干燥计算

p
代入式(1)，得 H = 0.622 ϕ ps 。 P − ϕ ps 比容v 三、 比容 H: 单位质量干空气所具有的湿空气体积，即
湿空气体积 , m 3 / kg 干空气质量 m PV = nRT = RT M vH =
V RT = =v m MP
由 得
0 0 0 0 所以 v = m = MP ⋅ RT0 = M ⋅ T0 ⋅ P
二、干燥系统的热效率
η=
蒸发水分所需的热量 Q × 100 % = V × 100 % 向干燥系统输入的总热 量 Q
而
′ Qv = W ( I v 2 − IW 1 ) = W ( r0 + cv t 2 ) − Wc wθ1 = W ( 2490 + 1.88t 2 ) − 4.187θ1W
= W ( 2490 + 1.88t 2 ) (忽略湿物料中水分带入 系统的焓 ) 所以η = W (2490 + 1.88t2 ) ×100% Q
p p s = 0.873kPa , ϕ = = 100 % ps
雾
所以露点就是以水汽分压作为饱和蒸汽压来确定的温度，即
得 所以
H s ,td = 0.622 p s ,t d =
p s ,t d P − p s ,t d
H s ,t d P 0.622 + H s ,t d
t > t as (t w ) > t d t = t as (t w ) = t d
干燥过程的物料衡算与热量衡算
w= 水分质量 × 100% 湿物料质量 水分质量
5-2-1 湿物料中含水量的表示方法
X = 干物料质量 , kg水分 / kg干物料 显然 w = X
1+ X
w X =， 1− w
5-2-2 干燥系统的物料衡算
一、 水分蒸发量 水分蒸发量W
新鲜空气 L, H1 ) ( 干燥产品 G2 , X 2 , G) (
不饱和空气 饱和空气
5-1-2 湿空气的 湿空气的H-I图（湿焓图） 图 湿焓图）
湿空气的状态由两个独立的性质确定，其他性质可以计算，但计算繁琐，有时还要式 差 。工程上为了计算方便，常用算图来表示湿空气各性质之间的关系。下面讨论常用的湿焓 图(H-I图)。 一、 等H线：与纵轴平行 线 二、 等I线：与斜轴平行 线 三、 等t线 线 由 I = (1.01 + 1.88 H )t + 2490 H 得 I = (1.88t + 2490) H + 1.01t I , kJ / kg 干气 上式是以t为参数的直线方程， 且t↑，斜率↑， 所以等t线为一族非平行直线。 H , kg 水 / kg 干气 横轴 ( 斜轴 ) 辅助水平轴 四 、 等ϕ 线 由 = 0.622 ϕ ps H
5-2-4 空气通过干燥器时的状态变化
′ 由 Q = Q p + QD = L ( I 2 − I 0 ) + G ( I 2 − I1′) + QL ′ 得 QD + L ( I1 − I 0 ) = L ( I 2 − I 0 ) + G ( I 2 − I1′) + Q L 一、等焓干燥过程 当 (1) QD = 0 (2)QL = 0 ′ (3)G ( I 2 − I1′) = 0 ，时
c H = c g + Hc v = 1.01 + 1.88 H
五、 焓I： 1kg干空气和其所带的Hkg水汽的焓，即
I = I g + HI v = c g (t − 0) + Hr0 + Hc v (t − 0) = (c g + Hc v )t + Hr0 = c H t + Hr0 = (1.01 + 1.88 H )t + 2490 H
二、 空气消耗量 由上式得： L = 或
l=
G( X 1 − X 2 ) W = H 2 − H1 H 2 − H1
L 1 = W H 2 − H1
，单位空气消耗量，kg干空气/kg水分。
干燥产品流量G 三、 干燥产品流量 2 对干燥器进行干物料衡算 则 G1 (1 − w1 ) = G2 (1 − w2 ) = G 所以 G2 =
E (t d )
C
I
A
t as , t w td
B
D
E F
p H
F ( p)
2．已知一对独立参数，求状态点 (1) t 和tw
A
t
t as , t w
ϕ = 100 %
(2)
t 和td
t
td
A
ϕ = 100 %
(3)
t 和ϕ
A
ϕ
ϕ = 100 %
t
第二节
湿基含水量w 一、 湿基含水量 干基含水量X 二、 干基含水量
H= 水汽质量 mv nM 18 nv p = v v = = 0.622 , kg水汽 / kg干空气 干空气质量 m g ng M g 29 ng P− p
(1)
空气饱和时， H s = 0.622 s 。 P − ps 相对湿度ϕ 二、 相对湿度ϕ： 水汽分压与水的饱和蒸汽压之比，即
ϕ=
p × 100 % ps
又由 I1′ = c1θ1
′ I 2 = c2θ 2
相减，并代入假定(2)，得
′ I 2 − I1′ = c 2θ 2 − c1θ1 = c m (θ 2 − θ1 )
所以
Q = 1.01L (t 2 − t 0 ) + L ( H 2 − H 0 )( 2490 + 1.88t 2 ) + Gc m (θ 2 − θ1 ) + QL = 1.01L (t 2 − t 0 ) + W ( 2490 + 1.88t 2 ) + Gc m (θ 2 − θ1 ) + QL
QD
对预热器进行焓衡算 则
LI 0 + Q p = LI 1 Q p = L ( I1 − I 0 )
对干燥器进行焓衡算 ′ 则 LI 1 + GI1′ + QD = LI 2 + GI 2 + QL
′ 所以 QD = L ( I 2 − I1 ) + G ( I 2 − I1′) + QL ′ 所以 Q = Q p + QD = L ( I 2 − I 0 ) + G ( I 2 − I1′) + QL 为方便，假定 (1) 新鲜空气中水汽的焓等于废气中水汽的焓 即 Iv0 = Iv2 (2) 湿物料进出干燥器时的比热相等，并可取其平均值 即 c1 = c 2 = c m 而 c = c s + Xc w 由 I 0 = I g 0 + H 0 I v 0 = c g t0 + I v 0 H 0
废气( L, H 2 )Байду номын сангаас
湿物料(G1 , X 1 , G)
设L—干空气消耗量，kg干空气/s； G—干物料流量，kg干物料/s； W—水分蒸发量，kg/s； G1、G2—湿物料进出干燥器时的流量，kg湿物料/s。 对干燥器进行水分的物料衡算 则 LH 1 + GX 1 = LH 2 + GX 2
W = G( X 1 − X 2 ) = L( H 2 − H1 )
P − ϕ ps
知当P一定时，给定ϕ时，
H = f ( ps ) = f ′(t )
所以是一族曲线 五、水汽分压线 p 由 H = 0.622 P − p 得 p=
HP = f (H ) 0.622 + H
，(P一定时)
是一条近似直线(H<<0.622)
H-I 图的说明与应用 六、 1．已知空气状态点A，求其他参数 B (H ) C (I ) D (t as or t w )
N = k H S ( H s ,t w − H )
Q = Nrt w
tw
Q
N
ps pw
解之 t w = t − α ( H s ,t − H ) 七、 绝热饱和温度tas 不饱和空气(t，H)在绝热饱和器中与大量的水充分接触，设开始时水与空气温度相同， 因空气不饱和，水必然汽化，汽化所需热量来自空气温度的下降，以及水温的下降。当气温 下降放出的显热等于水分汽化所需潜热时，出口气温和水温维持稳定，该温度即为空气的绝 热饱和温度。
第五章 干
一、 定义 除湿方法 二、
燥
机械法，沉降、过滤 物理化学法，吸附 热能法，即干燥，一种利用热能的除湿方法√
分类 常压干燥 真空干燥 连续干燥 间歇干燥 传导干燥，间接干燥 对流干燥，直接干燥 辐射干燥，电磁波 介电干燥，高频电场 联合干燥
第一节
湿空气的性质及湿度图
5-1-1 湿空气的性质
湿度H（绝对湿度，湿含量） 一、 湿度 （绝对湿度，湿含量）： 单位质量干空气所带的水汽质量，即
t → t as
补充水 t as
w
八、 露点td： 不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度。 p H = 0.622 由
P− p
t = 25°C , t = 15°C , t = 5°C , p = 1.707 kPa , p = 1.707 kPa , p = 0.873kPa , p s = 3.168kPa , ϕ = p s = 1.707 kPa , ϕ = p = 53.88% ps p = 100% ps
I 2 = I g 2 + H 2 I v 2 = cg t2 + I v 2 H 2
相减并代入假定(1)，得
I 2 − I 0 = c g (t 2 − t 0 ) + I v 2 ( H 2 − H 0 ) = c g (t 2 − t 0 ) + ( r0 + cv 2 t 2 )( H 2 − H 0 ) = 1.01(t 2 − t 0 ) + ( 2490 + 1.88t 2 )( H 2 − H 0 )