干燥过程的物料衡算与热量衡算.pptVIP

9.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 物料衡算 热量衡算 * 9.3.1 物料衡算 （1）物料含水量的表示方法： 物料中水分的质量 湿物料的总质量 = w 质量 湿物料中绝对干物料的 物料中水分的质量 = X （3）空气用量的确定： ② 干基含水量： 干燥器 空气L t0,H0,I0 预热器 L t1,H1,I1 L t2,H2,I2 物料G1,?1,X1,I1’ 物料G2, ? 2，X2 ,I2’ （2）水分蒸发量W： ① 湿基含水量： * 9.3.2 热量衡算 （1）预热器的热量衡算： （2）干燥器的热量衡算： 式中：I′为物料的热焓，kJ/kg干料 cs为绝干物料的比热，cw为湿分液态时的比热 空气L t0,H0,I0 预热器 Qp L t1,H1,I1 干燥器 物料Gc,?1，X1 物料Gc, ? 2，X2 V t2,H2,I2 QL QD cm为湿物料的比热，kJ/（kg干料.℃） * （3）热量衡算分析： 带入的热量 带出的热量 空气 LI0=L(cH0t0+r0H1) LI2=L(cH2t2+r0H2) =L(cH1t2+r0H1)+W(r0+cVt2) 物料 GcI1’=Gccm1θ1 =Gccm2θ1+Wcwθ1 GcI2 ‘ =Gccm2θ2 QP+QD QL 若QD＝0 * 热量衡算分析 干燥器的热效率为： 提高干燥器热效率的方法有： （a）减少干燥器的热损失QL↓ （b）降低Q1↓，即降低空气出干燥器的温度t2或提高H2；或采用废气循环、中间加热的方式。 Q1=LcH1(t2-t0)为废气带走的热量 Q2=Gccm2(θ2－ θ1)为物料升温带走的热量 Q3=W(r0+cvt2-cwθ1)为汽化湿分所需的热量 * 9.3.3 干燥过程的求解 选择气体出干燥器的状态（如t2和H2），求解空气的用量L和 QD及QP 选定补充的加热量及气体出干燥器的一个参数(如H2，t2，φ2中的一个)，求解L及另一个气体出口参数。 （1） 理想干燥过程： 当QL＝0，θ1＝θ2，QD＝0 空气在干燥器中的状态变化为等焓过程。此过程与绝热饱和温度的测定过程相似，空气放出的显热全部用于湿物料中水分的汽化，湿物料表面的温度保持空气的湿球温度不变。 * （2）实际干燥过程 实际干燥过程中，有热损失，此时应由物料衡算与热量衡算共同求解。物料衡算与热量衡算 一般干燥系统的热损失可近似取为有效传热量Q3的10~15% * 例 某湿物料在气流干燥管内进行干燥，湿物料的处理量为0.5kg/s，湿物料的含水量为5％，干燥后物料的含水量为1％（皆为湿基）。空气的初始温度为20℃，湿含量为0.005kg/kg。若将空气预热至150℃进入干燥器，并假设物料所有水分皆在表面汽化阶段除去，干燥管保温良好，试求： 1.当气体出口温度选定为70℃，预热器提供的热量及热效率？ 2.当气体的出口温度为42℃，预热器提供的热量及热效率有何变化？ 3.若气体离开干燥管后，因在管道及旋风分离器中散热温度下降了10℃，分别判断以上两种情况物料是否会发生返潮的现象？ * 解1.气体在干燥管内为等焓过程。t0=20℃，t1=70℃，H1＝H0=0.005kg/kg * 2.t2=42℃ 讨论：降低废气的出口温度，所需的空气用量及传热量愈小，热效率越高。 * 3.物料的返潮 第一种情况： 露点td=34.7℃。空气出旋风分离器的温度为60℃，未达到空气的露点，不会有水珠析出。 第二种情况： 露点td=39.6℃。空气出旋风分离器的温度为32℃，达到空气的露点，有水珠析出。 讨论：t2过低，可能会使物料返潮。 * * 固体物料的热焓也可用下式计算：Gci= Gccmθ,cm=cs+Xcw，cm的单位为kJ/kg干料。 * cH=cg+cvH,cH1=cH0，H1＝H0，Q1=VcH(t2-t0)为废气带走的热量，Q2=Gccm2(θ2－ θ1)为物料升温带走的热量，Q3=W(r0+cvt2-cL θ1)为汽化湿分所需的热量 * 思考题：H2越高是否对干燥越有利？ Q1=VcH(t2-t0)为废气带走的热量，V＝W/(H2-H1) * 理想干燥过程中，如已知t或H，则可利用I1=I2的关系，求出其他参数。 . * 固体物料的热焓也可用下式计算：Gci= Gccmθ,cm=cs+Xcw，cm的单位为kJ/kg干料。 * cH=cg+cvH,cH1=cH0，H1＝H0，Q1=VcH(t2-t0)为废气带走的热量，Q2=Gccm2(θ2－ θ1)为物料升温带走的热量，Q3=W(r0+cvt2-cL θ1)为汽化湿分所需的热量 * 思考题：H2越高是否对干燥越有利？ Q1=VcH(t2-t0)为废气带走的热量，V＝W/(H2