干燥动力学实验.ppt

实际干燥过程气体出干燥器的状态需由物料衡算式和热量衡算式联立求解 例4 : 实际干燥过程中气体出口状态的计算 已知某连续干燥过程的有关参数如下： 物料：Gc=1.5kg/s ; X1=0. 0527kg/kg ; X2=0. 00502kg/kg θ1=21oC ; θ2=66oC ; cs=1.9kJ/(kg.oC) 空气：t0=20oC ; H0=0.007kg/kg ; t1=127oC ; t2=82oC 试求：（1）空气用量 V ; （2）预热器的热负荷 解： （1） 热量衡算： 物料衡算： 未知数是H2 、V 两个。 与上例 （等焓干燥过程） 比较，物料的干燥要求相同，t1 、t2 也相同，但是由于有热损失以及物料带走热量， 7.3.5 干燥过程的热效率 空气在干燥器中放出热量的分析： 干燥室 预热器 干燥室热量衡算： 将该热量平衡式转换为另一种形式。 Q2 物质升温所吸热。 空气在干燥器中释放出的热量（不是焓的变化量） 空气在预热器中所获得的热量： 有效利用： 干燥室 预热器 式+Q3 ： 总过程的热量衡算： 热效率的定义式： 但是， 注意：废气出口温度不能太低，若接近于饱和，气流易在设备出口附近及管道内由于热损失而析出水滴。称为“返潮”。 通常为安全起见，废气出口温度须比进干燥器气体的湿球温度高20~50oC 。提高空气的预热温度t1应以物料不致在高温下受热破坏为限。 由 式得： 例 5： 预热温度 t1 对于热效率的影响 已知某实际干燥过程的有关参数如下： 物料：Gc=1.5kg/s ; X1=0. 0527kg/kg ; X2=0. 00502kg/kg ; 空气：t0=20 oC ; H0=0. 007 kg/kg ;t1=140 oC ; t2=82 oC ; 试求：（1）空气用量V ;（2）热效率η 解： 热量衡算： 热量衡算： 比较： 例4 例5 预热温度 热损失 空气用量 例6：带废气循环的干燥过程 已知：新鲜空气温度16oC 、湿度H0=0.0033 废气温度67oC 、湿度H2=0.03 配合比： 新鲜空气：废气=20%：80% 湿物料初含水47% ，最终含水5% 干燥器的生产能力1500kg湿物料/h ，理想干燥器。试求干燥器每小时消耗的空气量和预热器的耗热量。 解： 设通过预热器（干燥器）的干空气流量为 V 混合气的湿度Hm 预热器 干燥器 废气 新鲜空气 接干燥设备 或者 总结： 结论： a)预热器提供的热量除一部分在干燥器内释放外，尚有部分未被利用。 b)气体在预热器内所释放的热量，主要消耗于三个方面，即直接用于干燥目的的水分升温Q1、为达到规定含水量不可避免的物料升温Q2和干燥过程的热量损失Q损。 7.4干燥器 7.4.1干燥器的基本要求 （1）能够适应被干燥物料的特性； （2）设备的生产能力要大； （3）能耗低经济性好。 7.4.2常用工业干燥器 观看光盘 * 第 7 章 固体干燥 * 第 7 章 固体干燥 7.3干燥速率与干燥过程计算 7.3.1物料在定态空气条件下的干燥速率 1、干燥动力学实验　　　　　　　　　　 恒定干燥条件：干燥过程中，气体状态t, φ，u保持不变。记取物料试样的含水量Xt或自由含水量X与时间τ的关系，得到干燥曲线。 间歇干燥 2、干燥曲线与干燥速率曲线 （1）干燥曲线（Xt~τ 或X~τ 的关系曲线） Xt----湿物料的全部水分X=Xt-X* -------湿物料的自由水分 NA : 单位时间单位面积所汽化（传递出）的水分（组分A）的 量kg/(s.m2) W：汽化的水分量，kg Gc:试样中绝对干燥物料的质量，kg A：试样暴露于气流中的表面积，m2 X:物料的自由含水量，X=Xt-X*,kg水/kg干料 Xt：物料的总含水量， kg水/kg干料 干燥速率的定义： 将干燥曲线转变为干燥速率曲线处理数据的方法 实验所测数据：τ Xt 或者 τ X (X=Xt-X*) 在两个实验点中间 Xc=Xtc-X* 临界自由含水量 DE：第二降速阶段，物料的全部外表面已经没有了非结合水，水分自内部向外表面扩散，然后在表面汽化。全部表面θ上升。 DE段 NA下降原因：①汽化表面内移，实际的干燥面积减小；②结合水的干燥,平衡蒸汽压下降；③物料内部水分的扩散速率小。 3、干燥速率曲线 AB：物料预热阶段 BC：恒速干燥阶段，此阶段内，θ=tw ，不变。 CD：第一降速阶段，部分物料的外表面已经没有了非结合水。实际的汽化表面积减小了。没有了非结合水的物料表面θ上升。 θ NA ~ X 或者 NA ~ Xt 的关系 干燥速率