清华大学化工原理第四章干燥DRY6.ppt

1、第六节 干燥过程的设计计算,1. 流程设计 2. 参数计算 3. 操作条件的确定,1. 流程设计,加热器(Heater)和干燥器(Dryer) 加热器: 提高温度, 降低相对湿度, 提高载热和载湿能力. 连续操作 干燥器: 间歇操作 连续操作,并流, 逆流, 错流的干燥操作,Heater,dryer,L To Ho,L T1 H1,L T2 H2,heater,dryer,Gc X2,Gc X1,请与各干燥设备相对应。,适用场合(?),物料的耐温性能较差时? 物料干得太快出现龟裂时? 要求物料出口含水量较小时? 希望干燥速度快, 又不怕高温时? 废气循环?,2. 参数计算,t (干燥时间) 动

2、力学 L (所用空气量 ) 物料衡算 Q (所需热量) 热量衡算,2.1 空气用量,物料衡算,2.2 热量计算,L To Io Ho,L T1 I1 H1,L T2 I2 H2,Gc X2 T2,Gc X1 T1,QP,QD,QL,预热器 Qp = L (I1-Io) 干燥器 QD+LI1+GcI1= QL + LI2+GcI2,2.2 热量计算,L To Io Ho,L T1 I1 H1,L T2 I2 H2,Gc X2 T2,Gc X1 T1,QP,QD,QL,QD+LI1+GcI1= QL + LI2+GcI2 其中, 物料的焓的基准为0C绝干物料. I1= GcCsT1+ GcX1Cw

3、T1 I2= GcCsT2+ GcX1CwT2,湿焓图,I,H,0,1,0,1,H0 (H1) H2,I1 I2,Io,To,T1,QD+LI1+GcI1= QL + LI2+GcI2 I1= GcCsT1+ GcX1CwT1 I2= GcCsT2+ GcX1CwT2,热效率(1),加入的热量: QP+QD 热量消耗的地方: 空气得到了加热(包括其中原始所含水气) 物料得到了加热(包括其中残存的水分) 热损失 水分从物料转移到空气所消耗的热量(Q1) 热效率的定义:=Q1/(QP+QD),热效率(2): Q1的计算,蒸发转移的水量 W=L(H2-H0) 这些水分进入干燥器时的焓 WCwater

4、T1 这些水分离开干燥器时的焓 W(ro+CvaporT2) Q1= L(H2-H1)(ro+CvaporT2-CwaterT1),热效率(3): 定义合理吗? 越高越好吗?,空气得到了加热(包括其中原始所含水气): 被认为是热量的浪费!? 而只有当T2=T0时才没有浪费(任何时候都能到T0吗?). 此时虽然所需的L稍有下降(?) 但是出口空气的相对湿度将会很大(?). 这将导致设备费用增加(? 慢,长度) 影响产品质量吗?,湿焓图,I,H,0,1,0,1,H0 (H1) H2,I1 I2,Io,To,T1,2.3 干燥时间,根据干燥实验确定. 理论计算: 可以通过传热方程估算Uc Nr=Q=

5、(T-Tw) 恒定干燥条件的假设 不能估计降速阶段的速度(或者说太难了) 气相中热质同时传递 固体中热质同时传递 蒸发面积连续发生变化 不能估算临界含水量,3. 干燥条件的确定,给定的条件 Gc, X1, T1 X2, T2 To, H1 (当时当地, 废气循环) 需要确定的参数 L(H2), T1, T2 任意给定两个, 其余两个随之确定 eg1 T1, T2 H2 L eg2 L, T1 H2 T2,参数计算与设备之间的关系,t(干燥时间) 长度(连续干燥时) L(所用空气量) 直径 Q(所需热量) 换热器的面积,作业,1.12-10 (试作等焓干燥时的操作线, 操作线该如何定义?) (0.116kW改为116kW) (将空气的状态变化在I-H图上示意画出) 2.12