第十三章干燥 1湿空气性质.ppt

第十三章 干燥Drying 引言 引言 去湿方式： 物料湿含量高：机械去湿(沉降，过滤，压榨，离心等) 物料湿含量较低：吸附去湿，热能去湿(即干燥) 干燥方式： 操作方式：连续～、间歇～ 操作压力：常压、真空(热敏性物质，产品要求湿含量低) 供热方式：传导、对流、辐射、介电加热 对流干燥过程： 热质同时传递，干燥介质既是热载体，又是湿载体。 速率和极限由传热、传质共同决定 推动力：湿份浓度差和两者温差 进行必要条件： ①物料表面水汽分压干燥介质水汽分压； ②干燥介质将汽化的水汽及时带走。 本章重点：热空气为干燥介质、水为湿分 Content 湿空气性质及湿度图 1 干燥器物料及热量衡算 2 干燥速度和干燥时间 3 干燥器 4 13.1 湿空气性质及湿度图 空气湿度图 空气湿度图 湿空气的性质 湿空气的性质 湿度图的应用 湿度图的应用 13.1.1 湿空气的性质 1.湿空气中水蒸汽含量：绝干空气+水蒸汽 ⑴水汽分压 partial pressure： ⑵湿含量(湿度)H humidity：kg水/kg干气 ⑶相对湿度φ relative humidity： φ∈(0，1)，不饱和空气；φ=1，饱和空气 H(pw)一定，t↑，ps↑，φ↓，故多用热空气作干燥介质 13.1.1 湿空气的性质 2.湿空气的热参数： ⑴湿比热容 humid heat：kJ/(kg干气·℃) ⑵湿空气的焓IH total ethalpy：kJ/kg干气 基准状态：液态水；基准温度：0℃ 显热 sensible heat 潜热 latent heat 13.1.1 湿空气的性质 3.湿比容 humid volume：m3/kg干气 4.干球温度 (dry-bulb) temperature：℃ 13.1.1 湿空气的性质 5.绝热增湿和绝热饱和温度tas adiabatic satruation temperature tas 补充水 饱和空气 绝热 湿空气 tas 绝热饱和塔示意图 tas,Has 水分向空气中汽化 空气降温增湿 绝热 两相传热、传质平衡，气相被水饱和 等焓 tas：湿空气性质，与水无关 13.1.1 湿空气的性质 6.湿球温度tw wet-bulb temperature 湿球温度计 空气 t, H t, H pw ps 传质 传热 t tw 在大量快速流动空气中(流速5m/s) 中达动态平衡时，湿球温度计(少量水)显示的温度 气给水的对流传热速率=水汽化需热速率 kH、?与气速有关，但空气-水系统，气体t不太高且流速5m/s，α/kH≈cH≈1.09kJ/(kg·K) 湿球温度tw与绝热饱和温度tas的比较： 13.1.1 湿空气的性质 相同点： 湿空气均经历等焓变化。 都是空气状态(t,H)函数，与水无关。 空气-水体系，α/kH≈cH，两者数值相等。 不同点： tw :大量空气与少量水接触的极限温度，空气状态不变； tas:少量空气与大量水接触的极限温度，空气增湿降温。 其它体系，如空气-甲苯，α/kH≈1.8cH，两者数值不等。 达tw时是动态平衡；达tas后无净的传递，是静态平衡。 13.1.1 湿空气的性质 7.露点温度td dew point temperature 总压不变，将不饱和空气(t,H)等湿冷却至饱和的温度。 pd：td下的饱和蒸气压 对于水蒸汽~空气系统，四温度间关系： 不饱和空气： 饱和空气： 13.1 湿空气性质及湿度图 湿空气的性质 湿空气的性质 空气湿度图 空气湿度图 湿度图的应用 湿度图的应用 ⑴等温(干球温度)线 (竖直线)： ⑵等湿(度)线(水平线)： ⑶等φ(相对湿度)线： ★☆t-H图 Grosvenor (Humidity) Chart 固定φ，确定t，H关系 13.1.2 空气湿度图 Humidity Chart 空气物性参数：P、H、pw、φ、cH、IH、t、tw、tas、td 自由度数F=C-Φ+2=2-1+2=3 (总压一定条件下)湿度图：t-H图和I-H 图 φ=1~饱和线：过饱和区域+不饱和区域 undersaturated ⑹绝热饱和线(等tw线) adiabatic-cooling lines ⑸比容线 干比容线 饱和湿比容线 13.1.2 空气湿度图 Humidity Chart 固定tas，查ras和Has ，给出一个H，求t值，连线 ⑷湿比热线(cH~H线)： 直线，从顶部坐标读值 温度/℃ 0 10 20