干燥计算.doc

第1节? 湿空气的性质与湿度图 在干燥操作中，采用不饱和空气为干燥介质，干燥过程所需空气用量、热量消耗及干燥时间等均与湿空气的性质有关。故首先介绍湿空气的性质。 计算基准：干燥过程中，绝干空气的质量始终不变，故湿空气各种有关性质 及干燥计算均以单位质量绝干空气为计算基准。? 5.1.1湿空气的性质 一、湿度H和相对湿度φ 表征空气中所含水蒸气多少的两个参数是湿度H和相对湿度φ。 1.湿度H 湿度又称湿含量，是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。 (1)定义式 ????????????? （5-1） 式中：——干空气的摩尔质量，kg/kmol； ??? ??????——水蒸汽的摩尔质量，kg/kmol；????? ????? ????——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； ????? ????——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。 (2)以分压比表示 ????????????????? ???????????????????????????????（5-2） 式中：——水蒸汽分压，Pa； ??? ???????P——湿空气总压，Pa。 (3)饱和湿度Hs： 若湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps，此时的湿度为在该温度下空气的最大湿度,称为饱和湿度，以Hs表示。 ???????????? ??????????????????????????????????（5-3） 式中：——同温度下水的饱和蒸汽压，Pa。 由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压和温度的函数。 2.相对湿度φ 又称相对湿度百分数。即湿空气中水蒸汽分压与同温度下的饱和蒸气压之比的百分数,称为相对湿度。 (1)定义式 ?????????? ????????????????????????????????????????（5-4） ???? 相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。φ愈小，即与差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。 (2)H、φ、t 之间的函数关系： ??????????????? ???????????????????????????????（5-5） 由上式可见， 水蒸汽分压相同，即湿度相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。因此加热空气，可以提高干燥效果。 二、湿空气比容?H ??? 干燥过程计算中，将进行空气消耗量计算，其中涉及空气质量流量和体积流量的换算，要使用湿空气比容?H进行换算。 定义：每单位质量绝干空气中所具有的空气和水蒸汽的总体积。 （5-6） 由上式可见,湿比容随其温度和湿度的增加而增大。 绝干空气的质量消耗量L与湿空气体积消耗量Vw之间的换算如下： ?????????????? Vw= L?H??????????????????????????????????????????????????????????????????????? （5-7） ??? 三、比热 定义：将1kg干空气和其所带的H kg水蒸气的温度升高1℃所需的热量称比 热。又称湿比热。 ????????? CH=Cg+CvH=1.01+1.88H?? kJ/kg绝干空气·℃???????????? （5-8） 式中：Cg——绝干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg绝干空气·℃? Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg水蒸气·℃ ??? 上式说明湿空气的比热是湿度的函数。 四、焓I 干燥系统中预热器消耗的热量、干燥器补充热量及系统总热量均需通过干燥器的焓衡算求得。 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带H kg水蒸汽的焓之和。 计算基准：为简化计算，规定0℃时干空气与液态水的焓为零，则： ? kJ/kg干空气（5-9） 式中：r0——0℃时水蒸汽汽化潜热，其值为2490kJ/kg。 [例5—1] 对常压下温度为、湿度为0.01kg/kg绝干气的湿空气，求算该空气的水气分压、相对湿度、比容、比热容和焓。 解：从附录八查出纯水的饱和蒸气压。 ??? (1)水气分压，用式5－2计算： ?????? 或 ??? 解得： ??? (2)相对湿度： ??????? ????? 或 ????? 解得： ??? 另解：先计算出湿空气的水气分压，然后用式5－4计算。前解已算出。 ?????????? ???????????? ??? 两种计算方法的结果一致。 ??? (3)比容 ?????? ????????? ????????? ??? (4)比热容? ?????? ????????? ??? (5)焓，用式 ?????? ??????? ?????