下册第5章干燥.ppt

【例5-4】在常压25℃下，水分在ZnO与空气间的平衡关系为： 相对湿度 φ＝100%，平衡含水量X*＝0.02 kg水/kg干料 相对湿度 φ＝40%，平衡含水量X*＝0.007 kg水/kg干料 现ZnO的含水量为0.25 kg水/kg干料，令其与25℃， φ＝40%的空气接触，求物料的自由水分、平衡水分、结合水分和非结合水分。 5.3.2 恒定干燥条件下的干燥速率 一、干燥速率定义 ——单位时间、单位干燥面积汽化水分量。 [kg水/m2?s] 恒定干燥条件：空气的温度、湿度、流速及物 料接触方式不变。 二、干燥曲线及干燥速率曲线 ——用于描述物料含水 量 X、干燥时间 τ 及 物料表面温度θ之间的关系曲线。 1. 干燥曲线 2. 干燥速率曲线 ABC段：恒速干燥阶段 AB段：预热段 BC段：恒速段 CDE段：降速干燥阶段 C点：临界点 XC：临界含水量 E点：平衡点 X*：平衡水分 三、恒速干燥阶段 前提条件：湿物料表面全部润湿。 汽化速率（传质速率）： [kg水/m2?s] 传热速率： ——恒速干燥速率 恒速干燥特点： 1. U＝UC＝const. 2. 物料表面温度为tw 3. 去除的水分为非结合水分 4. 影响 U 的因素： 恒速干燥阶段——表面汽化控制阶段 只与空气的状态有关，而与物料种类无关 四、降速干燥阶段 实际汽化表面减小 汽化面内移 降速干燥阶段特点： 1. 2. 物料表面温度 3. 除去的水分为非结合、结合水分 4. 影响 u 的因素： 与物料种类、尺寸、形状有关， 与空气状态关系不大。 五、临界含水量 XC 1. 吸水性物料 XC大于不吸水性物料 XC 2. 物料层越薄、分散越细， XC 越低 3. 恒速干燥 uC 越大， XC 越高。 5.3.3 恒定干燥条件下恒速阶段干燥时间 由干燥速率定义式： 对于恒速干燥： U＝UC＝const. 恒速干燥所需时间 UC的来源： （1） 由干燥速率曲线查得 求取 α 经验关联式： （1）气体流动方向与物料平行 [w/m2 k] G＝2500 ~ 3000 质量流速 [kg/m2 hr] （2）气体流动方向与物料垂直 G＝4000 ~ 20000 [kg/m2 hr] 5.1.2 空气的湿焓图及其应用 一、湿焓图 五条线： 1.等 H 线； 2.等 I 线； 3.等 t 线； 4.等 φ 线； 5.水蒸气分压线。 二、湿焓图的应用 1、利用湿度图查取湿空气的物性 2、湿空气状态点的确定 【例5-2】在总压为101.3kpa下，空气的温度为20℃，湿度为0.01 kg水/kg干气。试求： 1. φ、td 、 tw； 2. 总压P与湿度H不变，将空气温度提高至50℃时的φ； 3. 温度t与湿度H不变，将空气总压提高至120kpa时的φ； 4. 若总压提高至300kpa，温度仍为20℃，每100m3原来的湿空气所冷凝出来的水分量？ 结论： 因此，提高湿空气温度 t，不仅提高了湿空气的焓值，使其作为载热体外，也降低了相对湿度使其作为载湿体。 【例5-3】教材P253、例5-4 5.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.2.1 湿物料的性质 5.2.2 干燥系统的物料衡算 5.2.3 干燥系统的热量衡算 5.2.4 空气出口状态的确定 5.2.5 干燥器的热效率 5.2.1 湿物料的性质 两种表示方法： 一、湿基含水量 w [kg水/kg湿物料] 二、干基含水量 X [kg水/kg干物料] 三、两者关系 5.2.2 干燥系统的物料衡算 干 燥 系统流 程 图 预热器 L, t0 , H0 L, t1 , H1 干 燥 器 L, t2 , H2 湿物料 G1, w1, (X1), θ1 产品 G2, w2, (X2), θ2 新鲜空气 废气 L ——绝干空气质量流量，[kg干气/hr]； G1、G2 ——物料进出干燥器总量，[kg物料/hr]。 一、绝干物料量Gc [kg干物料/hr] 二、汽化水分量 W [kg水/hr] 水分汽化量＝湿物料中水分减少量＝湿空气中水分增加量 三、绝干空气用量 L [kg干气/hr] [kg干气/kg水] 比空气用量：每汽化1kg的水所需干空气的量。 （单位空气消耗量） 四、湿空气参数 1. 湿空气用量 [kg湿气/kg水] [kg湿气/hr] 2. 湿空气体积 [m3湿气/kg水] [m3湿气/hr] 3. 湿空气密度 [kg湿气/m3湿气] 5.2.