第九章干燥.ppt

第 九 章 干 燥 第一节 概述 一、去湿及其方法 二、干燥方法 三、对流干燥的传热传质过程 一、去湿及其方法 二、干燥方法 三、对流干燥的传热传质过程 一、湿空气的性质 二、湿度图及其应用 一、湿空气的性质 二、湿度图及其应用 一、湿物料中含水量的表示 方法 二、干燥系统的物料衡算 三、干燥系统的热量衡算 四、空气通过干燥器时的状态变化 一、湿物料中含水量的表示方法 二、干燥系统的物料衡算 三、干燥系统的热量衡算 四、空气通过干燥器时的状态变化 一、物料中所含水分的性质 二、干燥曲线和干燥速率曲线 三、干燥时间的计算 一、物料中所含水分的性质 二、干燥曲线和干燥速率曲线 三、干燥时间的计算 第五节 干燥设备 2）用对流传热系数或传质系数进行计算 水分由表面汽化的速率 1、湿基含水量W 2、干基含水量X 3、换算关系 1、水分蒸发量 以s为基准，对水分作物料衡算 2、空气消耗量L 每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l 3、干燥产品流量G2 对干燥器作绝干物料的衡算 1、热量衡算的基本方程 忽略预热器的热损失，以1s为基准，对预热器列焓衡算 单位时间内预热器消耗的热量为： 对干燥器列焓衡算，以1s为基准 单位时间内向干燥器补充的热量为 单位时间内干燥系统消耗的总热量为 ——连续干燥系统热量衡算的基本方程式 假设： 新鲜干空气中水汽的焓等于离开干燥器废气中水汽的焓 湿物料进出干燥器时的比热取平均值 湿空气进出干燥器时的焓分别为： 湿物料进出干燥器的焓分别为 可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；蒸发水分；热损失 2、干燥系统的热效率 蒸发水分所需的热量为 忽略物料中水分带入的焓 1、等焓干燥过程(理想干燥过程 ) 规定： 不向干燥器中补充热量QD=0； 忽略干燥器向周围散失的热量QL=0； 物料进出干燥器的焓相等 将上述条件代入 H0 t0 A I H t1 B t2 C 2、非等焓干燥过程 1）操作线在过B点等焓线下方 条件： 不向干燥器补充热量QD=0； 不能忽略干燥器向周围散失的热量 QL≠0； 物料进出干燥器时的焓不相等 I H t1 B t2 C C1 C2 C3 2）操作线在过点B的等焓线上方 向干燥器补充的热量大于损失的热量和加热物料消耗的热量之总和 3）操作线为过B点的等温线 向干燥器补充的热量足够多，恰使干燥过程在等温下进行 例：某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为1kg/s，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气状况为：初始温度为25℃，湿度为0.005kg/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为140℃，若离开干燥器的温度选定为60℃和40℃， 试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。 又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10℃，试分析以上两种情况下物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。 解：因在干燥器内经历等焓过程， ℃ ℃ 绝干物料量 ： 绝干空气量 预热器的传热速率 ℃ 分析物料的返潮情况 当t2=60℃时，干燥器出口空气中水汽分压为 t=50℃时，饱和蒸汽压ps=12.34kPa， 即此时空气温度尚未达到气体的露点，不会返潮。 当t2=40℃时，干燥器出口空气中水汽分压为 t=30℃时，饱和蒸汽压ps=4.25kPa， 物料可能返潮。 第四节 干燥速度和干燥时间 1、平衡水分与自由水分 1）平衡水分 用某种空气无法再去除的水分。 与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关 物料中的平衡水分随温度升高而减小 随湿度的增加而增加。 2）自由水分 在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分。 2、结合水分和非结合水分 结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。难于除去 非结合水分 ：机械地附着在物料表面， 产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去。 平衡水分一定是结合水分； 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。 1、干燥实验和干燥曲线 干燥曲线 ： 恒定干燥条件下，物料的含水率X