《化工传热与控制技术》课件-任务三 干燥过程与干燥速率计算

Calories项目三

干燥任务二

干燥过程与干燥速率计算化工传热与控制技术空气经预热器加热后温度增高，吸收水分的能力增强，然后进入干燥室与湿物料相接触，传热传质。干燥过程中湿物料中的水分汽化所需的热量可以全部由热空气提供，也可以由热空气供给一部分，另一部分由设于干燥室中的加热器供给。干燥过程的物料衡算2预热器干燥器新鲜空气L，H0新鲜空气L，H1废气L，H2湿物料G1，X1，ω1，G1干燥产品G2，X2，ω2，Gc干燥系统物料流程示意图L

-干气消耗量，kg干气/s；Gc

-湿物料中干物料的流量，kg干料/s；Ho，H1，H2-空气进入预热器及进出干燥器时的湿度，kg水汽/kg干气；G1，G2

-湿物料进、出干燥器时的流量，kg物料/s；ω1，ω2-湿物料进出干燥器时的湿基含水量，kg水分/kg物料；X1，X2

-湿物料进出干燥器时的干基含水量，kg水分/kg干料通常干燥器的物料衡算要解决的问题有三方面：①干燥产品的流量；②将湿物料干燥到指定的含水量所需蒸发的水分量；③干燥过程需要消耗的空气量。干燥过程的物料衡算干燥产品是指离开干燥器的物料，其中包括干物料和仍含有的少量水分的湿物料。若无物料损失，则在干燥前后，物料中的干物料的质量不变。1.干燥产品流量Gc（式2-5）（式2-6）（式2-7）设湿物料在干燥器中蒸发的水分量为W（g/s）,对湿物料做物料平衡。结合干燥产品流量的公式，可得水分蒸发量的计算式。若在干燥器中对水分做物料衡算，则有故水分蒸发量还可写为（式2-8）干燥过程的物料衡算2.

水分蒸发量W（式2-9）（式2-10）干燥过程的物料衡算3.

空气的消耗量L由式W=GC(X1-X2)=L(H2-H1)得，干燥所需要的干气消耗量L为：（式2-11）每蒸发1kg水分所需的干气消耗量称为单位蒸汽消耗量，符号

表示，单位为kg干气/kg水。计算公式为：（式2-12）进出预热器的湿空气的湿度不变，H1与进预热器时的湿度H0相同，即H1=H0，则上式可写为：（式2-13）或干燥过程的物料衡算由此可见，对于一定的水分蒸发量，空气的消耗只与空气的最初湿度H0和最终湿度H2有关，与干燥的过程无关；当空气出干燥器的湿度H2

不变时，空气的消耗量决定于空气的最初湿度H0，H0越大，空气消耗量越大。空气的最初湿度H0与气候条件有关，通常情况下，同一地区夏季空气的湿度大于冬季空气的湿度，也就是说，干燥过程中空气消耗量在夏季要比冬季大。因此，在干燥过程中，选择输送设备，如鼓风机时，应以全年中所需最大空气消耗量为依据。鼓风机所需风量根据湿空气的体积流量V而定，湿空气的体积流量可由干气的质量流量L与比体积的乘积来确定，即:式中，空气的湿度H和温度t与鼓风机所安装的位置有关。例如，鼓风机安装在干燥器的出口，H和t就应取干燥器出口空气的湿度和温度。通过干燥系统的热量衡算，可以求得：①预热器消耗的热量；②向干燥器补充的热量；③干燥过程消耗的总热量。干燥过程的传热与能量衡算①

预热器消耗的热量（式2-14）对图2-1的预热器热量衡算，得：（式2-15）故单位时间内预热器消耗的热量为：干燥过程的传热与能量衡算②

向干燥器补充的热量（式2-16）再对图2-1的干燥器热量衡算，得：（式2-17）故单位时间内向干燥器补充的热量③干燥系统消耗的总热量（式2-18）干燥系统消耗的总热量Q为QP与QD之和，将式（4-16）与式（4-17）相加，并整理得：干燥速率为单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量，用u表示，单位为kg水/（m2s），用微分式表示，则：因为dW=-GcdX，所以可改写为：式（4-38）中的负号表示物料含