干燥过程的设计计算
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– 空气得到了加热 ( 其中包括原始所含水气 ) – 物料得到了加热 ( 其中包括残存的水分 ) – 热损失 – 水分从物料转移到空气所消耗的热量 (Q1)
• 热效率的定义 :=Q1/(QP+QD)
热效率 (2): Q1 的计算
• 蒸发转移的水量 W=L(H2-H0) • 这些水分进入干燥器时的焓 WCwaterT1’ • 这些水分离开干燥器时的焓 W(ro+Cvapor T2) • Q1= L(H2-H1)(ro+CvaporT2-CwaterT1’)
热效率 (3):
？
定义合理吗 ? 越高越好吗
• 空气得到了加热 ( 包括其中原始所含水气 ): 被 认为是热量的浪费 !? • 而只有当 T2=T0 时才没有部分的浪费 ( 任何时候 都能到 T0 吗 ?). • 此时所需的 L 如何变化 ? • 出口空气的相对湿度将如何变化 ? • 这将导致设备费用如何变化？
• 气相中热质同时传递 • 固体中热质同时传递 • 蒸发面积连续发生变化
– 不能估算临界含水量
3. 干燥条件的确定
• 给定的条件
– Gc, X1, T1’ – X2, T2’ – To, H1 ( 当时当地 , 废气循环 )
• 需要确定的参数
– – – – L(H2), T1, T2 任意给定两个 , 其余两个随之确定 eg1 T1, T2 >> H2 >>L eg2 L, T1 >> H2 >> T2
– 增加 ? – 慢（推动力，传质传热系数） , 长度； – 气量（？），直径
• 影响产品质量吗 ?
湿焓图
I1 I2 I 1 T1 0 100 ％ To 0 Io H 1
H0 (H1)
H2
2.3 干燥时间
• 根据干燥实验确定 . • 理论计算 :
– 可以通过传热方程估算 Uc Nr=Q=(T-Tw) 恒定干燥条件的假设 – 不能估计降速阶段的速度 ( 或者说太难了 )
L To Ho L T1 H1 L T2 H2 heater dryer
Heater
dryer
Gc X2
Gc X1
请与各干燥设备相对应。
适用场合 (?)
• • • • • 物料的耐温性能较差时 ? 物料干得太快出现龟裂时 ? 要求物料出口含水量较小时 ? 希望干燥速度快 , 又不怕高温时 ? 废气循环 ?
2. 参数计算
• t ( 干燥时间 ) …… 动力学 • L ( 所用空气量 )…… 物料衡算 • Q ( 所需热量 ) …… 热量衡算
2.1 空气用量
• 物料衡算
L Gc X / H
2.2 热量计算
L To Io Ho QP L T1 I1 H1 Gc X2 T2’ Gc X1 T1’ QL L T2 I2 H2 QD
湿焓图
I1 I2 I
• QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’ • I1’= GcCsT1’+ GcX1CwT1’ • I2’= GcCsT2’+ GcX1CwT2’ 1
1
T1
0
To
0 Io H
H0 (H1)
H2
热效率 (1)
• 加入的热量 : QP+QD • 热量消耗的地方 :
第六节 干燥过程的设计计算
1. 流程设计 2. 参数计算 3. 操作条件的确定
1. 流程设计
• 加热器 (Heater) 和干燥器 (Dryer) • 加热器 :
– 提高温度 , 降低相对湿度 , 提高载热和载湿能力 . – 连续操作
• 干燥器 :
– 间歇操作 – 连续操作
并流 , 逆流 , 错流的干燥操作
参数计算与设备之间的关系
• t( 干燥时间 ) • …… 长度 ( 连续干燥时 ) • L( 所用空气量 ) • …… 直径 • Q( 所需热量 ) • …… 换热器的面积
作业
1. 试作等焓干燥时的操作线 , 操作线该如 何定义 ? 2. 热效率 3. 预习 下周的作业 1 （下次讨论） ( 单号按并流考虑 ; 双号按逆流考虑 )
• 预热器
Qp = L (I1-Io)
• 干燥器 • QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’
2.2 热量计算
L To Io Ho QP L T1 I1 H1 Gc X2 T2’ Gc X1 T1’ QL L T2 I2 H2 QD
• QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’ • 其中 , 物料的焓的基准为 0°C 绝干物料 . • I1’= GcCsT1’+ GcX1CwT1’
• 热效率的定义 :=Q1/(QP+QD)
热效率 (2): Q1 的计算
• 蒸发转移的水量 W=L(H2-H0) • 这些水分进入干燥器时的焓 WCwaterT1’ • 这些水分离开干燥器时的焓 W(ro+Cvapor T2) • Q1= L(H2-H1)(ro+CvaporT2-CwaterT1’)
热效率 (3):
？
定义合理吗 ? 越高越好吗
• 空气得到了加热 ( 包括其中原始所含水气 ): 被 认为是热量的浪费 !? • 而只有当 T2=T0 时才没有部分的浪费 ( 任何时候 都能到 T0 吗 ?). • 此时所需的 L 如何变化 ? • 出口空气的相对湿度将如何变化 ? • 这将导致设备费用如何变化？
• 气相中热质同时传递 • 固体中热质同时传递 • 蒸发面积连续发生变化
– 不能估算临界含水量
3. 干燥条件的确定
• 给定的条件
– Gc, X1, T1’ – X2, T2’ – To, H1 ( 当时当地 , 废气循环 )
• 需要确定的参数
– – – – L(H2), T1, T2 任意给定两个 , 其余两个随之确定 eg1 T1, T2 >> H2 >>L eg2 L, T1 >> H2 >> T2
– 增加 ? – 慢（推动力，传质传热系数） , 长度； – 气量（？），直径
• 影响产品质量吗 ?
湿焓图
I1 I2 I 1 T1 0 100 ％ To 0 Io H 1
H0 (H1)
H2
2.3 干燥时间
• 根据干燥实验确定 . • 理论计算 :
– 可以通过传热方程估算 Uc Nr=Q=(T-Tw) 恒定干燥条件的假设 – 不能估计降速阶段的速度 ( 或者说太难了 )
L To Ho L T1 H1 L T2 H2 heater dryer
Heater
dryer
Gc X2
Gc X1
请与各干燥设备相对应。
适用场合 (?)
• • • • • 物料的耐温性能较差时 ? 物料干得太快出现龟裂时 ? 要求物料出口含水量较小时 ? 希望干燥速度快 , 又不怕高温时 ? 废气循环 ?
2. 参数计算
• t ( 干燥时间 ) …… 动力学 • L ( 所用空气量 )…… 物料衡算 • Q ( 所需热量 ) …… 热量衡算
2.1 空气用量
• 物料衡算
L Gc X / H
2.2 热量计算
L To Io Ho QP L T1 I1 H1 Gc X2 T2’ Gc X1 T1’ QL L T2 I2 H2 QD
湿焓图
I1 I2 I
• QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’ • I1’= GcCsT1’+ GcX1CwT1’ • I2’= GcCsT2’+ GcX1CwT2’ 1
1
T1
0
To
0 Io H
H0 (H1)
H2
热效率 (1)
• 加入的热量 : QP+QD • 热量消耗的地方 :
第六节 干燥过程的设计计算
1. 流程设计 2. 参数计算 3. 操作条件的确定
1. 流程设计
• 加热器 (Heater) 和干燥器 (Dryer) • 加热器 :
– 提高温度 , 降低相对湿度 , 提高载热和载湿能力 . – 连续操作
• 干燥器 :
– 间歇操作 – 连续操作
并流 , 逆流 , 错流的干燥操作
参数计算与设备之间的关系
• t( 干燥时间 ) • …… 长度 ( 连续干燥时 ) • L( 所用空气量 ) • …… 直径 • Q( 所需热量 ) • …… 换热器的面积
作业
1. 试作等焓干燥时的操作线 , 操作线该如 何定义 ? 2. 热效率 3. 预习 下周的作业 1 （下次讨论） ( 单号按并流考虑 ; 双号按逆流考虑 )
• 预热器
Qp = L (I1-Io)
• 干燥器 • QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’
2.2 热量计算
L To Io Ho QP L T1 I1 H1 Gc X2 T2’ Gc X1 T1’ QL L T2 I2 H2 QD
• QD+LI1+GcI1’= QL + LI2+GcI2’ • 其中 , 物料的焓的基准为 0°C 绝干物料 . • I1’= GcCsT1’+ GcX1CwT1’