化工原理王洪泰第20授课单元--干燥

pd H = 0.622 = f (t d ) P − pd
pd：td下的饱和蒸汽压。
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3. 湿球温度 tw
湿球温度计在空气中(绝热条件下)所显示的稳定温度。 湿球温度计：温度计的感温球用纱布包裹，纱布用水 保持湿润，这支温度计为湿球温度计。 不饱和空气的湿球温度 tw低于干球温度 t。
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Hw − H α =− tw − t k H rw tw = t − k H rw
α
(H w − H )
• 空气—水体系，
k
α
H
≈ cH
，t
w
= t as
• 空气—甲苯体系， k
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α
H
> c H ，tw > tas
当空气为不饱和状态：t > tw (= tas) > td； 当空气为饱和状态： t = tw (= tas) = td。
本单元书面作业: 10-1, 10-2 下次课内容： 二、 空气的湿度图及其应用
α
(H w − H )
式中： α ：空气至湿纱布的对流传热系数，W/m2 •℃；
k H ：以湿度差为推动力的传质系数，kg/m2 •s•ΔH；
rw
：水在湿球温度tw时的汽化潜热，kJ/kg水；
H w ：湿空气在温度为tw下的饱和湿度，kg水/kg干气；
H
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：空气的湿度， kg水/kg干气。
tW = f ( t , H )
cH = ca + cW H = 1.01 + 1.88 H = f ( H )
式中
ca ：干空气比热 = 1.01 kJ/kg干气• ℃ cW ：水汽比热 = 1.88 kJ/kg水汽• ℃
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焓（热含量）I
[kJ/kg干气]
定义：（1kg干空气焓 + Hkg水汽焓）/1 kg干空气。 计算基准： 以0℃干空气及0℃液态水的焓值为0作基准。
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• 干燥分类 根据供热方式不同，干燥可分为以下四种情况： 对流干燥： 干燥介质（通常是空气）与湿物料直接接触， 干燥介质 以对流方式加热湿物料,使湿分(水分)汽化， 并带走所产生蒸汽。 传导干燥： 热能通过壁面以传导方式加热物料(举例) 辐射干燥： 热能以电磁波的形式射到湿物料。 介电加热干燥： 将湿物料置于高频电场内，使其被加热。
0.05
一、湿空气的性质
φ=1.0 φ=0.9 0.04
0.03
φ=0.6
0.02
φ=0.3
0.01
φ=0.2 φ=0.1
2
0 0 10 20 30 40
• 干燥定义 固中有液谓之 “湿物料”。 在化工生产中，一些固体物料可能混有大量的湿分， 将湿分从物料中去除的过程，称为去湿。 去湿的分类： 机械去湿：用机械方法去湿。（省能。） 热能去湿(干燥): 借热能汽化物料中湿分 (耗能大！）
总压力： 随意
另外：湿空气（普通）密度
kg 湿气 ρ = m 3 湿气 = 1 + H
υ
H
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(四) 温度类性质 1. 干球温度 t 干球温度t是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。 2. 露点温度td 定义：一定压力下，将不饱和空气等湿(H不变) 降温至饱和(φ=1)时的温度。 湿度H与露点 td 的关系： 总压p一定
第十三章 第一节 第二节 第三节 第四节
干燥
湿空气的性质与湿度图 干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥速率与干燥时间 干燥器
0.05 φ=1.0 φ=0.9 0.04
0.03
φ=0.6
0.02
φ=0.3
0.01
φ=0.2 φ=0.1
0 0 10 20 30 40
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第十三章 干燥 第一授课单元（总第二十授课单元） 干燥概述 第一节 湿空气的性质与湿度图
I = [0 C水 ⎯⎯ → t oC汽热量] + [0o C气 ⎯直接 → t oC气热量] ⎯ ⎯ ⎯
o 0 o C汽
− − − − − H千克 − − − − −
ห้องสมุดไป่ตู้
− − − −1千克 − − − −
I = 2492 H + (1.01 + 1.88H ) t = r0 H + cH t
思考:(1)湿空气中水汽含量甚微，是否意味着其焓可略？ (2)湿空气中CO2 含量甚微，是否意味着其焓可略？ 12
273 + t υ H = (0.773 + 1.244 H ) = f (H , t) 273 总压力：
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1atm
关于比容的另一种算法:
22.4 ⎛ p ⎜ vH = 29 ⎜ p − pW ⎝ ⎞⎛ 273 + t ⎞ ⎟⎜ ⎟⎝ 273 ⎟ ⎠ ⎠
22.4 ⎛ p ⎞⎛ 273 + t ⎞ ⎜ vH = H * ⎜ p ⎟⎜ 273 ⎟ 18 ⎝ W ⎟⎝ ⎠ ⎠
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• 干燥目的 * 便于贮存运输 * 满足工艺要求 • 干燥实例 请同学们结合自己专业举例
药品, 奶粉
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第一节
湿空气的性质与湿度图
一、湿空气的性质
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(一)水分含量 1. 湿度（湿含量）H 定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。 湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。 kg水汽 H : kg绝干空气 2. 水汽分压p’w 总压P=1atm，其中水汽分压占多少？可以很大吗？ 关系：
∴ t as = f (t，H )
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tw 与 tas 数值上的差异取决于α/kH 与cH两者之间的差别。
Hw − H α =− tw − t k H rw tw = t − k H rw
H as − H c =− H t as − t ras t as = t − ras ( H as − H ) cH
0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0
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H
0.1 0.2 0.5 0.7 1
动画演示．
t
50 100 150
ϕ=
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pw pS
× 100%
即：
ϕ = f ( pw，t )
当 φ =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质； 当 φ <1时： pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
思考： t 增加， H, pw, φ如何变？ 相对湿度 φ 与湿度 H 的关系： ϕ ps H = 0.622 ∴ H = f (ϕ，t ) P − ϕ ps
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18nw pw H= = 0.622 29ng P − pw
特例：当湿空气中水蒸汽分压 pw 恰好等于同温度下 水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达到饱和， 此时的湿度H为饱和湿度Hs。
pS H S = 0 .622 P-p S
3. 相对湿度ϕ 定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pw与 同温度下水的饱和蒸汽压ps之比（百分数）。
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φ易测量，H: 难直接测量．
【例13-1,2】湿空气中水的蒸汽分pw=17.5mmHg， 总压 P=760mmHg，求 (1) 湿度H; (2) 20℃ 时的相对湿度ϕ ； (3) 若空气分别被加热50℃和70℃，求ϕ值 。 本作为课堂讨论和练习
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(二) 焓和热容 湿比热 cH [kJ/kg干气•℃] 定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。
(三) 湿空气的比容（湿容积）υH [m3湿空气/kg干气] 定义：每单位质量绝干空气中所具有的湿空气（绝干 空气和水蒸汽）的总体积。
υ H = υa + υw H
22.41 273 + t 273 + t υa = × = 0.773 × 29 273 273
22.41 273 + t 273 + t υw = × = 1.244 18 273 273
4. 绝热饱和温度tas 定义：空气绝热增湿至饱和时的温度。 绝热饱和器工作原理分析：
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经过以上分析可知，在空气绝热增湿过程中，空气失 去的显热与汽化水分带来的潜热相等.
H as − H cH =− t as − t ras t as = t − ras ( H as − H ) cH
ras ：tas温度下水的汽化潜热，kJ/kg水； Has：空气的绝热饱和湿度，kg水/kg干气； cH ：湿空气的比热， kJ/kg干气• ℃