第七章 干燥1.ppt

* 返回 * 返回 武汉理工大学化工原理电子课件 §7.1 概述 §7.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 §7.4 干燥速率与干燥时间 §7.5 干燥器 第七章 干燥 §7.2 湿空气的性质与湿度图 去湿的方法可分为以下二类： 机诫去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。 加热去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中 的湿分的单元操作。 一、去湿的分类 §7.1 概述 目的：运输、加工处理、保存以及使用等。 在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混有大量的湿分，将湿分从物料中去除的过程，称为去湿。 二、干燥过程的分类 常压干燥 连续式 操作压力 操作方式 真空干燥 间歇式 传导干燥（间接）:热能通过壁面以传导方式加热物料 供热方式 对流干燥（直接）：干燥介质与湿物料直接接触，以 对流方式加热湿 物料。 辐射干燥：热能以电磁波的形式发射到湿物料表面。 介电加热干燥：将湿物料置于高频电场内被加热。 三、对流干燥 对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向不同，是热、质反向传递过程： 传热 传质 方向 推动力 气 固 固 气 温度差 水汽分压差 本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，除去的湿分是水分。 干燥过程进行的必要条件： * 物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压； * 干燥介质要将汽化的水分及时带走。 一、湿空气的性质 通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小： 湿度 H 及相对湿度 φ §7.2 湿空气的性质与湿度图 1、湿度（湿含量）H 定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。 湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。 H = kg水汽 kg绝干空气 = nwMw ng Mg = 18.02nw 28.95ng nw：湿空气中水汽的摩尔数，kmol； ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol； Mw：水汽的分子量，kg/kmol； Mg：空气的平均分子量， kg/kmol。 当湿空气可视为理想气体时，则有： 式中：pw为空气中水蒸汽分压。 即： 当P为一定值时， 当湿空气中水蒸汽分压 pw 恰好等于同温度下 水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达到饱和，此时的湿度H为饱和湿度Hs。 2、相对湿度? 定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pw与 同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。 即： 即： 结论： 湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。 当 φ =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质； 当 φ 1时： pw ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。 φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。 例7.1 湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg，总压 P=760mmHg，求20℃ 时的相对湿度? ；若空气被加热到50℃，求?值 。 相对湿度 φ 与湿度 H 的关系： 3、湿空气的比热与焓 (1)湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气?℃] 定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。 ：干空气比热 = 1.01 kJ/kg干气? ℃ ：水汽比热 = 1.88 kJ/kg水汽? ℃ 式中 (2)焓（热含量）I [kJ/kg干气] 定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。 计算基准： 以0℃干空气及0℃液态水的焓值为基准。 因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气，其焓值包括由0℃的水变为0℃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： 式中： I：温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。[kJ/kg干气]； Ig：干空气的焓值。 [kJ/kg干气]； Iv：水汽的焓值。 [kJ/kg水汽]； r0：0℃时水的汽化潜热。r0=2492 kJ/kg水汽。 由上式可知，湿空气的焓值只与湿空气的湿度及温度有关。即： 4、湿空气的比容（湿容积）υH [m3湿空气/kg干气] 定义：每单位质量绝干空气中所具有的湿空气（绝干 空气和水蒸汽）的总体积。 式中： ：压力P 、温度t下湿空气比容。 [m3湿气/kg干气] ：压力P 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气] ：压力P 、温度t下水汽比容。 [m3水/kg水] 、 的数值为： 所以： 综合以上分析可得： 当总压力P为一定值时， 另外：湿空气密度 定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至