简称干空气-西安建筑科技大学.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第五章 干燥原理 西安建筑科技大学 粉体工程研究所 * 提 纲 干燥静力学 干燥速率和干燥过程 干燥技术 * 5.1 概述 去湿概念 脱水原理 机械去湿 吸附去湿 热能去湿 (干燥) 加热方式 传导干燥 对流干燥 辐射干燥 场干燥法 干燥介质有空气、烟气； 对流干燥特点 ⑴一种典型的非稳态不可逆过程； ⑵ 有多相多组分参与，一般要涉及相变传热传质，影响因素众多； ⑶在干燥过程中传热传质相互耦合；⑷干燥过程与物料性质、干燥介质组分和状态密切相关。 * 材料行业以对流干燥为主，下图为对流干燥示意图： 干空气将热量传给湿物料；湿物料将湿份传给干空气 5.1 概述 * 5.2 干燥静力学 5.2.1 湿空气的性质 1 干空气与湿空气 完全不含水蒸汽的空气称为绝干空气（简称干空气）。 湿空气是指含有水蒸气的空气,是干空气和水蒸气的混合物。 特点：湿空气中水蒸气分压通常很低（0.003~0.004MPa）,可视为理想气体。湿空气是理想气体的混合物，遵循理想气体状态方程。 道尔顿（Dalton）分压定律 ： 湿空气中的水蒸气通常处于过热状态，干空气与过热水蒸气组成的湿空气称为未饱和空气。 当水蒸气的分压达到对应温度下的饱和压力，水蒸气达到饱和状态。由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。 * 5.2.1.2 湿空气中水蒸气的量 5.2 干燥静力学 表示方式有三种：绝对湿度、相对湿度和湿含量。 （1）绝对湿度 单位体积湿空气所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度，用ρv表示， kg/m3 。 根据理想气体状态方程： 对于饱和空气： 水在一个标准大气压下的饱和蒸汽压仅是温度的单值函数。 在0℃~100℃范围及标准大气压下 说明：绝对湿度仅表示单位体积湿空气中水蒸气的质量的多少，不能完全说明空气干燥能力。 * 5.2 干燥静力学 （2）相对湿度 相对湿度是指湿空气的绝对湿度ρv与相同温度下可能的最大绝对湿度（即饱和空气的绝对湿度）ρsv的比值，用?表示。 （psv≤p时） 饱和度 相对湿度?与干燥能力的关系。 空气中水蒸气未饱和，湿空气能够继续接受水分（可以用作干燥介质） 空气中水蒸气达到饱和，湿空气不能继续接受水分（不能用作干燥介质） 空气中水蒸气过饱和，湿空气不能继续接受水分（不能用作干燥介质） 空气中不含水蒸气，为绝干空气，干燥能力最强（可以用作干燥介质） * 5.2 干燥静力学 当作为干燥介质的湿空气被加热到相当高的温度时，psv可能大于总压力。这种情况下，相对湿度的定义为： （psv＞p时） （3）湿含量 空气的湿含量是指1kg干空气所携带的水蒸气质量（又称为比湿度），以d表示，kg水/kg干空气。 根据理想气体状态方程，有： * 5.2 干燥静力学 总结： 绝对湿度：用在测定湿空气中水蒸气量的多少时，便于实 际测量； 相对湿度：用在描述湿空气的干燥能力时较为清楚，反映湿空气继续接受水分的能力 ； 含湿量： 用在进行干燥计算时较为方便。 三者之间可以相互转换。 * 5.2.1.3 湿空气的温度参数 5.2 干燥静力学 （1）干球温度 干球温度即是用普通温度计测得的湿空气的真实温度，t 。 （2）湿球温度 用水保持湿润的湿纱布包裹温度计的感温部位（水银球） ，在平衡状态下，湿球温度计测出的空气温度称为湿球温度，用tw表示。 由干球温度计和湿球温度计组合成的温度计称为干湿球温度计。 未饱和空气 饱和空气 水分汽化需要吸收热量 空气与温度计表面处于而平衡 * 5.2 干燥静力学 在平衡状态下，空气向湿纱布传递的热量恰好等于湿纱布表面水分汽化所需热量。即： 湿球温度不是湿空气的状态参数 h和kd与风速相关 * 5.2 干燥静力学 （3）绝热饱和温度 绝热饱和过程 以1kg干空气为基准，热量平衡关系如下： 湿空气的状态参数 湿空气降温——放出显热——焓降低； 湿空气增湿——吸收潜热——焓增加。 通常情况下可以用湿球温度代替绝热饱和温度 * 5.2 干燥静力学 （4）露点 当未饱和湿空气中水蒸气分压或含湿量不变时，湿空气冷却到饱和状态（ =100％）的温度称为露点，用td表示。 分析：湿空气在露点温度下处于饱和状态，其湿含量保持不变。 （kg水蒸气/kg干空气） 湿空气的状态参数 总结：对空气-水系统，tw≈tas， 对于饱和空气： 。 对于未饱和空气： ； * 5.2.1.4 湿空气的密度 5.2 干燥静力学 湿空气的密度 湿空气的密度表示单位体积湿空气的