95干燥过程的设计计算.pptVIP

* 9.5.1 干燥过程的物料衡算 典型的干燥流程 ： 9.5 干燥过程的设计计算 目的：确定出湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及 所需的空气量。 qmL, t0, H0, I0 t1, H1, I1 t2, H2, I2 qm1, θ1, X1 qm2, θ2, X2 ΦL ΦD ΦP 干燥器物料与热量衡算 （1）湿物料的水分蒸发量 或 又 所以 （2）空气用量 进入和排出干燥器的湿分相等，故有： 干空气用量： kg/s kg/s 单位空气消耗量（比空气消耗量）： ，kg干空气/kg水 换算为湿空气的质量为： 换算为湿气体的体积量为： ， kg湿空气/s ， m3湿空气/s 9.5.2 干燥过程的热量衡算及干燥器的热效率 （1）热量衡算 目的：确定干燥器的出口空气状态参数或所需的加热量。 基准：连续式干燥器的热量衡算以单位时间为基准， 间歇式干燥器则以一次干燥周期为基准。 qmL, t0, H0, I0 t1, H1, I1 t2, H2, I2 qm1, θ1, X1 qm2, θ2, X2 ΦL ΦD ΦP 干燥器物料与热量衡算 ① 全系统的热量衡算 进一步简化整理得： 或 ② 预热器的耗热量 该过程为恒湿增温过程 。 忽略热损失，有： 输入热量 输出热量 1. 湿物料带入的热量 干产品带入：qm2cmθ1 蒸发水分带入：qmWcwθ1 1．干产品带出: qm2cmθ2 2. 空气带入： qmLI1=qmL[(1.01+1.88H1)t1+r0H1] 2．空气带出: qmL I2= qmL[(1.01+1.88H2)t2+r0H2] 3．干燥器内补充加热： Φ D 3．干燥器内热损失： Φ L 表中 ③ 干燥器热量衡算 以干燥器为衡算系统，热量收支情况如下表所示： (产品升温热量) 由此可列出干燥器的热量衡算式： 令 将 带入，整理得： 或 kW/kg 因I=cHt+r0H，如不计干燥过程中cH的变化，则上式可改写为： （2） 理想干燥过程和非理想干燥过程 ▲ 无热损失； ▲ 不加入补充热量； ▲ 物料足够湿润。 ① 理想干燥过程 理想干燥过程为等焓过程，近似绝热饱和过程。 干燥器出口空气状态亦可利用图解法在湿度图中直接求得： 对于理想干燥过程 ，有： B A H φ=0.08 t t0 t2 t1 H0=H1 C H2 ②　 非理想干燥过程 ▲ 非理想干燥过程为非等焓干燥过程； ▲ 空气状态不是沿绝热饱和线变化 ； ▲ 实际的干燥过程大多为非理想干燥过程。 出口状态参数需由下式计算求得： ③　干燥器的热效率 常用的干燥器的热效率定义为：干燥过程中，蒸发水分所消耗的热量与加入系统的热量之比。即： 式中 如干燥器中空气所放出的热量全部用来气化湿物料中的水分 ， 则： 干燥器中无补充热量，则 若忽略湿比热容的变化，则 关于热效率： ◆可以表示热利用的程度，但还不能以此判别设计或操作的优劣； ◆ 降低空气出口温度t2和提高空气的出口湿度H2，可以减少废气带出的热量，减少空气用量，提高热效率； ◆ 用热空气作干燥介质时，热效率η=30-60%；应用部分废气循环时，η=50-75%； ◆ 热空气的漏出或冷空气的漏入会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。 9.5.3 干燥时间的计算 （1）恒定干燥条件下的干燥时间计算（间歇过程） a）恒速干燥阶段 干燥速率R的求取： ▲ 干燥速率R可由实验测定，所用实验条件必须与待设计的干燥器的条件（如干燥器型式、空气流速及空气的状态、湿物料的堆积厚度等）相同。 ▲ 也可按传质或传热速率式估算恒速阶段的干燥速率R。 kH 、 h 可由实验求得 ，可供参考的经验式： W/m2 oC 适用范围： ● 空气平行流过物料表面 或 ● 空气垂直流向固体表面 适用于： b） 降速阶段的干燥时间 ① 积分法 ◆ 求解：干燥曲线已知，将1/R对相应的X值进行标绘，求得X2-Xc之间的面积，再由上式求得时间τ2。 ◆ 特点：比较准确，但计算较繁，且事先应具有从实验获得的与生产条件相仿的干燥速度曲线。 ② 近似计算 ◆ 简化：当降速段的速率曲线近似地以临界C点与平衡含水量E点的联线替代降速段曲线时，则R与X-