干燥过程的物料衡算和热量衡算.doc

第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算 对干燥流程的设计中，物料衡算解决的问题： （1）物料气化的水分量W（或称为空气带走的水分量）； （2）空气的消耗量（包括绝干气消耗量L和新鲜空气消耗量L0）。 而热量衡算的目的，是计算干燥流程的热能耗用量及各项热量分配（即预热器换热量，干燥器供热量及干燥器热损失）。 一、湿物料中含水率表示法 湿物料＝水分＋绝干物料 （一）湿基含水量 （８－１２） 工业上常用这种方法表示湿物料的含水量。 （二）干基含水量X X＝湿物料中水分质量／湿物料中绝干料质量 （８－１３） 式中 X――湿物料的干基含水量，kg水分.(kg绝干料)-1。 两者关系： （８－１４） 或 （８－１５） 二、干燥器的物料衡算 图８－７ 各流股进、出逆流干燥器的示意图 图８－７中，G――绝干物料流量，kg绝干料.s-1； L――绝干空气消耗量，kg绝干气.s-1； H1 ,H2――分别为湿空气进、出干燥器时的湿度，kg.（kg绝干气）-1； G1 ,G2――分别为湿物料进、出干燥器时的流量，kg湿物料.s-1； X1 ,X2――分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量，kg水分.（kg绝干料）-1。 （一）水分蒸发量W （８－１６） 其中 （８－１７） （二）空气消耗量L 对干燥器作水分物料衡算： 则： （８－１８） 若设： （８－１９） 式中 ――每蒸发１kg水分消耗的绝干空气量，称为单位空气消耗量，kg绝干气.(kg水分)-1； L――单位时间内消耗的绝干空气量，kg绝干气.s-1。 说明： 新鲜空气用量 L0=L ( 1 + H0 ) （８－２０） 式中 H0――空气进预热器前的湿度，kg.(kg绝干气)-1。 风机入口风量，即新鲜空气的体积V0。 （８－２１） （三）干燥产品流量G2 （８－２２） 三、干燥系统热量衡算 热量衡算可以确定各项热量的分配和消耗量，可作为计算空气预热器的传热面积，加热剂用量，干燥器热效率和干燥效率的依据，流程示意图如图８－８所示。 图８－８ 连续干燥过程的热量衡算示意图 （一）干燥系统热量衡算基本方程 预热器换热量Qp （８－２３） 干燥器补充热量QD （８－２４） 干燥系统消耗的总热量 （８－２５） （二）热量实用计算式 （８－２６） （８－２７） 式中 Cm――湿物料的平均比热，kJ.(kg绝干料-1。Cm= ， Q＝ =＋＋QL （８－２８） 四、空气通过干燥系统的状态变化 ＝ 即 （８－２９） 空气经过干燥器分等焓过程和非等焓过程。 （一）等焓干燥过程 当＝０时，即＝０ 即I2= I1，则空气经干燥器时经历等焓干燥过程，又称理想干燥过程，如图８－９所示，过程沿等焓线BC进行，整个干燥过程由状态点。 图８－９ 等焓干燥过程中湿空气的状态变化图 （二）非等焓过程 １．若０，则I2 I1。 如图８－１０所示，干燥过程沿BC1变化，该线在等焓线以下，斜率小于等焓线。 ２．若０，即补充热量大于消耗热量，则。 ３．若＝W（2490+1.88t1） 说明补充的热量恰好等于水分蒸发所需热量，则干燥过程经历等温增湿过程。 五、干燥系统的热效率 ＝蒸发水分所需热量／向干燥系统输入的总热量100％ =100％