化工原理下册天津大学柴诚敬45-46学时.ppt

1、第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.1 湿物料的性质,11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.3 空气通过干燥器时的状态变化,一、绝热干燥过程,1.绝热干燥过程的状态变化,理想干燥 等焓干燥,A,B,C,不向干燥器补充热量,干燥器的热损失可忽略,物料进出干燥器的焓相等,D= 0,L= 0,一、绝热干燥过程,2.绝热干燥过程的条件,由,一、绝热干燥过程,故,则,二、非绝热干燥过程,1.非绝热干燥过程的状态变化,实际 干燥,A,B,等温 干燥,升焓 干燥,降焓 干燥,降焓干燥过程应满足以下条件,不向干燥器补充热量,干燥器的热损失不能忽略,物料进

2、出干燥器的焓不相等,D= 0,L 0,2.非绝热干燥过程的条件,二、非绝热干燥过程,二、非绝热干燥过程,由,故,则,升焓干燥过程应满足以下条件,需向干燥器补充热量,干燥器的热损失不能忽略,物料进出干燥器的焓不相等,且,L 0,二、非绝热干燥过程,二、非绝热干燥过程,由,故,则,因,等温干燥过程应满足以下条件,干燥器的热损失不能忽略,物料进出干燥器的焓不相等,需向干燥器补充热量,D足够大，维持 t1= t2,且,L 0,二、非绝热干燥过程,第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.1 湿物料的性质,11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.3 空气通

3、过干燥器时的状态变化,11.3.4 干燥系统的热效率,一、干燥系统的热效率,干燥系统的热效率定义,蒸发水分 所需热量,一、干燥系统的热效率,由,忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则,故,对于理想干燥器,二、提高干燥系统热效率的措施,提高干燥系统热效率措施,提高 而降低,提高空气入口温度,采用二级干燥,采用内换热器,干燥系统的保温,采用废气循环工艺,二、提高干燥系统热效率的措施,带废气循环的干燥系统（1）,二、提高干燥系统热效率的措施,带废气循环的干燥系统（2）,第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.4 干燥速率与干燥时间,11.4.1 物料中水分的性质,一、平衡

4、水分与自由水分,湿物料,湿空气,接触 时间,平衡曲线,达平衡状态时,平衡湿含量,X*,X,1.平衡曲线,平衡含水量X*与空气相对湿度 的关系（25 ）,1新闻纸 2羊毛、毛织物 3硝化纤维 4丝 5皮革 6陶土 7烟叶 8肥皂 9牛皮胶 10木材 11玻璃绒 12棉花,在一定的干燥条件下,不能被除去的水分,平衡水分 X*,大于平衡水分的水分,自由水分 X-X*,物料所含水分平衡水分自由水分,平衡水分,自由水分,按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。,2.平衡水分与自由水分,一、平衡水分与自由水分,结合水分的特点,结合力强，不易除去。,二、结合水分与非结合水分,物料表面吸附及空隙中所含

5、的水分,物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分,湿物料,结合 水分,非结合 水分,非结合水分的特点,结合力弱，容易除去。,物料所含水分结合水分非结合水分,结合水分,非结合水分,按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关。,二、结合水分与非结合水分,固体物料中所含水分的性质,总 水 分,平衡 水分,自由 水 分,非结合水分,结合水分,第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.4 干燥速率与干燥时间,11.4.1 物料中水分的性质,11.4.2 恒定干燥条件下干燥时间的计算,一、干燥实验和干燥曲线,1.恒定干燥实验,恒定干燥条件,间歇操作,用大量的空气干燥少量的物料,维持空气的速度及与物料的接触方式不变,实验数据,洞道干燥实验流程示意图,1洞道干燥室 2离心鼓风机 3孔板流量计 4温度计 5干燥物料 6重量传感器 7加热器 8湿球温度计 9干球温度计 10重量显示仪 11温度显示仪 12湿球温度显 示仪 13电加热控制 仪表,一、干燥实验和干燥曲线,预热阶段,恒速干燥阶段（第一干燥阶段）,干燥阶段,降速干燥阶段（第二干燥阶段）,热量主要用于物料升温,热量用于 汽化水分,热量用于汽化水分和加热物料,一、干燥实验和干燥曲线,2.干燥曲线,将物料含水量（或物料表面温度 ）对干燥,干燥曲线,X 曲线, 曲线,时间绘图，所得