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返回 北京化工大学化工原理电子课件 * 7.3 干燥速率与干燥时间 7.3.1 物料中所含水分性质 7.3.2 恒定干燥条件下的干燥速率 7.3.3 恒定干燥条件下恒速阶段干燥时间 7.3.4 恒定干燥条件下降速阶段干燥时间 * 7.3.1 物料中所含水分性质 一、物料与水分结合方式 吸附水分：湿物料的粗糙外表面附着的水分。 毛细管水分：多孔性物料的孔隙中所含的水分。 溶胀水分：是物料组成的一部分，可透入物料细胞 壁内，使物料的体积为之增大。 * 二、平衡水分与自由水分 1. 平衡水分（X*） ——不能用干燥方法除去的水分。 2. 自由水分（X－X*） ——可用干燥方法除去的水分。 X* = f（物料种类、空气性质） * 三、结合水分与非结合水分 结合水分 ——水与物料结合力强，pw ps。 2. 非结合水分 ——水与物料结合力弱， pw＝ ps。 结合水分与非结合水分只与物料的性质有关，而与空气的状态无关，这是与平衡水分的主要区别。 平衡水分一定是结合水分。 * * 【例7-4】在常压25℃下，水分在ZnO与空气间的平衡关系为： 相对湿度 φ＝100%，平衡含水量X*＝0.02 kg水/kg干料 相对湿度 φ＝40%，平衡含水量X*＝0.007 kg水/kg干料 现ZnO的含水量为0.25 kg水/kg干料，令其与25℃， φ＝40%的空气接触，求物料的自由水分、平衡水分、结合水分和非结合水分。 * 7.3.2 恒定干燥条件下的干燥速率 一、干燥速率定义 ——单位时间、单位干燥面积汽化水分量。 [kg水/m2?s] 恒定干燥条件：空气的温度、湿度、流速及物 料接触方式不变。 * 二、干燥曲线及干燥速率曲线 ——用于描述物料含水 量 X、干燥时间 τ 及 物料表面温度θ之间 的关系曲线。 1. 干燥曲线 * 2. 干燥速率曲线 ABC段：恒速干燥阶段 AB段：预热段 BC段：恒速段 CDE段：降速干燥阶段 C点：临界点 XC：临界含水量 E点：平衡点 X*：平衡水分 * 三、恒速干燥阶段 前提条件：湿物料表面全部润湿。 汽化速率（传质速率）： [kg水/m2?s] 传热速率： ——恒速干燥速率 * 恒速干燥特点： 1. U＝UC＝const. 2. 物料表面温度为tw 3. 去除的水分为非结合水分 4. 影响 U 的因素： 恒速干燥阶段——表面汽化控制阶段 只与空气的状态有关，而与物料种类无关 * 四、降速干燥阶段 实际汽化表面减小 汽化面内移 降速干燥阶段特点： 1. 2. 物料表面温度 3. 除去的水分为非结合、结合水分 4. 影响 u 的因素： 与物料种类、尺寸、形状有关， 与空气状态关系不大。 * 五、临界含水量 XC 1. 吸水性物料 XC大于不吸水性物料 XC 2. 物料层越薄、分散越细， XC 越低 3. 恒速干燥 uC 越大， XC 越高。 * 7.3.3 恒定干燥条件下恒速阶段干燥时间 由干燥速率定义式： 对于恒速干燥： U＝UC＝const. 恒速干燥所需时间 * UC的来源： （1） 由干燥速率曲线查得 求取 α 经验关联式： （1）气体流动方向与物料平行 [w/m2 k] G＝2500 ~ 3000 质量流速 [kg/m2 hr] * （2）气体流动方向与物料垂直 G＝4000 ~ 20000 [kg/m2 hr] * 7.3.4 恒定干燥条件下降速阶段干燥时间 求U 的方法： （1）图解积分法 （2）近似计算法 总干燥时间： 返回 北京化工大学化工原理电子课件