介质带走。辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物料吸收转化为热能，使湿分汽化。②内热源法:传热与传质方向相同介电加热干燥(场干燥)：将需要干燥的物料放在高频电场内，利用高频电场的交变作用，将湿物料加热，并汽化湿分。①外热源法:传热与传质方向相反4.2.2湿空气的性质湿空气：干空气和水蒸汽的混合物。1、干空气与水蒸气的分压饱和空气的绝对湿度2、空气的湿度A绝对湿度：单位体积湿空气中含有的水蒸汽的质量。即：C湿含量d湿空气中单位质量绝干空气所带有的水蒸汽的质量，或湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比值。即：3、湿空气的温度参数Ａ干球温度ｔＢ湿球温度tW湿球温度计：用保持湿润的纱布将温度计的感温部分包起来，这种温度计称湿球温度计。湿球温度tW：将湿球温度计置于一定的温度和湿度的湿空气中，达到稳定时所显示的温度为湿空气的湿球温度tW。湿球原理：测量刚开始时，设纱布中水分的温度与空气的温度相同。

d<dw→传质→tｗ↓→tｗ<t→传热→达到平衡。Ｃ露点td将不饱和的湿空气等湿冷却至饱和状态时的温度称为露点。相应的湿度为饱和湿度das,其数值等于此湿空气的湿度d。对于不饱和湿空气t>tW>td饱和湿空气t=tW=tdＤ绝热饱和温度tas在绝热饱和过程中，气、液两相最终达到的平衡温度称为绝热饱和温度。对于空气—水蒸汽系统，当空气流速较高时，

tas≈tw绝热饱和过程又可当作等焓过程处理4、密度→湿空气密度小于干空气的密度1㎞3，1万吨，液态水+气态水

云为什么掉不下来?5、比容vｓ定义：单位质量湿空气的体积为比容，即6、湿空气的热含量－焓h定义：1kg绝干空气和其所带的dkg水蒸汽所具有的焓，称湿空气的焓h。即4.２.３湿空气的湿度图及其应用1、湿度图的构造1、等t线2、等d线3、等相对湿度Ф线4、等焓h线5、水蒸汽分压Pυ线2、湿度图的应用利用湿度图查物性湿空气状态点的确定3、湿空气加热、冷却过程的图示与讨论加热过程ABφ

=100%dtAtBhAhB

φ

Aφ

B冷却过程BAφ

=100%dtBtAhBhA

φ

Bφ

Atdtc混合状态参数图解tbtatc例4-1已知空气的干球温度30

℃，湿球温度为25℃，大气压强p=99.32kPa,试求空气的绝对湿度、相对湿度、水蒸汽分压、湿含量、热焓、露点和干空气的分压。解:查表得30℃饱和水蒸汽分压为Psυ=4.243kPa,饱和绝对湿度为:空气的绝对湿度为:空气的相对湿度查表可知为:66%水蒸汽的分压为:空气的湿含量为:干空气空气的热焓为:干空气露点对应饱和水蒸汽分压为由表5-1可查出，对应露点为干空气的分压为：知识点复习传质与干燥3、空气的温度Ｂ湿球温度Ｃ露点Ｄ绝热饱和温度Ａ干球温度ｔ4、密度→湿空气密度小于干空气的密度1㎞3，1万吨，液态水+气态水

云为什么掉不下来?知识点复习传质与干燥6、湿空气的热含量－焓h5、比容vｓ知识点复习传质与干燥4.２.３湿空气的湿度图及其应用知识点复习传质与干燥4.2.4物料衡算和热量衡算１物料中水分的表示

A湿基含水量wwB干基含水量wd换算：2、物料衡算预热器干燥器Gd：绝干物料量；

V：绝干空气的流量；

x1d，x2d：干燥前后湿物料的干基含水量；

d1，d2：干燥前后湿空气的湿度。冷空气t0,d0,h0废气t2,d2,h2湿物料t1’,x1d,h1’干燥产品t2’,x2d,h2’热空气t1,d1,h1对水进行物料衡算：空气消耗量：单位空气消耗量：因为d1=d0

夏季要比冬季空气的消耗量大。空气的鼓风机等装置要以全年最热月份的空气消耗量来决定湿空气的体积流量。预热器干燥器QPQａｄQｌ３、热量衡算对预热器做热量衡算：冷空气t0,d0,h0废气t2,d2,h2湿物料t1’,x1d,h1’干燥产品t2’,x2d,h2’热空气t1,d1,h1对干燥过程作热量衡算：４、空气进、出干燥器的状态变化：1、等焓干燥过程（理论干燥过程）对干燥器作热量衡算，ABABφ

=100%dt0t1h0h1

φ

Aφ

Bt2Ｃ2、非等焓干燥过程实际的干燥过程皆为非等焓干燥过程，依其具体情况分为以下二种：1)Δ>0,则：h2＜h1

（大多数干燥器类型）2)Δ<0,则：h2＞h1ABφ

=100%dt0t1h0h1

φ

Aφ

Bt2ABφ

=100%dt0t1h0h1

φ

Aφ

Bt2ＣＤ4.２.５干燥过程相平衡关系和速率关系干燥器的尺寸→干燥时间

干燥速率

空气的性质化学状态物料水分的性质→物料的结构、一、水分在汽－固两相间的平衡关系1、物料的φ－d平衡关系

平衡水和自由水φd2、物料中的水分分类：结合水和非结合水分：结合水是指存在于物料细胞壁内的水分、小毛细管中的水分以及胶体结构物料中的水分等。非结合水是指存在于物料表上的润湿水以及颗粒堆积层中的大空隙中的水分等。φ100％50％d自由水分结合水分非结合水总水分平衡水分二、恒定干燥条件下的干燥过程1、恒定干燥条件：是指干燥介质的温度、相对湿度、流过物料表面的速度、与物料的接触方式以及物料的尺寸或料层的厚度恒定。2、干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上被干燥物料所