化工原理-干燥-讲稿

Cg HCv t Hr0
(1.011.88H )t 2490H
6、干球温度t和湿球温度 t
1）干球温度 用普通温度计测得的湿空气的真实温度
2）湿球温度 湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达
到平衡或稳定时所显示的温度。
2020/8/1
大量的 湿空气
t, H
t
tw
水
2020/8/1
2020/8/1
二、干燥方法
1、传导干燥
热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料 被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多 缺点：与传热壁面接触的物料易局部过热而变质，受热不 均匀。
2、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
2020/8/1
料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
2020/8/1
A
2020/8/1
A td
A %
2020/8/1
例：已知湿空气的干球温度t=30℃，相对湿度φ=0.6，求
湿空气的湿度H，露点td、tas、tw。
A 0.6
t=30
C D
100%
等焓线
2020/8/1
H=0.016kg/kg干气
第5章 干燥 Drying
和直观，通常使用湿度图。
等相对 湿度线
等湿线
等温线
等焓线
2020/8/1
p-H线
2、湿度图的应用
1）由测出的参数确定湿空气的状态 a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球温度tw，确 定该空气的状态点A(t,H)。 b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点A(t,H)。 c）水与空气系统中，已知t和φ，求原始状态点A的位置 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气 的其他参数和性质
不饱和空气：t tas(t ) td
饱和空气： t tas (t ) td
2020/8/1
二、湿度图及其应用
（2个独立参数，确定湿空气的状态）
1、H-I图 （湿度-焓图）
•P •坐标轴 •五条线
-等湿线 –等焓线 –等干球温度线 –等相对湿度线 –水蒸汽分压线
2020/8/1
湿空气参数的计算比较繁琐，甚至需要试差。为了方便
缺点：热利用率低。
5、联合干燥
2020/8/1
三、对流干燥的传热传质过程
对流干燥中，传热和传质同时发生
1、传热过程
干燥介质 Q 湿物料表面 Q 湿物料内部
2、传质过程
湿物料内部 湿分 湿物料表面 湿分 干燥介质
2020/8/1
第5章 干燥 Drying
第二节 湿空气的性质和湿焓
图
一、湿空气的性质 二、湿度图及其应用
常压下，将湿空气中1Kg绝干空气及相应水汽的温度升
高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量，称为湿比热。
2020/8/1
cH cg Hcv
cH 1.011.88H
cH f H
5、湿空气的焓 I
湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。
2020/8/1
I Ig HIV
I Cgt HCvt Hr0
3、介电加热干燥
将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作 用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。 缺点：费用大。
2020/8/1
4、对流干燥
热能以对流给热的方式由热干燥介质（通常热空气）传给湿 物料，使物料中的水分汽化。物料内部的水分以气态或液态 形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至干燥介 质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。
第5章 干燥 Drying
第一节 概述
一、去湿及其方法 二、干燥方法 三、对流干燥的传热传质过程
2020/8/1
一、除湿及其方法
1、何为去湿？
从物料中脱除湿分的过程称为除湿。 湿分：不一定是水分！（水分或化学溶剂）
2、除湿方法
机械除湿法 ：挤压（拧衣服、过滤） 吸附法：用干燥剂吸附（硅胶、无水CaCl2等） 干燥法：加热
大量的 湿空气
t, H
Q,
t
tw
水
N,k
表面水的 分压高
2020/8/1
水向空气 主体传递
蒸发时 需要吸热
t f t, H
自身降温
7、绝热饱和冷却温度 tas
2020/8Βιβλιοθήκη 1水分向空 绝热 空气降气中汽化
温增湿
焓 不 变
tas
饱和
对于空气~水系统，
tas t
注意：绝热饱和温度与湿球温度的区别和联系！
2020/8/1
8、露点 td
将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度
相应的湿度称为饱和湿度 H s,td
H s,td
0.622 ps,td P ps,td
ps,td
Hs,td P
0.622 Hs,td
HP 0.622 H
2020/8/1
对于水蒸汽~空气系统，干球温度、绝热饱和温度和 露点间的关系为：
2020/8/1
一、湿空气的性质
1、湿度H（ humidity）
湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比 ，又称湿含量。
H
湿空气中水汽的质量 湿空气中绝干空气的质量
nwM w ng M g
对于水蒸气~空气系统：
H 18 nw 0.622nw
29 ng
ng
nw pw ng P pw
2020/8/1
3、比体积 vH
在湿空气中，1kg绝干空气体积和相应水汽体积之和， 又称湿容积。
2020/8/1
vH
m3绝干空气 m3水汽 kg绝干气
vH
1 29
H 22.4 18
273 t 273
1.013105 P
0.772 1.244H 273 t 1.013105
273
P
4、比热容 cH
pw 100%
ps
相对湿度代表湿空气的不饱和程度，Ф愈低，表明该空气 偏离饱和程度越远，干燥能力越大。φ=1，湿空气达到饱 和，不能作为干燥介质。
2020/8/1
将 pw 100% 代入 H 0.622 pw
ps
P pw
H 0.622 ps P ps
在总压一定时 f T, H
H 0.622 pw P pw
H f P, pw
当湿空气中水汽分压pw等于该空气温度下的饱和蒸汽压ps时 ，其湿度称为饱和湿度，用Hs表示。
HS
0.622 ps P ps
HS f (P,t)
2020/8/1
2、相对湿度百分数φ（ relative humidity）
在总压P一定的条件下，湿空气中水蒸气分压pw与同温度 下的饱和蒸汽压ps之比。