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第九章 干燥 §1 概述 9-1 干燥的分类和用途 一、何谓干燥单元操作？ 讲到干燥，自然联想起农村晒谷子，生活中晒衣服，想必干燥即除水操作。如果干燥在太阳下才能实现，则化肥厂，制药厂，染织厂需要开辟大规模的“晒场”，才能正常生产。显然生活中的晒衣服与干燥的操作是有区别的。 那么，什么叫干燥单元操作呢？ ——利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作。如图9-1所示。 图9-1 干燥示意图 二、干燥操作在化工生产中的应用。 化工原料工业，聚氯乙稀的含水量不能高于0.3％，否则影响制品的质量。制药工业，抗菌素的水分含量太高，会影响使用期限。染料工业，未经干燥的染料，影响染色质量。所以化工、轻工、造纸、制革、木材、食品等工业均利用到多种类型的干燥操作。 三、干燥操作的分类： 按传热方式分为：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥； 按操作压力分为：常压干燥、真空干燥； 按操作方式分为：连续式、间歇式。 §2 湿空气与性质湿度图 9-2 湿空气概述 什么是湿空气：大气是干空气与水汽的混合物，亦称为湿空气。 要研究空气的性质，首先想到，湿空气是混合物，则混合的比例是多少呢？所以要研究， ——湿度性质（湿度，相对湿度，绝对湿度百分数） 其次想到，空气是气体，应适用于气体状态方程，即温度、压力、体积。所以要研究， ——温度性质（干球温度、湿球温度、绝热饱和湿度、露点） ——容积性质（湿容积、饱和湿容积）。由于大气压力，对一定地区，约为定值，所以不研究压力性质。 再其次，要研究空气对湿物料的传热，所以要研究，——空气的比热性质（湿热．焓） 所以要研究湿空气，实质是研究空气的四大类性质。为了叙述方便，我们假设下面三个前提：（1）干燥过程的湿空气，可作为理想气体处理，诸如理想气体方程式，道尔顿分压定律，均可应用于湿空气。（2）因为干空气是作为热载体，101.3 。 9-3 湿空气性质 一、湿度H。——湿空气中单位质量干空气所具有的水汽质量，干空气。 式中， ——水汽的分子量，； ——空气的分子量，； ——水汽的摩尔数，； ——空气的摩尔数，； 若湿空气总压为，水汽分压为，则干空气分压为 ，，相除得： …………… 在式中，若分压等于同温度下的饱和蒸气压，即 时，则此时湿度称为饱和湿度，用表示， 二、绝对湿度百分比。——在一定温度和总压下，湿空气的湿度与饱和湿度之比的百分数，即是： 三、相对湿度。——在一定总压下，湿空气的水汽分压与同温下饱和水蒸汽压之比，即相对湿度，以示之， ……………………… 的物理意义， 由定义得 当 时，推动力 ，说明此时的湿空气已被水汽饱和，不能再吸收水分了。 减少，即 时，，湿空气吸收能力增加。 时， ，说明此时湿空气吸湿能力增至最大。所以说，相对湿度，表示了湿空气吸湿能力。 能否表达湿空气的吸湿能力呢？ 由 所以 由此式看出，的大小，并不能确定推动力 的大小，所以说，只能表达湿空气中，水汽含量的绝对值，并不能表示湿空气吸湿能力的大小。所以 式、合并得， ………………… 此式将 ，， 联系在一起，是个重要公式。 四、湿空积。——湿空气的比容，即每 干空气和其所带的 水汽所具有的体积，以表示，单位是 干空气。 干空气比容，每干空气的体积，示之； 水汽比容，每水汽的体积，示之。 1干空气，为，在压力为，温度为时，其体积为： ……………………… 29干空气，在压力为，温度为273时，其体积为： ……………………… 得： ………………… 同理，1水汽，摩尔数为，在压力为时， 其体积为 ………………… 得： ………………… ………………… 亦可这样导出，1干空气为,水汽为，在压力为时，总体积为： ………………… 得： ……………… 五、饱和容积。 ——被水汽饱和的湿空气比容，以表示。 被水汽饱和的湿空气湿度为 六、湿热。湿空气的比热。 ——在常压下，1干空气和其所带的水汽升高温度1，所需的热量，称为湿热。 式中，——干空气比热， ——水汽的比热， 在工程计算中，常取， ……………… 七、焓。湿空气热焓，为每1干空气与其所带的水汽所具有的热焓之和。 ………