化工原理B（下）：13-3 干燥速率与干燥时间

113-9 物料中所含水分性质一、物料与水分结合方式吸附水分：湿物料的粗糙外表面附着的水分。毛细管水分：多孔性物料的孔隙中所含的水分。溶胀水分：是物料组成的一部分，可透入物料细胞壁内，使物料的体积为之增大。第三节干燥速率与干燥时间2二、平衡水分与自由水分1.平衡水分（X*）——不能用干燥方法除去的水分。2.自由水分（X－X*）——可用干燥方法除去的水分。X*=f（物料种类、空气性质）3三、结合水分与非结合水分结合水分——水与物料结合力强，pw<ps。2.非结合水分——水与物料结合力弱，pw＝ps。

结合水分与非结合水分只与物料的性质有关，而与空气的状态无关，这是与平衡水分的主要区别。平衡水分一定是结合水分。吸附水分：毛细管水分：d>1µmd<1µmpw＝ps溶胀水分：pw<ps结合水分非结合水分45【例7-4】在常压25℃下，水分在ZnO与空气间的平衡关系为：相对湿度φ＝100%，平衡含水量X*＝0.02kg水/kg干料相对湿度φ＝40%，平衡含水量X*＝0.007kg水/kg干料现ZnO的含水量为0.25kg水/kg干料，令其与25℃，φ＝40%的空气接触，求物料的自由水分、平衡水分、结合水分和非结合水分。613-10恒定干燥条件下的干燥速率一、干燥速率定义——单位时间、单位干燥面积汽化水分量。[kg水/m2•s]恒定干燥条件：空气的温度、湿度、流速及与物料接触方式不变。7二、干燥曲线及干燥速率曲线——用于描述物料含水量X、干燥时间τ及物料表面温度θ之间的关系曲线。1.干燥曲线82.干燥速率曲线ABC段：恒速干燥阶段

AB段：预热段

BC段：恒速段CDE段：降速干燥阶段C点：临界点

XC：临界含水量E点：平衡点

X*：平衡水分9三、恒速干燥阶段前提条件：湿物料表面全部润湿。汽化速率（传质速率）：[kg水/m2•s]传热速率：——恒速干燥速率10恒速干燥特点：1.U＝UC＝const.2.物料表面温度为tw3.去除的水分为非结合水分4.影响U的因素：恒速干燥阶段——表面汽化控制阶段只与空气的状态有关，而与物料种类无关11四、降速干燥阶段实际汽化表面减小汽化面内移降速干燥阶段特点：1.2.物料表面温度3.除去的水分为非结合、结合水分4.影响U的因素：与物料种类、尺寸、形状有关，与空气状态关系不大。12五、临界含水量XC1.吸水性物料XC大于不吸水性物料

XC2.物料层越薄、分散越细，XC

越低3.恒速干燥UC

越大，XC

越高。1313-11恒定干燥条件下恒速阶段干燥时间由干燥速率定义式：对于恒速干燥：U＝UC＝const.恒速干燥所需时间14UC的来源：（1）

由干燥速率曲线查得求取α经验关联式：（1）气体流动方向与物料平行[w/m2k]G＝0.7~8.3质量流速 [kg/m2s]（2）气体流动方向与物料垂直G＝1.1~5.6[kg/m2s](13-37)1513-12恒定干燥条件下降速阶段干燥时间求U的方法：（1）图解积分法（2）近似计算法总干燥时间：1617解题指南P252例8-4

某干燥过程干燥介质温度为363K，湿球温度307K，物料初始干基含水率为0.45，当干燥了2.5h后，物料干基含水率为0.15，已知物料临界含水率、平衡含水率分别为0.2、0.04，试求：（1）将物料干燥至需要多少干燥时间；（2）将物料干燥至且干燥时间仍维持在2.5h，将空气温度提高到373K（湿球温度为310K），其他条件包括空气流速保持不变，能否达到要求。附：恒速段的对流给热系数关联式：

C为常数，T、TW单位为K。18解（1）19（2）由（1）小题可知，物料干燥至时，20第四节干燥器

干燥器的基本要求1.保证产品质量2.干燥速率大，干燥时间短3.热效率高4.干燥介质流动阻力小5.劳动强度低2113-14干燥器分类：间歇常压干燥器——盘架式干燥器间歇减压干燥器——耙式干燥器连续常压干燥器

——回转式干燥器、气流干燥器