第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算.docVIP

第三节? 干燥过程的物料衡算和热量衡算 通常在干燥过程的计算中，首先需要确定从事物料中移除的水分量相应需消耗的空气量和热量，据 选择或设计适宜型号的风机或换热器，其次再进行干燥器和其他辅助设备的设计和选择，干燥过程的物料衡算和热量衡算是上述计算的基础。 §8.3.1湿物料中含水量的表示方法 X与W关系： ??? §8.3.2物料衡算 范围（对象）：连续干燥器 基准：单位时间s（或h） 对象水分： ????????? ????????? §8.3.3热量衡算 范围 基准：单位时间s 热量衡算： 对象干燥全系统： 或 预热器：??? ??（忽略预热器热损失） 湿物料的焓I’：1㎏绝干料与其所带X㎏水具有的焓。 则温度为θ湿含量为X的湿物料的焓I’为 ??? ?? 为了简化计算，现假设： 1． ， 2． ??? ，即 ??? ∵? ， ，代入上式并整理得： ??? 或? 若? （不补充热量于干燥器中） 则? 由此可见， 干燥系统中加入的热量为四部分：①加热空气 ②蒸发水分 ③加热物料 ④热损失。 通过热量衡算，可确定干燥操作的耗热量以及各次热量的分配，热量衡算上计算预热器的传热面积，加热介质消耗量，干燥器尺寸及干燥热效率的基础。 §8.3.4 空气通过干燥器时的状态变化 应用上面的物料及热量衡算前要确定空气离开干燥器时的状态。这涉及空气通过干燥器时状态的变化过程。 空气经过预热器被加热，H不变 ，温度升高 ，焓↑ 空气经过干燥器时，由于空气与物料间进行热和质的交换，而且还有其它外加热量的影响，应而确定出干燥器时的空气状态是比较困难的和复杂的。 一． 现讨论等焓干燥过程（绝热干燥过程） 前提：① ② ③ 故? ， 在H—I图描绘为 ? 对于等焓干燥过程，离开干燥的空气状态的确定只需一个参数，一般 。 在实际干燥过程中，等焓干燥过程是难于完全实现的，故又称为理想干燥过程。（理想干燥器） 但在干燥器绝热良好，又不向干燥器中补充热量，且物料进出干燥器时的湿度十分接近时，可近似按等焓干燥过程处理。（由干燥器热量衡算式得知） 二． 非等焓干燥过程（非绝热干燥过程） 非等焓（绝热）干燥过程可分为以下几种情况（定性讨论） ①??? 则? 所以干燥过程的操作线BC，应在BC线（等焓线）下方 ②??? ，则 ， 在BC线上方 ③??? 若 足够大，使 （等温下进行）则 沿等温线变化 见例3 8.3.5干燥器的热效率 干燥器的热效率η定义为： 即? ???? 若蒸发水分量为W，空气出干燥器时温度为 ，物料进干燥器时的温度为 ，则蒸发水分所需的热量为： 见例4 如果离开干燥器的空气温度降低而湿度增高，则可节省空气消耗量并提高热效率。但是空气的湿度增加，使物料和空气间的传质推动力减小。 在干燥操作中，往往将废气（出口空气）中热量回收，以降低能耗。生产中利用废气预热冷空气或冷物料等。此外应注意干燥设备和管路的保温隔热，以减少干燥系统的热损失。