化工原理下册天津大学柴诚敬43-44学时
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2020/6/3
一、热量衡算基本方程
物料的焓值
I1 cm1
湿物料的 平均比热
容
I2 cm2
I2 I1 cm (2 1)
绝干料的 平均比热
容
水的比 热容
cm csXw ccs 4 .18 X7
2020/6/3
一、热量衡算基本方程
由 Q Q P Q D L ( I 2 I 0 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
作业题: 3、4、5
2020/6/3
=100 ％ 饱和空气线 ❖ 水汽分压线（ p 线） 范围 0～26 kPa
2020/6/3
二、 H －I 图的应用
1.已知状态点求湿空气的参数
已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值：
❖ 湿度 H ❖ 相对湿度
❖ 温度
❖焓I ❖ 水汽分压 p
干球温度t 露点td 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)
气
预热器
QP
L t1
I1 H 1
干燥器
干
燥
产
品
G 2
I
2
QD
干燥器热量衡算示意图
Qp— 预热器消耗热量，kW QD— 干燥器补充热量，kW Q — 2020/6L/3 热损失速率，kW
QL
L t2
废 气
I2 H 2 湿
G
I
1
1
物 料
一、热量衡算基本方程
预热器热量衡算
LI0 Qp LI1
干燥器热量衡算
2020/6/3
一、湿物料的含水量
1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。
湿物料中水分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿含量。
2020/6/3
一、湿物料的含水量
2.干基含水量 干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料
的质量比。
湿物料中水分质量
X
水汽 的焓
的焓
I0cgt0H0Iv0
I2cgt2H2Iv2
Iv0 Iv2
I2I0cg(t2t0)Iv2(H 2H 0)
一、热量衡算基本方程
以0 ℃为基准
Iv2r0cvt2 r0 2490 cv 1.88 cg 1.01
故 I 2 I 0 1 .0 ( t2 1 t0 ) ( 24 1 .8 9 t2 ) 8 H 0 ( 2 H 0 )
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.2.1 湿空气的性质 11.2.2 湿空气的湿度图
2020/6/3
一、 H －I 图的构造
在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个 是独立的，只要确定了湿空气的两个独立参数，湿 空气的状态就确定了。工程上为了方便计算，常将 湿空气各参数标绘成图，称为湿空气的湿度图。
湿物料中绝干物料质量
kg / kg绝干料
两种含水量之间的关系
2020/6/3
w X 1 X
X w 1 w
二、湿物料的比热容 cm
定义 将以 1kg 绝干料为基准的湿物料的温度升 高（或降低）1 ℃ 所吸收（或放出）的热 量
符号 c m
单位 kJ / (kg绝干料·℃)
设 湿物料的干基湿含量为 X
则 cmcsXw c
L1H G1 X L2 H G2X
则 W L ( H 2 H 1 ) G (X 1 X 2 ) kg/s
2020/6/3
单位时间 内
水分蒸发 量
一、物料衡算
2.空气消耗量 L
由 W L ( H 2 H 1 ) G (X 1 X 2 )
得 LG(X1X2) W H2H1 H2H1
kg绝干气/s
则 IIsXw I
2020/6/3
三、湿物料的焓 I
以0℃为基准
设 湿物料的温度为
湿物料的干基湿含量为 X
I c s( 0 ) X w (c 0 )
(csXw c)
则 I (c s 4 .1X 8 )7 c m
2020/6/3
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质 11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
2020/6/3
一、物料衡算
绝干空 气流量
绝干物 料流量
新鲜空气 L H 1
W 干燥器 L H 2 废气
干燥产品
G
G2
X w
2 2
湿物料
G X1 G1 w1
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
湿物料 处理量
2020/6/3
一、物料衡算
1.水分蒸发量W
以1 s 为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥 器作物料衡算
湿空气的 湿度图
2020/6/3
湿度－焓（H－I）图√ 湿度－温度（H－t）图
2020/6/3
湿空气的H－I 图
一、 H －I 图的构造
H－I 图由以下线群组成
❖ 等湿线（等 H 线） 范围 0～0.2 kg/kg绝干气 ❖ 等焓线（等 I 线） 范围 0～680 kJ/kg绝干气 ❖ 等温线（等 t 线） 范围 0～250 ℃ ❖ 等相对湿度线（等 线） 范围 5～100 ％
QPL(I1I0)
Q D L ( I 2 I 1 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
整个系统热量衡算
Q Q P Q D L ( I 2 I 0 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
2020/6/3
一、热量衡算基本方程
由
设 则
2020/6/3
IIgHvIc3
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
二、 H －I 图的应用
2.由两个独立参数确定其它参数 已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的状
态点，继而求出湿空气的各参数值。
❖ 已知温度 t－湿球温度 tW ❖ 已知温度 t－露点 td ❖ 已知温度 t－相对湿度
2020/6/3
绝干料 比热容
水分的 比热容
二、湿物料的比热容 cm
在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水·℃)
故有
cmcs4.18X7
2020/6/3
三、湿物料的焓 I
定义 以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值
符号 I
单位 kJ/kg绝干料
设 绝干料的焓值为 I s
水的焓值为 Iw
单位时间内消耗 的绝干空气量
2020/6/3
一、物料衡算
3.湿物料处理量及干燥产品流量 绝干料衡算
G G 2 (1 w 2 ) G 1 (1 w 1 )
湿物料处理量
G1
G2(1w2) 1w1
kg/s
干燥产品流量
G2
G1(1w1) 1w2
2020/6/3
kg/s
二、热量衡算
新 鲜
L t0
空 I0H 0
2020/6/3
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质
整理得
Q 1 . 0 L ( t 2 1 t 0 ) G m ( 2 c 1 ) W ( 2 1 4 . 8 t 2 ) 9 8 Q L0
加热 空气
加热 物料
蒸发 损失 水分 热量
2020/6/3
练习题目
思考题
1.H －I 图的构造如何，如何由湿空气的状态
点确定其状态参数？ 2.如何对干燥系统进行物料衡算？ 3.热量衡算的基本方程式是如何获得的？
2020/6/3
单位时间内消耗 的绝干空气量
一、物料衡算
设 绝干空气消耗量为 L 湿空气的湿度为 H1
则 湿空气(新鲜空气)的消耗量为
L0L(1H1) kg新鲜气/s
湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为
V LvH
m3新鲜气/s
2020/6/3
一、物料衡算
单位空气消耗量为
l L 1 W H2 H1
kg绝干气/ kg 水
一、热量衡算基本方程
物料的焓值
I1 cm1
湿物料的 平均比热
容
I2 cm2
I2 I1 cm (2 1)
绝干料的 平均比热
容
水的比 热容
cm csXw ccs 4 .18 X7
2020/6/3
一、热量衡算基本方程
由 Q Q P Q D L ( I 2 I 0 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
作业题: 3、4、5
2020/6/3
=100 ％ 饱和空气线 ❖ 水汽分压线（ p 线） 范围 0～26 kPa
2020/6/3
二、 H －I 图的应用
1.已知状态点求湿空气的参数
已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值：
❖ 湿度 H ❖ 相对湿度
❖ 温度
❖焓I ❖ 水汽分压 p
干球温度t 露点td 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)
气
预热器
QP
L t1
I1 H 1
干燥器
干
燥
产
品
G 2
I
2
QD
干燥器热量衡算示意图
Qp— 预热器消耗热量，kW QD— 干燥器补充热量，kW Q — 2020/6L/3 热损失速率，kW
QL
L t2
废 气
I2 H 2 湿
G
I
1
1
物 料
一、热量衡算基本方程
预热器热量衡算
LI0 Qp LI1
干燥器热量衡算
2020/6/3
一、湿物料的含水量
1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。
湿物料中水分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿含量。
2020/6/3
一、湿物料的含水量
2.干基含水量 干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料
的质量比。
湿物料中水分质量
X
水汽 的焓
的焓
I0cgt0H0Iv0
I2cgt2H2Iv2
Iv0 Iv2
I2I0cg(t2t0)Iv2(H 2H 0)
一、热量衡算基本方程
以0 ℃为基准
Iv2r0cvt2 r0 2490 cv 1.88 cg 1.01
故 I 2 I 0 1 .0 ( t2 1 t0 ) ( 24 1 .8 9 t2 ) 8 H 0 ( 2 H 0 )
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.2.1 湿空气的性质 11.2.2 湿空气的湿度图
2020/6/3
一、 H －I 图的构造
在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个 是独立的，只要确定了湿空气的两个独立参数，湿 空气的状态就确定了。工程上为了方便计算，常将 湿空气各参数标绘成图，称为湿空气的湿度图。
湿物料中绝干物料质量
kg / kg绝干料
两种含水量之间的关系
2020/6/3
w X 1 X
X w 1 w
二、湿物料的比热容 cm
定义 将以 1kg 绝干料为基准的湿物料的温度升 高（或降低）1 ℃ 所吸收（或放出）的热 量
符号 c m
单位 kJ / (kg绝干料·℃)
设 湿物料的干基湿含量为 X
则 cmcsXw c
L1H G1 X L2 H G2X
则 W L ( H 2 H 1 ) G (X 1 X 2 ) kg/s
2020/6/3
单位时间 内
水分蒸发 量
一、物料衡算
2.空气消耗量 L
由 W L ( H 2 H 1 ) G (X 1 X 2 )
得 LG(X1X2) W H2H1 H2H1
kg绝干气/s
则 IIsXw I
2020/6/3
三、湿物料的焓 I
以0℃为基准
设 湿物料的温度为
湿物料的干基湿含量为 X
I c s( 0 ) X w (c 0 )
(csXw c)
则 I (c s 4 .1X 8 )7 c m
2020/6/3
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质 11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
2020/6/3
一、物料衡算
绝干空 气流量
绝干物 料流量
新鲜空气 L H 1
W 干燥器 L H 2 废气
干燥产品
G
G2
X w
2 2
湿物料
G X1 G1 w1
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
湿物料 处理量
2020/6/3
一、物料衡算
1.水分蒸发量W
以1 s 为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥 器作物料衡算
湿空气的 湿度图
2020/6/3
湿度－焓（H－I）图√ 湿度－温度（H－t）图
2020/6/3
湿空气的H－I 图
一、 H －I 图的构造
H－I 图由以下线群组成
❖ 等湿线（等 H 线） 范围 0～0.2 kg/kg绝干气 ❖ 等焓线（等 I 线） 范围 0～680 kJ/kg绝干气 ❖ 等温线（等 t 线） 范围 0～250 ℃ ❖ 等相对湿度线（等 线） 范围 5～100 ％
QPL(I1I0)
Q D L ( I 2 I 1 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
整个系统热量衡算
Q Q P Q D L ( I 2 I 0 ) G ( I 2 I 1 ) Q L
2020/6/3
一、热量衡算基本方程
由
设 则
2020/6/3
IIgHvIc3
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
二、 H －I 图的应用
2.由两个独立参数确定其它参数 已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的状
态点，继而求出湿空气的各参数值。
❖ 已知温度 t－湿球温度 tW ❖ 已知温度 t－露点 td ❖ 已知温度 t－相对湿度
2020/6/3
绝干料 比热容
水分的 比热容
二、湿物料的比热容 cm
在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水·℃)
故有
cmcs4.18X7
2020/6/3
三、湿物料的焓 I
定义 以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值
符号 I
单位 kJ/kg绝干料
设 绝干料的焓值为 I s
水的焓值为 Iw
单位时间内消耗 的绝干空气量
2020/6/3
一、物料衡算
3.湿物料处理量及干燥产品流量 绝干料衡算
G G 2 (1 w 2 ) G 1 (1 w 1 )
湿物料处理量
G1
G2(1w2) 1w1
kg/s
干燥产品流量
G2
G1(1w1) 1w2
2020/6/3
kg/s
二、热量衡算
新 鲜
L t0
空 I0H 0
2020/6/3
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
I
A % t
tW tas td
p
H
2020/6/3
已知状态点求湿空气的参数
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质
整理得
Q 1 . 0 L ( t 2 1 t 0 ) G m ( 2 c 1 ) W ( 2 1 4 . 8 t 2 ) 9 8 Q L0
加热 空气
加热 物料
蒸发 损失 水分 热量
2020/6/3
练习题目
思考题
1.H －I 图的构造如何，如何由湿空气的状态
点确定其状态参数？ 2.如何对干燥系统进行物料衡算？ 3.热量衡算的基本方程式是如何获得的？
2020/6/3
单位时间内消耗 的绝干空气量
一、物料衡算
设 绝干空气消耗量为 L 湿空气的湿度为 H1
则 湿空气(新鲜空气)的消耗量为
L0L(1H1) kg新鲜气/s
湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为
V LvH
m3新鲜气/s
2020/6/3
一、物料衡算
单位空气消耗量为
l L 1 W H2 H1
kg绝干气/ kg 水