第七章干燥PPT讲稿.ppt

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1、第七章干燥第1页，共40页，编辑于2022年，星期二v二湿物料的干燥方法二湿物料的干燥方法对流：热空气、烟道气传导 辐射：红外、微波波长:1-1000mm频率:300MHz-300GHz工业、科学、医学用频率：915MHz,2450MHz常压干燥真空干燥连续操作 间歇操作介电加热干燥：高频电场第2页，共40页，编辑于2022年，星期二v三对流干燥的特点三对流干燥的特点干燥介质：热空气烟道气惰性气体第3页，共40页，编辑于2022年，星期二v一、湿空气的性质干燥介质含水蒸气的空气1.空气湿含量的表示方法 水蒸气分压 pv2 湿空气的性质及湿度图湿空气的性质及湿度图第4页，共40页，编辑于2022

2、年，星期二（2）湿度饱和湿度：pv等于该温度下的 ps时的湿度第5页，共40页，编辑于2022年，星期二饱和湿空气 干空气（绝干空气）将一定湿度的空气升温(恒压)?（3）相对湿度 定义?第6页，共40页，编辑于2022年，星期二（1）比热容（湿比热容）cH 1kg干空气对应的湿空气，温度升高1K所需热量 kJ/(kg干空气K)（2）焓 I以0oC干空气及0oC液态水为基准，湿空气的焓 2湿空气的比热容和焓湿空气的比热容和焓cH第7页，共40页，编辑于2022年，星期二3.比体积比体积 标准状态(101.325kPa,273.15K)的比容:温度为T，压力为p时：(湿比体积）vH 第8页，共40

3、页，编辑于2022年，星期二4.湿空气的温度湿空气的温度（1）干球温度：t(真实温度)（2）湿球温度：tw空气向湿球表面的对流传热=湿球表面水气化带回空气的热(以湿度差为推动力的传质）第9页，共40页，编辑于2022年，星期二空气在H不变得条件下冷却到饱和状态 时的温度 湿空气(H,t)冷却到(Hs,td)ps对应的t 即为 td（由饱和蒸气压曲线查出）(3)露点第10页，共40页，编辑于2022年，星期二空气在绝热条件达到饱和时的温度 生成水汽的吸热空气降温的放热：在tas时的汽化热（4）绝热饱和温度 tas第11页，共40页，编辑于2022年，星期二对空气水系统，空气流速3.810.2m/

4、s时，基本稳定第12页，共40页，编辑于2022年，星期二v二湿空气的湿度图及其应用二湿空气的湿度图及其应用湿空气的各项参数 中只有两个独立参数（在一定压力下）可由 t,H 计算其他参数可由平面上的点表示湿空气的状态通常用 t-H 图或 I-H 图 第13页，共40页，编辑于2022年，星期二1IH 图的构造总压一定，I 为纵坐标，H为横坐标两坐标轴间的夹角135o（斜角坐标）读图：横坐标值通过某点作纵轴的平行线，与横轴相交 纵坐标值通过某点作横轴的平行线，与纵轴相交 与直角坐标对照：第14页，共40页，编辑于2022年，星期二等湿度线：平行于纵轴线-等H线（H相等的点的轨迹）等焓线：平行于横

5、轴的直线 等 I 线 （斜轴）等温线：一系列向上倾斜的直线斜率 1.88t+2492 截距 1.01t等相对湿度线:为定的 I-H 线画一段后终止？饱和空气线 H一定，t?第15页，共40页，编辑于2022年，星期二水蒸气分压线线：利用横轴和右下角的空白(右侧加 pv轴)通过（0，0），H0.622时近似直线 第16页，共40页，编辑于2022年，星期二2IH 图的应用图的应用两个独立参数点（状态）其他参数（等压）点参数 I 作横轴平行线 H 作纵轴平行线 td沿等H线与 线相交 沿等I 线与 线相交 线上标注 t 等t 线上标注 pv由H 对应(右下角纵轴)例7-3例2：已知:查其他参数第1

6、7页，共40页，编辑于2022年，星期二3 固体物料的干燥平衡固体物料的干燥平衡v一物料中水分含量的表示方法一物料中水分含量的表示方法 干基含水量和湿基含水量干基含水量和湿基含水量湿基含水量 kg水/kg 湿物料干基含水量（w：质量分数 X：质量比）第18页，共40页，编辑于2022年，星期二v二、水分在气二、水分在气-固两相间的平衡固两相间的平衡1 1平衡含水量曲平衡含水量曲线线2自由水分与平衡水分自由水分与平衡水分3结合水分与非结合水分结合水分与非结合水分物料在空气时的最大平衡水分 4非冻结水非冻结水,可冻结水和自由水可冻结水和自由水结合水:生物细胞内,纤维壁中,非常细小的毛细管中的水分非

7、冻结水：在很低的温度下都不凝固 可冻结水：在稍低于0C的温度下凝固 自由水：在0C时凝固 第19页，共40页，编辑于2022年，星期二4 干燥过程的计算干燥过程的计算Gc绝干物料的质量流量，kg/h,t 温度,L干空气的质量流量，kg/h X 物料的干基含水量,kg/kg干物料 第20页，共40页，编辑于2022年，星期二G1,G2物料质量流量,kg/h（1）水分蒸发量kg/h（2）空气消耗量L单位空气消耗量，即蒸发单位质量水分消耗干空气量v一、物料衡算一、物料衡算第21页，共40页，编辑于2022年，星期二v二、热量衡算二、热量衡算预热器的热量衡算预热器的热量衡算干燥器的热量衡算干燥器的热量

8、衡算（略）第22页，共40页，编辑于2022年，星期二v三、干燥系统的热效率三、干燥系统的热效率提高干燥器热效率的方法：(1)提高热空气的预热温度；(2)(2)降低废气出口温度；(3)（出口温度过低时会出来水滴）(4)(3)回收废气中的热量用以预热空气或湿物料；(5)(4)保温。第23页，共40页，编辑于2022年，星期二v四、干燥器空气出口状态的确定四、干燥器空气出口状态的确定1.等焓干燥过程等焓干燥过程2.非等焓干燥过程非等焓干燥过程（1）不补充热量，有热损失及物料温度升高不能忽略 焓减小的过程 BC1 （2）补充的热量，大于损失的热量与加热消耗的热量之和 焓增加的过程BC2A（预热）BB

9、C 焓不变条件：不补充热量；干燥器热损失忽略不计；物料干燥过程中不升温。第24页，共40页，编辑于2022年，星期二5 干燥速率与干燥时间干燥速率与干燥时间v一、干燥速率一、干燥速率实际测量G，G：物料的质量；kg：物料表面的温度,Gc绝干料的质量,kg 第25页，共40页，编辑于2022年，星期二1干燥曲线干燥曲线干燥曲线：干燥速率:W 汽化水分量，kg A 物料干燥表面积，m2 Lc绝干物料质量，kg 第26页，共40页，编辑于2022年，星期二（1）预热段ABX较慢 小 快 时间短传递热量主要用于物料升温（2）恒速干燥段BCX快 大,基本稳定慢 时间较长传递热量用于物料表面汽化-表面汽化

10、控制（3）降速干燥段CDEX较慢 小 快 时间长（无限长时间时对应X*)2干燥速率曲线干燥速率曲线第27页，共40页，编辑于2022年，星期二其它类型的干燥速率曲线3临界含水量临界含水量临界含水量越大，转入降速阶段越早，完成干燥所需时间越长。主要由物料性质决定，厚度、恒速干燥段的干燥速率也有影响。表7-1第28页，共40页，编辑于2022年，星期二1恒速干燥段恒速干燥段v二、恒定干燥条件下干燥时间的计算二、恒定干燥条件下干燥时间的计算恒定干燥：维持空气流速、温度、湿度及接触方式不变 第29页，共40页，编辑于2022年，星期二图解积分（略）近似处理：降CDE看成直线CF中的一段斜率为 则 3.

11、干燥周期干燥周期装卸时间 忽略预热时间2.降速干燥段降速干燥段第30页，共40页，编辑于2022年，星期二例:有一间歇操作的干燥器，将物料由含水量X1=0.37kg水/kg干物料干燥到0.053kg水/kg干物料，绝干物料量为146kg，干燥表面积为0.025m2/kg绝干物料，装卸时间为1h，试确定每批物料的干燥周期。已知uc=1.5 kg/(m2.h),Xc=0.20kg水/kg干物料，平衡含水量为X*=0.05kg水/kg干物料。（10分）第31页，共40页，编辑于2022年，星期二5 干燥器干燥器v一、干燥器的基本要求和分类一、干燥器的基本要求和分类基本要求：基本要求：分类：分类：（1

12、）符合工艺要求；（2）热效率高；（3）流体流动阻力小。（1）按操作压力分：常压，真空；（2）按操作方式分：间歇式，连续式；（3）按加热方式分：-（4）按干燥器的结构分：厢式、喷雾、液化床、气流、转筒。第32页，共40页，编辑于2022年，星期二v二、工业上常用的干燥器二、工业上常用的干燥器1厢式干燥器（盘架式）厢式干燥器（盘架式）2洞道式洞道式适用于成品，小批量如片剂第33页，共40页，编辑于2022年，星期二3.转筒干燥器转筒干燥器适用于量大的粒状、片状物料如：大豆、肥料第34页，共40页，编辑于2022年，星期二4.气流干燥器气流干燥器适用于粒状、粉状物料及热敏性物料。如：化学品结晶第35

13、页，共40页，编辑于2022年，星期二5流化床干燥器（沸腾床）流化床干燥器（沸腾床）单层多层卧式用于干燥、反应、包衣等第36页，共40页，编辑于2022年，星期二6喷雾干燥喷雾干燥干燥速度快，适用于热敏性物料。如：牛奶、药品第37页，共40页，编辑于2022年，星期二7.滚筒式干燥器滚筒式干燥器适用于浆状物料（适于浆状物料的器较少）第38页，共40页，编辑于2022年，星期二三、干燥器的选型三、干燥器的选型2.产品质量要求产品质量要求1考虑物料特性考虑物料特性 形状：粒状,粉状,块状,膏状（干燥速率曲线 Xc）含水量热敏性3.设备作用的基础条件设备作用的基础条件 当地气候条件、场地4.能源、环境等能源、环境等 第39页，共40页，编辑于2022年，星期二本章重点v湿空气的性质 (查焓湿图)v干燥速率 (干燥周期计算)第40页，共40页，编辑于2022年，星期二