物料干燥培训课件

重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥曲线、干燥时间的计算；难点：空气的焓湿图、干燥机理；第六章物料干燥去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。去湿的方法：机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。热能去湿法：如蒸发、干燥等 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。第一节概述干燥过程的分类

按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连续式、间歇式按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力。1水蒸气分压pv

空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有2湿度(humidity)H

又称为湿含量或绝对温度(absolutehumidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。第二节湿空气的性质及湿度图

一、湿空气的性质

常温下，湿空气可视为理想气体，则有

在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有

由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即3相对湿度

φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv

与同温度下水的饱和蒸汽压pS

之比的百分数，称为相对湿度(relativehumidity)，用符号φ表示，即

相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判定该湿空气能否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿能力越大。湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。在一定总压和温度下，两者之间的关系为相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度和绝对湿度的关系4湿空气的比热CH

式中cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC)上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg水汽的温度升高（或降低）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即在常用的温度范围内，有5湿空气气的焓I湿空气中1kg绝干空气的焓焓与相应水汽汽的焓之和，，称为湿空气气的焓，用符符号I表示，单位是是kJ/kg干空气。注：空气的焓焓是根据干空空气及液态水水在0oC时焓为零作基基准而计算的的，因此，对对于温度为t及湿度为Ｈ的的湿空气，其其焓包括由0oC的水变为0oC的水汽所需的的潜热及湿空空气由0oC升温至toC所需的显热之之和，即I=Ig+IvH

式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气；

Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；

Iv——水气的焓，kJ/kg水气。6湿空气的的比容vH在湿空气中，，1kg绝干气体积和和相应的Hkg水气体积之和和，称为湿空空气的比容，，亦称湿容积积(humidvolume)，用符号vH表示，单位为为：m3湿空气/kg绝干气。7露点td不饱和的空气气在湿含量ＨＨ不变的情况况下冷却，达达到饱和状态态时的温度，，称为该湿空空气的露点(dewpiont),用符号td表示。当空气从露点点继续冷却时时，其中部分分水蒸汽便会会以露珠的形形式凝结出来来。空气的总总压一定，露露点时的饱和和水蒸汽压ps,td仅与空气的湿湿度Hs,td有关，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)湿度越大，td越大。在露点时，空空气的湿度为为饱和湿度，，φ=1。8干球温度度t和湿球温度twtw补充液，温度tw空气湿度H温度t干球温度t：空气的温度湿球温度tw：不饱和空气的的湿球温度tw低于干球温度度t。形成原理（如如图所示）：：干球温度t和湿球温度tw对于某一定干干球温度的湿湿空气，其相相对湿度越低低，湿球温度度值越低。对对于饱和湿空空气而言，其其湿球温度与与干球温度相相等。在稳定状态时时，空气向湿湿纱布表面的的传热速率为为：Q=αS（t-tw）对空气~水蒸蒸气系统而言言，α/kH=1.09气膜中水气向向空气的传递递速率为：N=kH（Hs,tw-H）S在稳定状态下下，穿热速率率和传质速率率之间的关系系为：Q=Nrtw湿球温度实际际上是湿纱布布中水分的温温度，而并不不代表空气的的真实温度，，由于此温度度由湿空气的的温度、湿度度所决定，故故称其为湿空空气的湿球温温度，所以它它是表明湿空空气状态或性性质的一种参参数。强调：9绝热饱和和温度tas空气tas，Has，I2空气t，H，I1补充水

tas水tas绝热降温增湿湿过程及等焓焓过程在空气绝热增增湿过程中，，空气失去的的是显热，而而得到的是汽汽化水带来的的潜热，空气气的温度和湿湿度虽随过程程的进行而变变化，但其焓焓值不变。形成原理：绝热增湿过程程进行到空气气被水汽所饱饱和，则空气气的温度不再再下降，而等等于循环水的的温度，称此此温度为该空空气的绝热饱饱和温度，用用符号tas表示，其对应应的饱和湿度度为Ｈas，此刻水的温度度亦为tas。绝热饱和温度度塔顶和塔底处处湿空气的焓焓分别为：由于Ｈ和Ｈas值与l相比皆为一很很小的数值，，故可视为CH、CHas不随湿度而变变，即CH=CHas。则有湿空气在绝热热增湿过程中中为等焓过程程，即：I1=I2实验测定表明明，对于在湍湍流状态下的的空气－水蒸蒸气系统而言言，a/kH≈CH，同时r00≈rtw，故在一定温度度t和湿度H下，有强调：绝热饱饱和温度tas与湿球温度tw是两个完全不不的概念。但但是两者都是是湿空气状态态(t和H)的函数。特别别是对空气－－水气系统，，两者在数值值上近似相等等，对其他系系统而言，不不存在此关系系。对空气－水蒸蒸气系统，，干球温度、、绝热饱和温温度（或湿球球温度）及露露点之间的关关系为：对于不饱和湿湿空气：t>tas（或tw）>td对于饱和的湿湿空气：t＝tas（或tw）＝td在工程计算中中，常用的是是以湿空气的的焓值I为纵坐标，湿湿度H为横坐标的焓焓湿图，即I-H图。图上共有五种种线，图上任任一点都代表表一定温度t和湿度Ｈ的湿空气状态态。等湿度线(等等H线)：等焓线(等I线)：等温线(等t线)：等相对温度线线（等φ线）水蒸汽分压线线：二、湿空气的的湿度图1等湿度线线(等H线)2等焓线(等I线)3等温线(等t线)I=(1.88t+2490)H+1.01t当空气的干球球温度t不变时，I与H成直线关系，，故在I-H图中对应不同同的t，可作出许多等等t线。各种不不同温度的等等温线，其斜斜率为(1.88t+2492)，故温度愈高，，其斜率愈大大。因此，这这许多成直线线的等t线并不是互相相平行的。一组与纵轴平平行的直线。。在同一条等等H线上，湿空气气的露点td不变。一组与横轴平平行的直线。。在同一条条等I线上，湿空气气的温度t随湿度H的增大而下降降，但其焓值值不变。4等相对温温度线（等φ线）当湿空气的湿湿度Ｈ为一定值时，，温度愈高，，其相对湿度度φ值愈低，即其其作为干燥介介质时，吸收收水汽的能力力愈强，故湿湿空气进入干干燥器之前必必须经过预热热器预热提高高温度，目的的除了提高湿湿空气的焓值值使其作为载载热体外，也也是为了降低低其相对湿度度而作为载湿湿体。5水蒸汽分分压线该线表示空气气的湿度Ｈ与空气中的水水蒸汽分压pv之间关系曲线线。当湿空气气的总压Ｐ不变时，水蒸蒸汽的分压pv随湿度Ｈ而变变化。水蒸汽汽分压标于右右端纵轴上，，其单位为kN/m2。AEDFBCtwtd

φ=1HpI干球温度t、露点td、湿球温度tw（或绝热饱和温温度tas）都是由等t线确定的。根据湿空气任任意两个独立立的参数，就就可以在H-I图上确定该空空气的状态点点，然后查出出空气的其他他性质。非独立的参数数如：td~H，p~H，td~p，tw~I，tas~I等，它们均在在同一等H线或等I线上。湿焓图的说明明与应用通常根据下述述已知条件之之一来确定湿湿空气的状态态点，已知条条件是：0HA

φ=1ttwI1230HA

φ=1ttdI1230HA

φ=1tIφ12（１）湿空气气的干球温度度t和湿球温度tw；（２）湿空气气的干球温度度t和露点td；（３）湿空气气的干球温度度t和相对湿度φ。例：已知知湿空气的总总压为101.3kN/m2,湿度为H=0.02kg水/kg干空气，干球球温度为70oC。试用I-H图求解：(a)水蒸汽分压p；(b)相对湿度φ；(c)热焓Ｉ；(d)露点td；(e)湿球温度tw；解由已知知条件：Ｐ＝101.3kN/m2，H=0.02kg水/kg干空气，t=20oC，在I-H图上定出湿空空气的状态点点Ａ点。pv=3kN/m2φ=10%I＝122kJ/kg干空气td=24oCtw=33oCtBtABAtBtABAφ=1HI1间壁式加加热和冷却若空气的温度度变化范围在在露点以上，，则空气中的的含水量始终终保持不变，，且为不饱和和状态，为等等湿过程，过过程线为垂直直线。三、湿空气的的基本状态变变化过程2间壁式冷冷却减湿BA

φ=1HIHAHB利用上述方法法，如果将凝凝结出来的水水分设法除去去，再将所得得的饱和空气气加热，则不不会恢复原来来的状态，而而空气的湿度度小于原空气气的湿度，即即达到减湿的的目的。上述间壁式冷冷却过程当进进行至露点，，空气即达到到饱和状态，，继续冷却时时，水蒸气就就在冷却壁面面上凝结出来来，而且温度度不断降低，，但空气始终终在饱和状态态。3不同状态态空气的混合合若混合后的空空气状态点落落入超饱和区区，例如图中中3-4直线线上的d点，则混合物物将分成气态态的饱和空气气和液态的水水两部分，前前者的状态点点为过d点的等温线与与φ=1线的交点e。

φ=1HII1InI2H1HnH21234detI设有状态不同同的空气1和和2，对应的的干空气的量量为G1和G2，对应的状态为为（H1，I1），（H2，I2）。两空气混合后后，由物料衡衡算和热量衡衡算，可求得得4绝热冷却却增湿过程BA

φ=1HItAtas绝热饱和过程程的进行，其其结果一方面面表现为空气气的冷却，另另一方面表现现为空气的增增湿，故称为为绝热冷却增增湿过程。空气和水直接接接触时，空空气的状态变变化可视为空空气和液态水水表面边界层层内的饱和空空气不断混合合的过程。若空气（以A点表示）与温温度为tas的冷却水（其其表面的饱和和空气以B点表示示）相相接触触，由由于水水温保保持不变，，B点的位位置也也固定定不变变，则则空气气的不不断混混合过过程就就表现现为空空气状状态从从A点不断断向B点移动动。第三节节干干燥燥过程程的物物料衡衡算和和热量量衡算算干燥过过程的的计算算中应应通过过干燥燥器的的物料料衡算算和热热量衡衡算计计算出出湿物物料中中水分分蒸发发、空空气用用量和和所需需热量量，再再依此此选择择适宜宜型号号的鼓鼓风机机、设设计或或选择择换热热器等等。一、物物料含含水量量的表表示方方法1湿湿基含含水量量w以湿物物料为为计算算基准准的物物料中中水分分的质质量分分率或或质量量百分分数。。第三节节干干燥过过程的的物料料衡算算和热热量衡衡算一、物物料含含水量量的表表示方方法不含水水分的的物料料通常常称为为绝对对干物物料或或称干干料。。以绝绝对干干物料料为基基准的的湿物物料中中含水水量，，称为为干基基含水水量，，亦即即湿物物料中中水分分质量量与绝绝对干干料的的质量量之比比，单单位为为kg水分/kg绝干料料。两种含含水量量之间间的换换算关关系为为注：工工业上上常采采用湿湿基含含水量量。2干干基含含水量量Ｘ：新鲜空气L，H1干燥产品G2，X2废气L，H2湿物料G1，X1L——绝干空空气的的消耗耗量，，kg绝干气气/s；H1，H2——分别为为湿空空气进进出干干燥器器时的的湿度度，kg水气/kg绝干气气；X1，X2——分别为为物料料进出出干燥燥器时时的干干基含含水量量，kg水气/kg绝干料料；G1，G2——分别为为物料料进出出干燥燥器时时的流流量，，kg湿物料料/s；G——绝干物物料的的流量量，kg绝干料料/s。通过物物料衡衡算可可确定定将湿湿物料料干燥燥到规规定的的含水水量所所蒸以以的水水分量量、空空气消消耗量量、干干燥产产品的的流量量。二、物物料衡衡算1水水分蒸蒸发量量w2干干空气气消耗耗量L对上图图所示的的连续续干燥燥器作作水分分的物物料衡衡算，，以1s为基准准。令l=L/W，称为比比空气气用量量，其其意义义是从从湿物物料中中气化化1kg水分所所需的的干空空气量量。如果新新鲜空空气进进入干干燥器器前先先通过过预热热器加加热，，由于于加热热前后后空气气的湿湿度不不变，，以H0表示进进入预预热器器时的的空气气湿度度，则则有上式说说明：：比空气气用量量只与与空气气的最最初和和最终终湿度度有关关，而而与干干燥过过程所所经历历的途途径无无关。。3干干燥产产品的的流量量G2式中w1、w2——物料进进出干干燥器器时的的湿基基含水水量湿空气气的消消耗量量为：：例：在在一连连续干干燥器器中，，每小小时处处理湿湿物料料1000kg，，经干燥燥后物物料的的含水水量有有10%降降至2%（（wb））。以热空空气为为干燥燥介质质，初初始湿湿度H1=0.008kg水/kg绝干气气，离离开干干燥器器时湿湿度为为H2=0.05kg水/kg绝干气气，假假设干干燥过过程中中无物物料损损失，，试求求：水水分蒸蒸发量量、空空气消消耗量量以及及干燥燥产品品量。。进入干干燥器器的绝绝干物物料为为G=G1（1-w1）=1000（（1-0.1））=900kg绝干料料/h解：（（1））水分分蒸发发量：：将物物料的的湿基基含水水量换换算为为干基基含水水量，，即水分蒸蒸发量量为W=G（X1-X2）=900（0.111-0.0204））=81.5kg水/h例题（2））空气气消耗耗量原湿空空气的的消耗耗量为为：L΄=L（（1+H1）=1940（（1+0.008））=1960kg湿空气气/h（3））干燥燥产品品量单位空空气消消耗量量（比比空气气用量量）为为：Qp——预热器器的传传热速速率，，kw；；QD———向干干燥燥器器中中补补充充热热量量的的速速率率，，kw；；QL———干燥燥器器的的热热损损失失速速率率，，kw

LH0,t0,I0LH1,t1,I1QpQDG2,X2,θ2,I΄2LH2,t2,I2G1,X1,θ1,I΄1QL预热器干燥器通过过干干燥燥器器的的热热量量衡衡算算可可以以确确定定物物料料干干燥燥所所消消耗耗的的热热量量或或干干燥燥器器排排出出空空气气的的状状态态(H2，t2，I2)。。三、、热热量量衡衡算算1预预热热器器的的热热量量衡衡算算2干干燥燥器器的的热热量量衡衡算算3干干燥燥系系统统消消耗耗的的总总热热量量若忽忽略略预预热热器器的的热热损损失失，，以以1s为基基准准，，则则有有湿物物料料的的焓焓假设设：：（1））新新鲜鲜空空气气中中水水蒸蒸气气的的焓焓等等于于离离开开干干燥燥器器时时废废空空气气中中水水蒸蒸气气的的焓焓，，即即：：Iv0=Iv2。（2））进出出干干燥燥器器的的湿湿物物料料比比热热相相等等，，即即：：Cm1=Cm2=Cm。由于于由上上式式可可以以看看出出：：向向系系统统输输入入的的热热量量用用于于：：加加热热空空气气、、加加热热物物料料、、蒸蒸发发水水分分、、热热损损失失等等四四个个方方面面。。4干干燥燥系系统统的的热热效效率率蒸发发水水分分所所需需的的热热量量为为：：定义义：若忽忽略略湿湿物物料料中中水水分分代代入入系系统统中中的的焓焓，，则则有有Qv=w(2490+1.88t2)-4.187θ1w使离离开开干干燥燥器器的的空空气气温温度度降降低低，，湿湿度度增增加加（（注注意意吸吸湿湿性性物物料料））；；提高高热热空空气气进进口口温温度度（（注注意意热热敏敏性性物物料料））；；废气气回回收收，，利利用用其其预预热热冷冷空空气气或或冷冷物物料料；；注意意干干燥燥设设备备和和管管路路的的保保温温隔隔热热，，减减少少干干燥燥系系统统的的热热损损失失。。提高高热热效效率率的的措措施施例：：某糖糖厂厂的的回回转转干干燥燥器器的的生生产产能能力力为为4030kg/h（（产品品）），，湿湿糖糖含含水水量量为为1.27%，，于于310C进入入干干燥燥器器，，离离开开干干燥燥器器时时的的温温度度为为360C，，含水水量量为为0.18%，，此此时时糖糖的的比比热热为为1.26kJ/kg绝干干料料•0C。。干燥燥用用空空气气的的初初始始状状况况为为：：干干球球温温度度200C，，湿球球温温度度170C，，预热热至至970C后进进入入干干燥燥室室。。空空气气自自干干燥燥室室排排出出时时，，干干球球温温度度为为400C，，湿球球温温度度为为320C，，试求求：：（（1））蒸蒸发发的的水水分分量量；；（（2））新新鲜鲜空空气气用用量量；；（（3））预预热热器器蒸蒸气气用用量量，，加加热热蒸蒸气气压压为为200kPa（（绝压）；；（4））干燥器器的热损损失，QD=0；（（5）热效率。。

t0=200Ctw0=170C

t1=970CQpQD=0G2=4030kg/hw2=0.18%

θ2=360C

t2=400Ctw2=320C

θ1=310C

w1=1.27%QL预热器干燥器例题解：进入干燥燥器的绝绝干物料料为G=G2（1-w2）=4030（（1-0.18%）=4022.7kg绝干料/h水分蒸发发量为W=G（（X1-X2）=4022.7（（0.0129-0.0018）=44.6kg水/h（1）水水分蒸发发量：将将物料的的湿基含含水量换换算为干干基含水水量，即即（2）新新鲜空气气用量：：首先计计算绝干干空气消消耗量。。绝干空气气消耗量量为：新鲜空气气消耗量量为：L΄=L（1+H0）=2877.4（1+0.011）=2909kg新鲜空气气/h由图查得得：当t0=200C，tw0=170C时，H0=0.011kg水/kg绝干料；；当t2=400C，tw2=320C时，H2=0.0265kg水/kg绝干料。。查H-I图，得（3）预预热器中中的蒸气气用量查饱和蒸蒸气压表表得：200kPa（（绝压）的的饱和水水蒸气的的潜热为为2204.6kJ/kg，，Qp=L(I1-I0)=2877.4（（127-48）=2.27×105kJ/h故蒸气消消耗量为为：2.27×105/2204.6=103kg/hI0=48kJ/kg干空气；；I1=127kJ/kg干空气；；I2=110kJ/kg干空气（4）干干燥器的的热损失失（5）热热效率若忽略湿湿物料中中水分带带入系统统中的焓焓，则有有aw含水量水分活度度：水蒸蒸气分压压pv与同温度度下纯水水的饱和和蒸气压压ps之比。物料的水水分活度度与其含含水量和和温度有有关。一一定温度度下水分分活度与与含水量量的关系系曲线称称为吸着着等温线线。水分活度度不仅与与物料的的贮藏性性有关，，而且决决定了干干燥进行行的方向向。aw<φ时，吸附附水分；；aw=φ时，达到到平衡；；aw>φ时，解吸吸水分（（干燥））；第四节湿湿物物料的性性质及干干燥机理理一、湿物物料的水水分活度度划分依据据：物料料所含水水分能否否用干燥燥方法除除去。物料中的的水分与与一定温温度t、相对湿度度φ的不饱和和湿空气气达到平平衡状态态，此时时物料所所含水分分称为该该空气条条件(t、φ)下物料的的平衡水分分。在干燥过过程中能能除去的的水分只只是物料料中超出出平衡水水分的那那一部分分，称为为自由水分分。平衡水分分随物料料的种类类及空气气的状态态(t，φ)不同而异异。平衡水分分代表物物料在一一定空气气状况下下可以干干燥的限限度。二、平衡衡水分(equilibriumwater)和自由水水分(freewater)划分依据据：根据据物料与与水分结结合力的的状况1结合合水分包包括括物料细细胞壁内内的水分分、物料料内毛细细管中的的水分、、及以结结晶水的的形态存存在于固固体物料料之中的的水分等等。特点：籍籍化学力力或物理理化学力力与物料料相结合合的，由由于结合合力强，，其蒸汽汽压低于于同温度度下纯水水的饱和和蒸汽压压，致使使干燥过过程的传传质推动动力降低低，故除除去结合合水分较较困难。。三、结合合水分(boundwater)与非结合合水分(unboundwater)2非结结合水分分包包括机械械地附着着于固体体表面的的水分，，如物料料表面的的吸附水水分、较较大孔隙隙中的水水分等。。特点：物物料中非非结合水水分与物物料的结结合力弱弱，其蒸蒸汽压与与同温度度下纯水水的饱和和蒸汽压压相同，，干燥过过程中除除去非结结合水分分较容易易。物料的结结合水分分和非结结合水分分的划分分只取决决于物料料本身的的性质，，而与干干燥介质质的状态态无关；；平衡水分分与自由由水分则则还取决决于干燥燥介质的的状态。。干燥介介质状态态改变时时，平衡衡水分和和自由水水分的数数值将随随之改变变。强调：物料的总总水分、、平衡水水分、自自由水分分、结合合水分、、非结合合水分之之间的关关系见图图示。总水分自由水分平衡水分非结合水分结合水分x*x0x1空气相对湿度φ100%物料的含水量0在干燥过过程中物物料内外外的温度度不一致致，温度度梯度促促使水分分传递（（称为热热导湿）），方向向是从高高温到低低温。1湿度度梯度的的形成以上两种种梯度导导致的水水分传递递称为内部扩散散。湿物料表表面水分分的汽化化，遂形形成物料料内部与与表面的的湿度差差，促使使物料内内部的水水分向表表面移动动。2温度度梯度的的形成四、干燥机理理造成该分分压的原原因是：：3外部部的传质质推动力力：水分由物物料内部部扩散到到表面后后，便在在表面气化化，可认为为在表面面附近存存在一层层气膜，，在气膜膜内水蒸蒸气分压压等于物物料中水水分的蒸蒸气压，，水分在在气相中中的传质质推动力力为此蒸蒸气压与与气相主主体中水水蒸气分分压之差差。对对流干干燥，由由于介质质的不断断流动，，带走气气化的水水分；对真空干干燥而言言，则是是气化的的水分被被真空泵泵抽走。。水分的内内部扩散散和表面面汽化是是同时进进行的，，但在干干燥过程程的不同同阶段其其速率不不同，从从而控制制干燥速速率的机机理也不不相同。。原因在在于受到到物料的的结构、、性质、、湿度等等条件和和干燥介介质的影影响。强化措施施（对对对流干燥燥而言））：提提高空气气的温度度，降低低相对湿湿度，改改善空气气与物料料的接触触和流动动情况，，均有助助于提高高干燥速速率。在干燥过过程中，，当物料料中水分分表面汽汽化的速速率小于于内部扩扩散的速速率时，，称为表面汽化化控制；当物料中中水分表表面汽化化的速率率大于内内部扩散散的速率率，称为为内部扩散散控制。强化措施施：从改改善内部部扩散着着手，如如：减少少物料厚厚度、使使物料堆堆积疏松松、搅拌拌或翻动动物料、、采用微微波干燥燥等。干燥速率率：单位位时间内内在单位位干燥面面积上汽汽化的水水分量W。恒定干燥燥条件：：干燥介介质的温温度、湿湿度、流流速及与与物料的的接触方方式，在在整个干干燥过程程中均保保持恒定定。u=dw/Adτ式中u—干燥速率率,kg/m2·h；；W—汽化水分分量,kgA—干燥面积积,m2；τ—干燥所需需时间,h第五节干干燥燥速率和和干燥时时间一、恒定定干燥条条件下的的干燥速速率dW=-GdXu=dW/Adτ=-GdX/Adττ式中Ｇ—湿物物料中中绝对对干料料的量量,kg；；X—湿物料料中干干基的的含水水量,kg水/kg干物料料；负号表表示物物料含含水随随着干干燥时时间的的增加加而减减少。。u=dw/Adτ影响干干燥速速率的的因素素（对对对流干干燥而而言））湿物料料的性性质与与形状状：包包括物物理结结构、、化学学组成成、形形状大大小、、料层层厚薄薄及水水分结结合方方式。。物料的的湿度度：物物料的的水分分活度度与湿湿度有有关，，因而而影响响干燥燥速率率。物料的的温度度：温温度与与水分分的蒸蒸气压压和扩扩散系系数有有关。。干燥介介质的的状态态：温温度越越高，，相对对湿度度越低低，干干燥速速率越越大。。干燥介介质的的流速速：由由边界界层理理论可可知，，流速速越大大，气气膜越越薄，，干燥燥速率率越大大。介质与与物料料的接接触状状况：：主要要是指指介质质的流流动方方向。。流动动方向向垂直直于物物料表表面时时，干干燥速速率最最快。。影响干干燥速速率的的因素素（对对对流流干燥燥而言言）ABCDEX表面温度干燥时间τABCDEABCDEXU1干干燥曲曲线：：干燥燥过程程中物物料含含水量量X与干燥燥时间间t、物料表表面温温度θ的关系系曲线线。2干干燥速速率曲曲线：：物料料干燥燥速率率u与物料料含水水量X的关系系曲线线。二、干干燥曲曲线与与干燥燥速率率曲线线干燥过过程分分为恒速干干燥和降速干干燥两个阶阶段。。3恒恒速干干燥阶阶段：：如BC段所示示（AB段为物物料预预热段段，此此段所所需时时间很很短，，一般般并入入BC段考虑虑）。。除去的的水分分是非非结合合水；；属于表表面汽汽化控控制阶阶段；；物料表表面的的温度度始终终保持持为空空气的的湿球球温度度；干燥速速率的的大小小，主主要取取决于于空气气的性性质，，而与与湿物物料的的性质质关系系很小小。此阶段段特点点：在恒速速干燥燥阶段段中，，空气气传给给物料料的热热量等等于水水分汽汽化所所需的的热量量，即即在干干燥燥过过程程中中，，传传热热速速率率为为传质质速速率率为为：：所以以，，恒恒速速干干燥燥阶阶段段的的干干燥燥速速率率为为4降降速速干干燥燥阶阶段段：：如如CE段所所示示临界界点点：：C点，，该该点点的的干干燥燥速速率率Uc等于于等等速速阶阶段段的的干干燥燥速速率率。。临界界含含水水量量：：Xc越大大，，则则会会过过早早的的转转入入降降速速干干燥燥阶阶段段，，使使在在相相同同的的干干燥燥任任务务下下所所需需的的干干燥燥时时间间加加长长。。临临界界含含水水量量与与物物料料的的性性质质、、厚厚度度、、干干燥燥速速率率有有关关。。第一一降降速速阶阶段段（CD段））：：物物料料内内部部水水分分扩扩散散速速率率小小于于表表面面水水分分在在湿湿球球温温度度下下的的汽汽化化速速率率，，这这时时物物料料表表面面不不能能维维持持全全面面湿湿润润而而形形成成““干干区区””，，导导致致干干燥燥速速率率下下降降。。第二二降降速速阶阶段段（DE段））：：水水分分的的汽汽化化面面逐逐渐渐向向物物料料内内部部移移动动，，从从而而使使热热、、质质传传递递途途径径加加长长，，阻阻力力增增大大，，造造成成干干燥燥速速率率下下降降。。降速速干干燥燥阶阶段段特特点点：：干燥燥速速率率主主要要决决定定于于物物料料本本身身的的结结构构、、形形状状和和大大小小等等。。而而与与空空气气的的性性质质关关系系很很小小。。物料料表表面面的的温温度度不不断断上上升升，，而而最最后后接接近近于于空空气气的的温温度度。。积分分边边界界条条件件为为：：开开始始时时τ=0，X=X1；终了了时时τ=τ1，X=Xc；1恒恒速速干干燥燥阶阶段段设恒恒速速干干燥燥阶阶段段的的干干燥燥速速率率为为uc，根据据干干燥燥速速率率定定义义，，有有三、、恒恒定定干干燥燥条条件件下下干干燥燥时时间间的的计计算算临界界处处的的干干燥燥速速率率Uc可从从干干燥燥速速率率曲曲线线查查得得，，也也可可用用下下式式进进行行估估算算：：对流流传传热热系系数数a可用用以以下下几几种种经经验验公公式式计计算算：：式中中L΄΄————湿空空气气的的质质量量流流速速，，kg/m2·h适用用条条件件：：L΄΄=3900~19500kg/m2·h（（0.9~4.6m/s））（1））空空气气的的流流动动方方向向与与物物料料表表面面平平行行时时适用用条条件件：：L΄΄=2450~29300kg/m2·h（（0.6~8m/s）），，空气气的的平平均均温温度度t=45~1500C（2））空空气气垂垂直直于于物物料料表表面面流流动动例：：将将不不溶溶于于水水的的固固体体晶晶体体装装在在0.5××0.5m的盘盘中中干干燥燥，，物物料料层层厚厚度度为为25mm，，盘的的侧侧面面和和底底面面可可假假定定为为绝绝热热的的，，干干燥燥所所需需热热量量由由流流动动方方向向与与物物料料平平行行的的热热空空气气以以对对流流方方式式传传到到物物料料表表面面，，空空气气流流速速为为6m/s，温度为700C，湿度为0.01kg水/kg绝干料，试估估算恒速干燥燥阶段的干燥燥速率和蒸发发量。湿空气的密度度为解：由湿度图图查得H=0.01kg水/kg绝干料，t=700C的空气tw=300C空气的湿比容容为例题湿空气的质量量流速L΄=uρ=61.023=6.14kg/m2·s或22100kg/m2·h当tw=300C时，rtw=2424kJ/kg，，则有蒸发量为Uc×A=3.62（（0.5××0.5））=0.91kg水/h对流传热系数数2降速干燥燥阶段式中U——降速阶段的瞬瞬时干燥速率率，kg/m2·sX2XcX1/UF1F2F3积分边界条件件：降速开始始时τ=0，X=Xc；终了时τ=τ2，X=X2；在降速干燥阶阶段，U是变量，可采采用以下两种种方法进行计计算：图解积分法：：将1/U对各相应的X进行标绘，量量出介于所得得曲线与横轴轴两界限X2-Xc间的面积，其其数值即为所所求的积分值值。近似计算法式中Xe——平衡含水量kX——系数，直线CE的斜率连接临界点C与平衡含水量量E的直线来代替替降速阶段的的干燥速率，，该近似方法法认为在降速速干燥阶段，，干燥速率与与物料中的自自由水分成正正比，即1干燥器的的分类按操作压强分分：常压干燥燥器、真空干干燥器；按供热方式分分：对流干燥燥器、传导干干燥器、辐射射干燥器、介介电加热干燥燥器；按操作方式分分：连续式、、间歇式；按介质和物料料的相对运动动方向分：并并流、逆流、、错流干燥器器；第六节干燥燥设备并流、逆流、、错流干燥器器的特点并流：含水量量高的物料与与温度最高而而湿度最低的的介质相接触触，在进口端端的干燥推动动力大，在出出口端的推动动力小。适用情况：（1）干物料料不耐高温而而湿物料允许许快速干燥；；在干燥第一阶阶段，物料温温度始终维持持在湿球温度度，到第二阶阶段，物料温温度才逐渐上上升，但此时时介质温度已已下降，物料料不致于过热热。（2）物料的的吸湿性小或或最终水分要要求不很低；；物料在出口处处与温度最低低、湿度最高高（即相对湿湿度最大）的的介质接触，，其平衡水分分高。逆流：物料与与干燥介质的的运动方向相相反，干燥推推动力在干燥燥器中分布较较均匀。适用情况：（1）湿物料料不宜快干而而干物料能耐耐高温；（2）物料的的吸湿性强或或最终含水量量要求低；注：在逆流时时，湿物料进进入的温度不不应低于干燥燥介质在此处处的露点，否否则湿度高的的干燥介质中中有一部分水水蒸气会冷凝凝在湿物料上上，从而增加加干燥时间。。错流：高温介质与物物料运动方向向相垂直，如如果物料表面面都与湿度小、温温度高的介质质接触，可获获得较高的推推动力，但介介质的用量和热量量的消