化工原理第九章第四节讲稿.ppt

* * * 第九章 干燥 Drying 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 第四节 干燥速度和干燥时间 * 一、物料中所含水分的性质 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。 * * 二、干燥曲线和干燥速率曲线 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与时间θ的关系 2、干燥速率曲线 1）干燥速率曲线 干燥速率 ： 单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量 * * ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段，AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并入BC段内考虑 。 CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低，称为降速干燥阶段。 两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物料含水量称为临界含水XC。 * * 2）干燥机理 a）恒速干燥阶段 干燥速度由水的表面汽化速度所控制 b）降速干燥阶段 过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。 c）临界含水量 临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加而增大。 * 三、干燥时间的计算 1、恒定干燥条件下干燥时间的计算 1）利用干燥速度曲线进行计算 分离变量积分 * 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 * 汽化所需热量 3）影响恒速干燥的因素 空气流速的影响 空气湿度的影响 空气温度的影响 * 2、降速干燥时间的计算 不论干燥曲线如何，都可用图解积分法 当干燥曲线为直线或近似直线时 * * 3、干燥总时间 * * -刘宇-