精选课件第7章 物料干燥d.ppt

第2节 湿空气的性质 湿空气的性质是用来表征湿空气状态的各种参数。 由于空气的各种参数随着含水率的变化而变化，为了表征湿空气的参数和便于对空气干燥各种状态下的性能进行表征，将湿空气中的干空气和水分分开，以干空气的质量或者体积作为基准，以便于计算。 湿空气的性质参数主要有：水蒸气分压、湿度（绝对湿度和相对湿度）、密度（比容）、焓、温度（干球温度、湿球温度、绝热冷却饱和温度和露点） 注：空气的焓是根据干空气及液态水在0 ℃时焓为零作基准而计算的，因此，对于温度为t 及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包括由0 ℃的水变为0 ℃的水汽所需的潜热及湿空气由0 ℃升温至t ℃所需的显热之和，即 强调： 湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的真实温度，由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表明湿空气状态或性质的一种参数。 对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低(？) 。对于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。 测定了空气的湿球温度和干球温度后，可以计算空气的湿度。 解:(1)分压p H=0.622p/(P-p) 即 0.02403=0.622p/(101330-p) 解得 p=3768Pa (2) 露点td 将湿空气等温冷却到饱和状态时的温度为露点，相应的蒸汽压为3768Pa，查相关表格得露点为27.5℃。 (3) 绝热饱和温度tas tas =t-r0/CH(Has-H) 由于tas是Has的函数，故利用上式计算时应用试算法。 1）假设tas=28.3℃ 2）Has=0.622pas/(P-pas) 查表得28.3 ℃时水的饱和蒸汽压为3881Pa， 算得Has=0.02477kg/kg绝干气 3）cH=1.01+1.88H=1.01+1.88*0.02403=1.055kJ/(kg.℃) 4) 核算tas tas=30-2490/1.055(0.02477-0.02403)=28.25℃ 故假设28.3℃可以接受。 （4）湿球温度tw 对于水蒸气-水系统，tw等于绝热饱和温度tas，即 tw=tas=28.3℃ 在干燥过程中物料内外的温度不一致，温度梯度促使水分传递（称为热导湿），方向是从高温到低温。 1 湿度梯度的形成 以上两种梯度导致的水分传递称为内部扩散。 湿物料表面水分的汽化，遂形成物料内部与表面的湿度差，促使物料内部的水分向表面移动。 2 温度梯度的形成 四、干燥机理 造成该分压的原因是： 3 外部的传质推动力： 水分由物料内部扩散到表面后，便在表面气化，可认为在表面附近存在一层气膜，在气膜内水蒸气分压等于物料中水分的蒸气压，水分在气相中的传质推动力为此蒸气压与气相主体中水蒸气分压之差。 对对流干燥，由于介质的不断流动，带走气化的水分； 对真空干燥而言，则是气化的水分被真空泵抽走。 水分的内部扩散和表面汽化是同时进行的，但在干燥过程的不同阶段其速率不同，从而控制干燥速率的机理也不相同。原因在于受到物料的结构、性质、湿度等条件和干燥介质的影响。 强化措施（对对流干燥而言） ：提高空气的温度，降低相对湿度，改善空气与物料的接触和流动情况，均有助于提高干燥速率。 在干燥过程中，当物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率时，称为表面汽化控制； 当物料中水分表面汽化的速率大于内部扩散的速率，称为内部扩散控制。 强化措施：从改善内部扩散着手，如：减少物料厚度、使物料堆积疏松、搅拌或翻动物料、采用微波干燥等。 例如：石膏砌块的机械干燥。 干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量W。 恒定干燥条件：干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。 u=dw/Adτ 式中 u—干燥速率,kg/m2·h ； W—汽化水分量,kg A—干燥面积,m2　； τ—干燥所需时间,h 第五节 干燥速率和干燥时间一、恒定干燥条件下的干燥速率 dW=-GdX u=dW/Adτ=-GdX/Adτ 式中 Ｇ—湿物料中绝对干料的量,kg ； X—湿物料中干基的含水量,kg水/kg干物料； 负号表示物料含水随着干燥时间的增加而减少。 u=dw/Adτ 例： 已知湿空气的总压为101.3kN/m2 ,