4-2 干燥过程及设备.ppt

4.2.1 干燥定义及分类 4.2.2 湿空气的性质 4.2.3 湿空气的湿度图及其应用 4.2.4 物料衡算和热量衡算 4.2.5 干燥过程相平衡关系和速率关系 4.2.6 干燥器 A B φ =100% Ｘ t0 t1 I0 I1 φ A φ B t2 Ｃ Ｄ 一、水分在汽－固两相间的平衡关系 1、物料的φ－X平衡关系 　　平衡水和自由水 φ X 干燥器的尺寸→ 干燥时间 　　　　　　　 干燥速率　 空气的性质　　　　 化学状态 　　　　　　　　　　　　　 物料水分的性质→ 物料的结构 * 传质与干燥 * 返回讲课目录 本质：被除去的湿分从固相转移到气相中。 干燥过程分类： a 按操作压力可分为常压干燥、真空干燥。 b 按操作方式可分为连续式、间歇式。 c 按照热能供给湿物料的方式,干燥可分为： 4.2 干燥过程及设备 传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式加热物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。 对流干燥：干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传递给物料，产生蒸汽被干燥介质带走。 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物料吸收转化为热能，使湿分汽化。 ②内热源法:传热与传质方向相同 介电加热干燥：将需要干燥的物料放在高频电场内，利用高频电场的交变作用，将湿物料加热，并汽化湿分。 ①外热源法:传热与传质方向相反 水汽分压差 温度差 推动力 从固体到气相 从气相到固体 方向 传质 传热 干燥过程进行的必要条件： A 湿物料表面水汽压力大于干燥介质水汽分压； B 干燥介质将汽化的水汽及时带走。 干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向不同。 湿空气：干空气和水蒸汽的混合物。 1、干空气与水蒸气的分压 饱和空气的绝对湿度 2、空气的湿度 A 绝对湿度：单位体积湿空气中含有的水蒸汽的质量。 即： T一定 φ越小，空气距饱和程度越远，吸水能力越强。 B 相对湿度 在一定的总压下，湿空气中水蒸汽分压 Pw与同温度下水的饱和蒸汽压Psw之比的百分数。 C 湿含量x（或H） 湿空气中单位质量绝干空气所带有的水蒸汽的质量，或湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比值。 即： 3、 密度 →湿空气密度小于干空气的密度 云为什么掉不下来? 4、比容vｓ 定义：单位质量湿空气的体积为比容，即 ５、湿空气的热含量－　焓Ι 定义：1kg绝干空气和其所带的ｘkg水蒸汽所具有的焓，称湿空气的焓Ι。即 ６、湿空气的温度参数 Ａ　干球温度ｔ Ｂ　湿球温度 tW 湿球温度计：用保持湿润的纱布将温度计的感温部分包起来，这种温度计称湿球温度计。 湿球温度 tW：将湿球温度计置于一定的温度和湿度的湿空气中，达到稳定时所显示的温度为湿空气的湿球温度 tW。 湿球原理： 　测量刚开始时，设纱布中水分的温度与空气的温度相同。 　ｘａｘｓ→传质 　 →tｗ↓ 　→tｗt→传热→达到平衡。 在单位时间内，由空气传给湿纱布的热量为 水蒸汽向湿空气的传质速率为 在达到稳定状态下，对水作热量衡算可得： 整理得： Tｗ Ｘｗ t Ｘ Ｃ　露点td 将不饱和的湿空气等湿冷却至饱和状态时的温度称为露点。相应的湿度为饱和湿度ｘd,其数值等于此湿空气的温度ｘ。 对于不饱和湿空气 ttWtd 饱和湿空气 　 t=tW=td Ｄ　绝热饱和温度taｃ 　在绝热饱和过程中，气、液两相最终达到的平衡温度称为绝热饱和温度。 　对于空气—水蒸汽系统，当空气流速较高时， 　　taｃ≈tw 　绝热饱和过程又可当作等焓过程处理 1、湿度图的构造 1、等湿含量线 2、等焓线 3、等干球温度线 4、等相对湿度线 5、水蒸汽分压线 2、湿度图的应用 利用湿度图查物性 湿空气状态点的确定 3、湿空气加热、冷却过程的图示与讨论 加热过程 A B φ =100% H tA tB IA IB φ A φ B 冷却过程 B A φ =100% H tB tA IB IA φ B φ A td tc 1、物料中水分的表示 A 湿基含水量ww B 干基含水量wd 换算： 2、 物料衡算 预热器 干燥器 Gd：绝干物料量； L：绝干空气的流量； w1d， w2d ：干燥前后湿物料的干基含水量； x1，x2：干燥前后湿空气的含湿量。 冷空气t0,x0,I0 废气t2,x2,I2 湿物料 t1’, w1d,I1’ 干燥产品 t2’, w2d,I2’ 热空气t1,x1,I1 对水进行物料衡算： 空气消耗量L ： 蒸发单位水分空气消耗量 ： 水分蒸发量 用空气作干燥介质时 ｘ1=