湿空气的H-I图.ppt

1、2 湿空气的H-I图,一、“等H线”群 一组平行于纵轴的平线,湿空气的I-H图，为了使各种关系曲线分散开，采 用两坐标交角1350的斜角坐标系。为了便于读取数 据，将横轴上湿度H的数值投影到与纵轴正交的辅 助水平轴上。,二、“等I线”群 一组平行于斜轴(135)的平行线。,三、“等t线”群 一组相互不平行的直线群。t斜率 线群不平行的原因：由(7-16)得： I=(1.88t+2490)H+1.01t,四、“等线”群 利用H-I图中的H， t坐标画出线。,沿I线由100%=100%移动中，当湿度H 为定值时，温度t越高，相对湿度越低。,五、水气分压线 把式（7-6） 改写成,利用下列已知条件确

2、定湿空气状态：,（1）湿空气的干球温度t和湿球温度tw,由 t-tW 确定状态点 A,绝热饱和温度：饱和湿度，等焓过程,（2）已知湿空气的干球温度t和露点td,湿空气的湿度就是露点下饱和湿度 露点：饱和湿空气的温度。,（3）已知湿空气的干球温度t和湿度,状态点确定后就可以读出其它参数,六、H-I图的说明与应用,1.确定空气状况的参数对必须相互独立。但td-H、td-p、p-H及tw-I这些“参数对”是无法确定空气状况的。通常采用的参数对为：t-tw，t-td，t-确定空气状况。 2.H与=100%对应的t即是td，I与=100%求出tas；等温线群可以同时解决四种温度的查找任务。,7-3干燥过

3、程的物料衡算和热量衡算,7-3-1湿物料中含水量的表示 湿基含水量w(工业常用) 干基含水量X(便于计算),WX： Kg水/Kg湿料 Kg水/Kg干料,1.干燥产品流量L2,2.水分蒸发量W,Lc-湿物料中绝干空气的质量流量，kg干料/h L1-进入干燥器的湿物料质量流量， kg/h L2-出干燥器的产品质量流量， kg/h w1、w2干燥前后物料的湿基含水量，kg水/kg湿料 W-湿物料在干燥器内蒸发的水分量，kg水分/h G干空气的质量流量，kg干气/h H1、H2进出干燥器的湿空气湿度，kg水/kg干气 X1、X2湿物料和产品的干基含水量，kg水/kg干料,干空气消耗量：,（kg干空气/

4、h）,单位空气消耗量：,（kg干空气/kg水）,二 干燥过程的热量衡算,目的：确定干燥过程的各项热量分配情况和热量消耗。,干燥过程的热量衡算包括预热器和干燥器两部分。,热损失,加热量,补充热量,产品,湿物料,一、预热器的热量衡算,对预热器进行热量衡算可以得到加热蒸汽的消耗量。,忽略预热器的热损失，可以得到预热器的耗热量Qp：,G：干空气的流量（kg干气/h）,二、干燥器的热量衡算,单位时间内进入干燥器的热量 = 单位时间内带出干燥器的热量,（7-32）,G-干空气质量流量，kg干气/h Lc-绝干物料质量流量，kg干料/h I1、I2空气进干燥器的焓、出干燥器的焓， kJ/kg干气 物料进干燥

5、器的焓、出干燥器的焓， kJ/kg干料 QD单位时间内向干燥器补充的热量，kW QL单位时间内干燥器损失的热量，kW,如果上式等号右侧各项之和等于零，即忽略设备的热损失和物料进出干燥器温度变化，且不向干燥器补充热量，则有I1=I2，即干燥过程为理想干燥过程，湿空气在干燥器中经历等焓降温增湿过程。在这种情况下，只要已知出口废气的另一个独立参数（如t2或2），在I-H图上从状态点A（t0，I0，H0）沿等I线，可找到出口状态点C（t2，I2=I1，H2）。,I,H,0,=100%,t0,H0=H1,A,I0,0%,t1,B,1%,I1=I2,t2,C,H2,2%,三、干燥系统消耗的总热量Q,用于：

6、 （1）加热空气；（2）蒸发物料中的水分；（3）加热物料；（4）补偿周围热损失QL。,四、干燥系统的热效率,在常压绝热干燥器内干燥某湿物料，湿物料的流量为600kgh-1，从含水量20干燥至2（均为湿基含水量）。温度为20，湿度为0.013kg水kg-1绝干气的新鲜空气经预热器升温至100后进入干燥器，空气出干燥器的温度为60. (1)完成上述任务需要多少kg绝干空气h-1？ (2)空气经预热器获得了多少热量？,绝干物料质量流量：LC=600(1-1)=480kg干料/h 蒸发的水分： W= LC (X1-X2)=480(0.25-0.0204)=110.2kg水分/h 湿空气的焓：I1=(1

7、.01+1.88H1)t1+2490H1=135.8KJ 因为等焓干燥 I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=I1 干燥后空气的湿度：H20.02889 G= W /(H2-H1)=6935kg干气/h （2） Qp= G (I1-I0)= G (1.01+1.88H0)(t1-t0)=573907kJ/h,在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15,湿含量为0.0073kg水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109 kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023 kg水kg-1绝干气；进

8、干燥器物料含水量为0.15kg水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求： (1)绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）； (2)进预热器前风机的流量（m3s-1）；,在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15,湿含量为0.0073kg水kg-1绝干气，焓为35kJkg-1绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109 kJkg-1绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023 kg水kg-1绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水kg-1绝干料；出干燥器物料含水量为0.01k

9、g水kg-1绝干料；干燥器生产能力为237kgh-1（按干燥产品计）。试求： (1)绝干空气的消耗量（kg绝干气h-1）； (2)进预热器前风机的流量（m3s-1）；,t0=15, H0=0.0073, I0=35, t1=90, I1=109, t2=50, H2=0.023, x1=0.15, x2=0.01, L2=237kg/h x2=w2/(1-w2), w2=x2/(1+x2)=0.01/1.01=0.01 Lc=L2(1-w2)=237(1-0.01)=234.6 W=Lc(x1-x2)=234.6(0.15-0.01)=32.8 G=W/(H2-H1)=32.8/(0.023-

10、0.0073)=2089.2kg干气/h qv=GvH qv=2089.20.8241721.5m3/h,X曲线及曲线称为干燥曲线，,干基含水量,第四节 物料的平衡含水量和干燥速率,物料表面温度,图中点A表示物料初始含水量为X1 AB段为物料的预热段 BC段的斜率dX/d变大，X与基本呈直线关系，此阶段内空气传给物料的显热等于水分从物料中气化所需的气化热。 进入CD段后该段斜率X逐渐变为平坦。,湿含量X,时间,物料湿含量干燥时间(干燥曲线)，,干燥三阶段,1.预热阶段AB 刚开始时，物料的温度小于该空气条件下 的湿球温度，由于温度差，空气向物料传 热，物料升温。同时，物料表面的水汽压 力大于空

11、气的水汽分压，物料表面水分汽 化，当水汽化所需的热量等于空气传入物 料的热量时，预热阶段结束。,2.恒速干燥BC:水分汽化速率保持恒定 在恒定的干燥条件下干燥时，物料表面的温度=湿球温度tW (定)，则湿含量一定。它类似于测湿球温度。传热推动力（t-tw以及水分汽化推动力（HW-H）恒定不变。 干燥速率与物料本身性质无关，取决于物料表面的水分汽化速率。,3降速干燥阶段CDE,C点称为临界点，该点的物料含水量称为临界含水 量Xc,为恒速干燥和降速阶段的极限。内部水分向 表面的移动速率已来不及向表面补充足够的水分 以维持整个表面的润湿，开始出现不润湿点。 D点开始表面完全不润湿，汽化表面从物料表面

12、向 内部转移。 E点的物料含水量称为平衡含水量X，为物料干 燥的极限。此时物料温度等于空气温度。 此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低。 降速阶段干燥速率的变化规律与物料性质及其内 部结构有关。,x：平衡含 水量,物料的平衡含水量曲线,平衡水分和自由水分,平衡水分：将湿物料与一定状态的空气接触发 生去湿，直到物料表面所产生的蒸汽压与空气中的水蒸气分压相等为止。此时物料中所含的水分称为该空气状态下物料的平衡水分，用X*表示。平衡水分是湿物料在一定空气状态下干燥的极限。,自由水分：物料中超过平衡水分的那一部分 水分，称为自由水分。自由水分是在一定干燥条件下（空气的t、H）下可以出去的水分。,结合水与非结合水,按结合方式分,结合水：与物料结合力强，其蒸气压低于同温下纯水的饱和蒸气压。所以干燥结合水较困难。,非结合水：与物料结合力较弱，其蒸气压与同温下纯水的蒸气压相同。所以干燥非结合水较容易。,非吸水性物料的平衡水分几乎等于零；吸水性物料的平衡水分较高，而且随空气状况不同而有较大的变化。 当空气的相对湿度为零时，任何物料的平衡水分均为零。由此可知只有使物料与相对湿度为零的空气相接触，才有可能获得绝干的物料。 若物料与一定湿度的空气进行接触，物料中总有一部分水分不能被除去，这部分水分就是平衡水分。它表示在该空气状