第四章 干燥第四次课课件.ppt

1、三、干燥系统的热效率,干燥器的热效率： 干燥过程中，蒸发水分所消耗的热量与从外热源所获得的热量之比。,如干燥器中空气所放出的热量全部用来汽化湿物料中的水分，即空气沿绝热冷却线变化，则： Qv=L(I1-I2)=1.01L(t1-t2) 干燥器无补充热量，QD=0，Q=Qp=L(I1-I0)=1.01L(t1-t0) 则热效率表示为：,讨论： 1、 反映量干燥器性能， 越高，表明热利用率越高。 2、若t2较低，H2较高，空气带走的热量1.01L(t2-t0) 可提高 ，但：推动力Hw-H减少；干燥速率 对于吸水性物质，t2太低，易析出水返潮。因此，t2tW+(2050),提高热效率的途径： 降低

2、空气出口温度 t2和提高出口湿度H2，但影响干燥速率和物料的最终干燥程度。 干燥器处于略低于常压下操作，以避免因热空气的漏出或冷空气的漏入而降低干燥器的热效率。 尽量利用废气中的热量，如用废气预热冷空气或湿物料，减少设备和管道的热损失，都有助于热效率的提高。 用热空气作干燥介质时，热效率=30-60%；应用部分废气循环时，热效率=50-75%。,四、空气通过干燥器时状态变化,理想干燥过程等焓干燥过程绝热干燥无外加补充热量（ QD=0）；忽略设备热损失QL =0；物料足够润湿，物料I1=I2,因此， I1I2,非理想干燥过程 （非等焓干燥过程） 实际的干燥过程大多为非理想干燥，即过程中有显著的热

3、损失或有补充加热。,2、QDQL+GC(I2-I1) QD=L(I2-I1)+Gc(I2-I1)+QL I2I1,空气通过干燥器,焓值降低，BC（上图）,空气通过干燥器, 焓值增加，BC（上图）,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，湿度为0.0073Kg水/Kg绝干气，焓为35KJ/Kg绝干空气；空气进干燥器温度为90，焓为109KJ/Kg绝干空气；空气出干燥器温度为50；湿度为0.023 Kg水/Kg绝干气；进干燥器物料含水量为0.15Kg水/Kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01Kg水/Kg绝干料；干燥器生产能力为237Kg/h（按干燥产品计）。

4、试求： （1）绝干空气的消耗量（Kg绝干气/h）； （2）进预热器前风机的流量（m3/s）； （3）预热器加入热量（KW）（预热器热损失可忽略）。,课堂练习,某厂利用气流干燥器将含水20%的物料干燥到5%（均为湿基），已知每小时处理的原料量为1000kg，于40进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温度为20，湿球温度为16.5，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为60，湿球温度为40，干燥器的热损失很小可略去不计，试求： 需要的空气量为多少m3/h？（以进预热器的状态计） 空气进干燥器的温度？ （已知0时水的汽化热2491.27kJ/kg，空气与水汽比热分

5、别为1.01与1.88kJ/kg.K。）,第三节 干燥平衡关系与干燥速率,干燥静力学：物料和热量衡算 干燥动力学：干燥平衡关系、干燥速率,一、干燥速率,设计需计算干燥器的尺寸及完成一定的任务所需的干燥时间，这都决定于干燥速率。 干燥速率，不仅决定于湿物料的性质，而且还决定于干燥介质的条件：包括温度、湿度、速度及流动的状态。 目前对干燥速率的机理了解得还很不充分，因而在大多数情况下，还必须用实验的方法测定干燥速率,按空气状态参数变化情况： 非恒定条件干燥操作：沿干燥器的长度和高度，空气的温度 ，湿度 （连续干燥） 恒定干燥条件：大量空气干燥少量的物料，维持空气速度以及与物料的接触方式不变 （空气

6、的温度和湿度不变，间歇干燥）,1、干燥速率曲线,干燥曲线：由间歇操作实验所得数据，以干基含水量X对时间作图。 干燥速率（rate of drying）U：单位时间单位表面积上汽化的水分量。,干燥速率曲线：以干燥速率U对干基含水量X作图。,干燥曲线,干燥速率曲线,AB（或AB）段： AB为湿物料不稳定的加热过程。该过程的时间很短, 将其作为恒速干燥的一部分。X下降， 增加， BC段：恒速干燥 物料表面充满着非结合水分，与液态纯水相同。 物料内部水分扩散速率表面水分汽化速率，属于表面汽化控制阶段。干燥速率保持恒定 空气传给物料的热量水分汽化所需的热量。 湿物料 空气的湿球温度tw； 物料表面气膜的

7、空气温度为tw，饱和湿度Hw；,影响恒速干燥阶段的因素,干燥速度主要决定于干燥介质的性质和空气与湿物料的接触方式。而与湿物料的性质关系很小 空气H t , Uc,CDE段降速段 C点临界点， 干燥速率Uc=恒速阶段的干燥速率，临界含水量XC。 XXc, U下降 E点 UE0， 平衡含水量X*,CD-第一降速阶段,水分的汽化面逐渐向内部移动，使热、质传递途径加长，阻力增大，造成U下降。到达E点后，物料的含水量已降到平衡含水量X*。 汽化水分结合水 空气传给湿物料的热量水分汽化所需的热量，故物料表面的温度不断上升，最后接近于空气的温度。,物料内部水分扩散速率表面汽化速率 物料表面不能维持全面湿润而形成“干区”，实际汽化面积减小，干燥速率下降 汽化水分结合水非结合水,DE段-第二降速阶段,影响降速阶段的因素：,干燥速率主要决定于物料本身的结构、形状和大小（水分在物料内部的迁移速率）。而与空气的性质关系很小。,临界含水量XC：与湿物料的性质及干燥条件有关,无孔吸水性材料XC多孔材料XC 厚度增加 XC 分散越细, 干燥面积 XC 恒速段干燥速率 XC,临界含水量=f(物料的性质、厚度、干燥速率、干燥器的种类、干燥操作条件）,生产中为保证产品质量,降低XC 措施:减小物料的厚度 加强搅拌,增大干燥面积 使用流化床设备,当X临界含水