第十章 干燥理论.ppt

1、干燥,概述,1. 固体物料中的湿份水分或化学溶剂,2. 除湿方法：机械除湿方法如离心分离、沉降、过滤等,干燥利用热能使湿物料中的湿份汽化。除湿程度高，能耗大。,3.干燥 分类,本章讨论： 以不饱和热空气为干燥介质，除去湿物料中水分的连续对流干燥过程。,4.干燥过程,热空气流过湿物料表面,热量传递到湿物料表面,湿物料表面水分汽化并被带走,表面与内部出现水分浓度差,内部水分扩散到表面,传热过程,传质过程,传质过程,5.干燥过程推动力,物料表面水分压P表水 热空气中的水分压P空水,6.本章要解决的问题,第五章 干燥,概述,1. 固体物料中的湿份,2. 除湿方法,3.干燥分类,4.干燥过程,5.干燥过

2、程推动力,第一节 湿空气的性质及湿度图,5-1-1 湿空气的性质,比热CH kJ/kg绝干气 将相应于1kg绝干空气的湿空气温度升高1所需的热量。,焓I kJ/kg绝干气 相应于1kg绝干空气的湿空气的焓。,绝热饱和冷却温度 tas 不饱和的湿空气等焓降温到饱和状态时的温度。,露点 td 不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度，相应的湿度为饱和湿度。,5-1-1 湿空气的性质,水蒸气-空气系统：不饱和空气t tas （或 tw） td；饱和空气 t = tas = td,不饱和空气,绝热系统,湍流下的水蒸汽-空气系统，在一定的t、H下， tw=tas,5-1-2湿空气的H-I图 根据空气任两个独

3、立参数在H-I图上确定其它性质,等湿线,等焓线,等温线,p-H线,等湿线,等焓线,等温线,p-H线,相对湿度线,第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算,5-2-1 湿物料中含水量的表示方法,湿基含水量 w,干基含水量 w,5-2-2 干燥系统的物料衡算（目的：计算水分蒸发量、 空气耗量和干燥产品量）,新鲜空气 L，H1,干燥产品 G2，X2,废气 L，H2,湿物料 G1，X1,水分衡算： LH1 + GX1 = LH2 + GX2 （G kg绝干物料/s） （G1、G2 kg湿物料/s） （L kg绝干空气/s）,水分衡算： LH1 + GX1 = LH2 + GX2 （G kg绝干物料/s）,

4、水分蒸发量 W（kg水/s）,干燥产品流量 G2（kg湿物料/s）,W=L（H2 -H1 ） = G（ X1-X2 ）,5-2-3干燥系统的热量衡算（目的：计算Qp、 QD 和 消耗的总热量Q）,I kJ/kg绝干空气,I kJ/kg绝干物料, 物料温度,空气吸收的热 物料吸收的热 热损失,经简化并整理可得：,Q = 1.01 L（t2 - t0）+ W（ 2490 + 1.88 t2 ）+ GCm（ 2 - 1 ）+ QL,空气用热 蒸发水用热 加热干物料用热 热损失,Q = Qp + QD = L（I2-I0）+ G（ I2 - I1 ）+ QL,（忽略湿物料中水分带入系统的焓）,等焓干燥

5、过程 (又称绝热干燥、理想干燥) 条件：QD=0 QL=0 G（ I2 - I1 ）=0 得： I2=I1,非等焓干燥过程 条件： （1）QD=0 QL0 G（ I2 - I1 ） 0 得：I1 I2 BC1线在BC线下方 （2） QD QL+ G（ I2 - I1 ） 得：I1 I2 BC2线在BC线上方 （3）等温下进行，BC3线,第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算,5-2-1 湿物料中含水量的表示方法,5-2-2 干燥系统的物料衡算（计算水分蒸发量、空气耗量和干燥产品量）,5-2-3干燥系统的热量衡算（计算Qp、 QD 和 消耗的总热量Q）,5-2-4 空气通过干燥器时的状态变化（确定干燥器出口处空气状态参数）,第三节 固体物料干燥过程的平衡关系与速率关系,5-3-1物料中的水分（平衡关系）,平衡水分X* 自由水分 结合水分 非结合水分,kg水/kg绝干物料 一定状态的空气条件下 X* = f （% ，t ，物料性质） X* 湿物料在一定的空气状态下干燥的极限, X* 的部分 可以用