2013-06-05-干燥3概述.ppt

* * 第5章 干燥 5.3 固体物料在干燥过程的平衡关系与速率关系 5.3.1 物料中的水分 5.3.2 干燥时间的计算 一、平衡水分与自由水分 湿物料 湿空气 接触 时间 ～ 平衡曲线 达平衡状态时 平衡湿含量 ? ～ X* X 1.平衡曲线 5.3.1 物料中的水分 平衡含水量X*与空气相对湿度? 的关系（25℃ ） 1－新闻纸 2－羊毛、毛织物 3－硝化纤维 4－丝 5－皮革 6－陶土 7－烟叶 8－肥皂 9－牛皮胶 10－木材 11－玻璃绒 12－棉花 在一定的干燥条件下 不能被除去的水分 平衡水分 X* 大于平衡水分的水分 自由水分 X-X* 物料所含水分＝平衡水分＋自由水分 平衡水分 自由水分 按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。 2.平衡水分与自由水分 一、平衡水分与自由水分 结合水分的特点 结合力强，不易除去。 二、结合水分与非结合水分 物料表面吸附及空隙中所含的水分 物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分 湿物料 结合 水分 非结合 水分 非结合水分的特点 结合力弱，容易除去。 物料所含水分＝结合水分＋非结合水分 结合水分 非结合水分 按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关。 二、结合水分与非结合水分 固体物料中所含水分的性质 总 水 分 平衡 水分 自由 水 分 非结合水分 结合水分 第十一章 固体物料的干燥 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.4 干燥速率与干燥时间 11.4.1 物料中水分的性质 11.4.2 恒定干燥条件下干燥时间的计算 一、干燥实验和干燥曲线 1.恒定干燥实验 恒定干燥条件 间歇操作 用大量的空气干燥少量的物料 维持空气的速度及与物料的接触方式不变 实验数据 物料湿含量 X 物料温度 θ 时 间 τ 5.3.2 干燥时间的计算 5.3.2.1 恒定干燥条件下干燥时间的计算 洞道干燥实验流程示意图 1－洞道干燥室 2－离心鼓风机 3－孔板流量计 4－温度计 5－干燥物料 6－重量传感器 7－加热器 8－湿球温度计 9－干球温度计 10－重量显示仪 11－温度显示仪 12－湿球温度显 示仪 13－电加热控制 仪表 一、干燥实验和干燥曲线 预热阶段 ～ ～ 恒速干燥阶段（第一干燥阶段） ～ 干燥阶段 ～ ～ ～ 降速干燥阶段（第二干燥阶段） ～ ～ ～ 热量主要用于物料升温 热量用于 汽化水分 热量用于汽化水分和加热物料 一、干燥实验和干燥曲线 2.干燥曲线 将物料含水量Ｘ（或物料表面温度? ）对干燥 干燥曲线 X ～τ 曲线 θ ～τ曲线 时间τ绘图，所得图形称为干燥曲线。 干燥曲线（X～τ关系 ） 预热阶段 恒速干燥阶段 降速干燥阶段 干燥曲线（θ ～τ关系 ） 预热阶段 恒速干燥阶段 降速干燥阶段 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 1.干燥速率 单位时间单位干燥面积上汽化的水分质量。 kg/(m2·ｓ) 定义 干燥速率定义式 干燥 速率 2.干燥速率曲线 U 与Ｘ 的关系曲线 —干燥速率曲线。 干燥曲线 干燥速率曲线 曲线 斜率 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 恒定干燥条件下干燥速率曲线 预热阶段 恒速干燥阶段 降 速 干 燥 阶 段 临界湿 含量 临界干燥速率 湿空气 水分传递 ① 由内部向表面迁移 ②由表面向空气中汽化 湿物料 ① ② 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 3.干燥机理及影响因素 (1)恒速干燥阶段 内部迁 移速率 表面汽 化速率 特征 表面维持润湿状态，汽化的水分为非结合水分 空气传给湿物料显热＝水分汽化所需潜热 表面汽化控制阶段 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 设 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 一批操作中空气传给物料的总热量为 一批操作中蒸发的水分量为 则 空气与物料表面的对流传热速率为 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 湿物料与空气的传质速率为 联立并整理得 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 1) 空气平行流过静止物料层表面 计算 经验公式 湿空气的质量流速 2) 空气垂直流过静止物料层表面 二、干燥速率曲线及干燥过程分析 3) 气体与运动着的颗粒间的传热 颗粒平均直径 空气导热系数 空气运动黏度 颗粒沉降速度 *