第五章 干燥.ppt

《第五章 干燥.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 干燥.ppt（35页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第五章 干燥干燥概述湿空气性质及湿焓图物料衡算和热量衡算平衡关系和速率关系设备目的：掌握干燥概念和原理；湿空气性质及湿焓图；掌握干燥的物料衡算与热量衡算以及干燥的平衡关系与速率关系，计算干燥时间。干燥计算干燥概述1.干燥原理ttippi水汽气膜气体主体固体湿物料热量干燥原理分离物系：固体物料中的湿分（多为水分）；造两相方式：引入干燥介质（不饱和热空气），形成气、固两相；传质原理：两相中水分的浓度差异。干燥：即加热除湿；利用热能使湿物料中的水分汽化，排出生成的蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。研究对象：空气水体系干燥概述2.干燥分类操作压强常压干燥真空干燥操作方式连续干燥间歇干燥传热方式传导干燥

2、对流干燥辐射干燥介电加热干燥3.干燥示例 湿尿素干燥成尿素产品：含水量由3减少至0.5以下；湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品：含水量由2减少至0.3以下。湿空气性质及湿焓图1.湿度H湿度H：湿空气中水汽质量与绝干空气质量之比。（饱和空气）2.相对湿度百分数相对湿度：湿空气中水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。以1 kg 绝干空气为计算基准湿空气性质及湿焓图3.比体积比体积H：湿空气中，1 kg绝干空气的体积和其所带有H kg水汽的体积之和。4.比热容比热容cH：常压下，将湿空气中 1 kg 绝干气及其所带的H kg水汽的温度升高（或降低）1 所吸收（或放出）的热量。湿空气性质及湿焓图5.焓I焓I

3、：湿空气中，1 kg绝干空气的焓与其所带的H kg水汽的焓之和。6.温度（4个）干球温度 t 干球温度t：简称温度，用普通温度计直接测得的湿空气真实温度。湿空气性质及湿焓图 湿球温度tw湿球温度：用湿球温度计测得的湿空气温度。湿球温度的测量机理：不饱和空气与水分 水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出的显热)湿度差 温度差 热量由气相主体传递给水分(气相温度下降)平衡 湿球温度测量湿空气性质及湿焓图湿空气性质及湿焓图 绝热饱和冷却温度tas绝热饱和冷却塔不饱和空气与水绝热接触 水分汽化:向气相主体传递(汽化热为空气本身温度降低放出显热，此热量被水汽携带至空气中)湿度差 随过程进

4、行，沿塔高空气温度下降，湿度上升，焓维持不变饱和 绝热饱和冷却温度的测量机理：湿空气性质及湿焓图湿空气性质及湿焓图 露点td不饱和空气 饱和空气等湿冷却湿空气性质及湿焓图湿空气的湿度图：在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个是独立的；只要确定湿空气的两个独立参数，也就确定湿空气的状态。1.湿焓图湿空气H-I 图P251湿空气性质及湿焓图HI 图由5种线群组成:等湿线(等H 线)：00.2 kg/kg(绝干气)；等焓线(等I 线)：0680 kJ/kg(绝干气)；等温线(等t 线)：0250；等相对湿度线(等线)：5 100；蒸气分压线(pv 线)：026 kPa。湿空气性质及湿焓图2.H-I

5、图的应用湿空气性质及湿焓图确定空气的状态点干燥计算物料衡算与热量衡算1.湿物料性质 湿基含水量w 干基含水量X 湿物料比热容cm干燥计算物料衡算与热量衡算 湿物料焓I2.干燥的物料衡算干燥物料衡算 水分蒸发量W 空气消耗量L干燥计算物料衡算与热量衡算干燥物料衡算 干燥产品流量G2干燥计算物料衡算与热量衡算3.干燥的热量衡算连续干燥热量衡算 预热器消耗热量 向干燥器补充的热量 干燥系统消耗总热量干燥计算物料衡算与热量衡算 简明热量衡算式a.加热空气；b.蒸发水分；c.加热湿物料；d.损失热 干燥系统热效率干燥计算物料衡算与热量衡算4.空气通过干燥器时的状态变化 等焓干燥过程理想干燥等焓干燥过程a

6、.不向干燥器补充热量；b.忽略干燥器的热损失；c.物料进出干燥器的焓相等。干燥计算物料衡算与热量衡算 非等焓干燥过程实际干燥非等焓干燥过程a.降焓干燥1）不向干燥器补充热量；2）计热损失；3）物料进出干燥器的焓不相等干燥计算物料衡算与热量衡算b.升焓干燥1）向干燥器补充热量；2）计热损失；3）物料进出干燥器的焓不相等非等焓干燥过程干燥计算物料衡算与热量衡算c.等温干燥1）向干燥器补充热量，且足够大，维持t2=t1；2）计热损失；3）物料进出干燥器的焓不相等干燥计算平衡关系与速率关系1.物料中的水分1：新闻纸 2：羊毛、毛织物 3：硝化纤维 4：丝 5：皮革 6：陶土 7：烟叶 8：肥皂9：牛皮

7、胶 10：木材 11：玻璃绒 12：棉花25 平衡含水量与相对湿度关系 平衡水分与自由水分平衡含水量X*：在固定空气状态下物料具有的恒定含水量；湿物料在一定空气状态下干燥的极限。自由水分：物料中超过X*的那部分水分。干燥计算平衡关系与速率关系 结合水与非结合水物料中所含水分性质结合水：细胞壁内的水分及小毛细管内的水分；结合力强，难除去。非结合水：物料中的吸附水分和孔隙中的水分；机械结合，结合力较弱，易除去。干燥计算平衡关系与速率关系2.干燥时间计算 干燥实验和干燥曲线干燥曲线干燥曲线：物料含水量（或物料表面温度）与干燥时间之间的关系。a.AB段：预热阶段；b.BC段：恒速干燥阶段；c.CD后：

8、减速干燥阶段。干燥计算平衡关系与速率关系 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质量。干燥速率曲线干燥第一阶段（恒速干燥）：ABC段，BC段内干燥速率保持恒定，AB段为预热段，时间较短，并入BC段；干燥第二阶段（降速干燥）：CDE段，干燥速率随物料含水量减少而降低，为降速干燥阶段。临界点C：临界含水量Xc。干燥计算平衡关系与速率关系 干燥机理 水分内部迁移速率远大于表面汽化速率，属于表面汽化控制阶段，其特征为：a.表面维持润湿状态，汽化的水分为非结合水分；b.空气传给湿物料的显热等于水分的汽化热。恒速干燥降速干燥 水分内部迁移速率小于表面汽化速率，属于内部迁移控制阶段，其特征

9、为：a.表面逐渐变干，汽化的水分为结合水分；b.干燥计算平衡关系与速率关系 干燥时间a.恒速干燥阶段Uc：由干燥速率曲线得出或由经验公式计算；Xc：由干燥速率曲线得出或由手册查出。干燥计算平衡关系与速率关系b.降速干燥阶段干燥速率曲线干燥计算平衡关系与速率关系若U与X呈非线性关系，图解积分法或数值积分法求解积分项。总干燥时间：变动干燥条件下干燥时间的计算(自学)干燥设备1.基本要求 保证干燥产品的质量要求；干燥速率快、热效率高；操作控制方便、劳动条件好。2.干燥器类型干燥设备3.厢式干燥器进风排气物料盘加热器风扇小车厢式干燥器：小型的称为烘箱，大型的称为烘房，在常压或真空下间歇操作。厢内设有支架，湿物料放在矩形浅盘内，空气经加热器预热并均匀分配后，平行掠过物料表面，离开物料表面的废气，部分排空，部分循环，与新鲜空气混合后用作干燥介质。厢式干燥器干燥设备风扇加热器装料车进气排气口湿物料干品 在狭长通道内设铁轨，物料放置在一串小车上，小车可以连续地或间歇地在进、出通道。空气连续地在洞道内被加热并强制地流过物料表面，流程可安排成并流或逆流。洞道式干燥器容积大，小车在洞道内停留时间长，适用于具有一定形状的比较大的物料如木材或陶器等的干燥。洞道式干燥器