第五章 干燥(下册)

2011-11-28 6
I = I g + HI v
Ig
—干空气的焓，kJ/kg干空气； 干空气的焓， 干空气； 干空气的焓 干空气 —水气的焓，kJ/kg水气。 水气的焓， 水气。 水气的焓 水气
Iv
I = c H t + Hr0 = (1.01 + 1.88H )t + 2490 H (重点）
c H = c g + Hcv = 1.01 + 1.88H (重点)
c g 绝干空气的比热，其值约为 ─绝干空气的比热 其值约为1.01kJ/（㎏干空气 ℃） 绝干空气的比热， （㎏干空气 （㎏干空气·℃
水气的比热， （㎏水气 水气的比热 其值约为1.88kJ/（㎏水气 ℃） （㎏水气·℃ cv─水气的比热，其值约为 五、焓 湿空气中1kg绝干空气的焓及所带 绝干空气的焓及所带Hkg水气的焓之和为湿空气 湿空气中 绝干空气的焓及所带 水气的焓之和为湿空气 表示， 的焓，或称湿空气的热含量，用符号I表示 单位是kJ/kg干空 的焓，或称湿空气的热含量，用符号 表示，单位是 干空 气。
2011-11-28 7
六、干球温度
t
和湿球温度 t w
对于某一定干球温度的湿 空气，其相应的温度越低， 空气，其相应的温度越低，湿 球温度值越低， 球温度值越低，并且干球温度 大于湿球温度 而对于饱和湿空 气而言， 气而言，其湿球温度与干球温 度相等。 度相等。
Q = αS (t − t w )
5
2011-11-28
四、比热容 也称湿比热。在常压下， 干空气和所带H 也称湿比热。在常压下，将1kg 干空气和所带 kg 水气温度升 或降低） ℃所要吸收（或放出）的热量，称为湿比热， 高（或降低）1℃所要吸收（或放出）的热量，称为湿比热， 简称比热。用符号C 表示，单位是kJ/（㎏干空气·℃ （㎏干空气 简称比热。用符号 H表示，单位是 （㎏干空气 ℃）
G = G1 (1 − w1 ) = G2 (1 − w2 )
1 − w2 G1 = G2 1 − w1
1 − w1 G2 = G1 1 − w2
w1 − w2 w1 − w2 W = G1 − G2 = G1 = G2 1 − w2 1 − w1
（重点） 重点）
2011-11-28 17
若以干基含水量表示，则水分蒸发量可用下式计算， 若以干基含水量表示，则水分蒸发量可用下式计算，
湿物料中水分的质量 w= × 100% 湿物料的总质量
二、干基含水量Ｘ 干基含水量Ｘ 是以湿物料中绝对干物料为计算基准的水分的质量比， 即湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比。
湿物料中水分的质量 X = 湿物料中绝干物料的质量
2011-11-28 15
w X = 1− w
一、水分蒸发量W 水分蒸发量
2011-11-28
3
第一节
一、湿度
湿空气的性质及湿度图
5-1-1 湿空气的性质
又称为湿含量。 又称为湿含量。它以湿空气中所含水蒸气的质量与绝对干空气 的质量之比表示，用符号Ｈ表示， 水气/kg干空气 的质量之比表示，用符号Ｈ表示，其单位为 kg水气 干空气 水气
nv M v pv 湿空气中 水气 的质量 H= = = 0.622 (重点） 湿空气中绝干空气的质 量 n g M g P − pv
QP
一、预热器的加热量 预热器的加热量
QP 计算
QD
LI 0 + QP = LI 1
2011-11-28 19
QP = L( I 1 − I 0 ) = L(1.01 + 1.88H 0 )(t1 − t 0 )
（重点） 重点）
QP
——预热器的传热量，kw。 预热器的传热量， 。 预热器的传热量
二、干燥器的热量衡算
′ QD = L( I 2 − I 1 ) + G ( I 2 − I 1′ ) + QL
′ LI 1 + GI 1′ + QD = LI 2 + GI 2 + QL
干燥器内补充的热量， 干燥器内补充的热量 QD ——干燥器内补充的热量，kw QL——干燥器热损失，kw 干燥器热损失， 干燥器热损失 物料的焓是以0℃为基准时 物料的焓是以 ℃为基准时1kg绝干物料及其所含水分两者焓 绝干物料及其所含水分两者焓 之和， 绝干物料表示。 之和，以kJ/kg绝干物料表示。 绝干物料表示
18
2011-11-28
5-2-3
干燥系统的热量衡算
通过干燥系统的热量衡算，可以求得：（1 预热器消耗的热量； 通过干燥系统的热量衡算，可以求得：（1）预热器消耗的热量； ：（ 向干燥器补充的热量；（ ；（3 干燥过程消耗的总热量。 （2）向干燥器补充的热量；（3）干燥过程消耗的总热量。
QL
L 预热器 H 0 ， t0 ， I 0 G2 X2，θ2，I2’ L，H1，t1，I1 ， 干燥器 G1 X1，θ1，I1’ L，H2，t2，I2 ，
2011-11-28
2
常压干燥 干燥 真空干燥
连续干燥 干燥 间歇干燥
传导干燥 干燥 对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥
本章以对流干燥为主要讨论内容， 本章以对流干燥为主要讨论内容，且仅限于以热空气为干燥介质 和除去的湿分为水。 和除去的湿分为水。 对流干燥的特点： 对流干燥的特点： 热量和质量同时进行 反方向传递
2011-11-28
I ′ = c sθ + Xc wθ = (c s + Xc w )θ = c mθ
20
绝干物料的比热容， .℃)； 绝干物料的比热容 .℃) c s ——绝干物料的比热容，J/(kg.℃)；
2011-11-28 16
W——水分蒸发量，kg/h； 水分蒸发量， 水分蒸发量 ； L——干空气的质量流量，kg干空气 。 干空气的质量流量， 干空气 干空气/h。 干空气的质量流量 若不计干燥过程中物料损失量， 若不计干燥过程中物料损失量，则在干燥前后物料中绝对干 料的质量不变， 料的质量不变，即
常压下某湿空气的温度为30 、湿度为0.025kg水/kg(绝 例5-1 常压下某湿空气的温度为 oC、湿度为 水 绝 干气）。试求：（ ） 湿空气的相对湿度；（ 水气分压； ；（2） 干气）。试求：（1） 湿空气的相对湿度；（ ）水气分压； ）。试求：（ ；（4）湿空气的比热容；（ ；（5） （3）湿空气的比体积；（ ）湿空气的比热容；（ ）湿空气的 ）湿空气的比体积；（ 焓。若将上述空气加热到50oC，上述参数哪些将发生变化，变 若将上述空气加热到 ，上述参数哪些将发生变化， 化趋势如何？ 化趋势如何？
第五章 干燥
本章重点： 本章重点：干燥过程的物料衡算和热量衡算
2011-11-28
1
固体去湿方法 1．机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法 ．机械去湿法：即通过过滤、压榨、 湿分。 没有相变，能耗低，去湿不完全） 除去 湿分。 （没有相变，能耗低，去湿不完全） 2．物理去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收湿 ．物理去湿法：用吸湿性物料如石灰、 只适用除去少量的湿分） 分。（只适用除去少量的湿分） 3.热能去湿法： 即借助热能使溶剂从物料中汽化 并排除所生 热能去湿法： 即借助热能使溶剂从物料中汽化,并排除所生 热能去湿法 成的蒸气来除去湿分。 （有相变，能耗高，去湿完全） 成的蒸气来除去湿分。 有相变，能耗高，去湿完全） 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化， 用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，以此来除去固体物料 中湿分的操作，称为固体的干燥。 中湿分的操作，称为固体的干燥。 干燥的目：是为了使物料便于运输、加工处理，贮藏和使用。 干燥的目：是为了使物料便于运输、加工处理，贮藏和使用。
2011-11-28
4
二、相对湿度百分数
pv ϕ= ×100% pS
ϕ =1
ϕ =0
湿空气为饱和空气 湿空气为绝干空气
ϕp S H = 0.622 (重点） P − ϕp S 3 m 湿空气 vH = 三、比体积 vH kg干空气
（湿容积） 湿容积）
1 H 273 + t 1.013 × 10 5 v H = v g + Hvv = ( + ) × 22.4 × × 29 18 273 P 273 + t 1.013 × 10 5 = (0.772 + 1.244 H ) × × (重点） 273 P
Q = Nrt w
( H S ,t w − H ) = t − rt w cH ( H S ,t w − H )
8
N = k H S ( H S ,t w − H )
tw = t −
2011-11-28
k H rt w
α
七、绝热饱和温度 t as 湿 空气的绝热饱和冷却过 程是等焓过程
I 1 = c H t + Hr00 I 2 = c H t as + H as r00
r t as = t − ( H as − H ) cH
0 0
tw = t −
2011-11-28
rt w
cH
( H ,t w − H )
对于空气—水系统， 对于空气 水系统，湿球温度与绝热饱 水系统 和温度近似相等
9
八、露点
td
不饱和的湿空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却， 不饱和的湿空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却，达到饱和状态 时的温度，称为该湿空气的露点， 表示。 时的温度，称为该湿空气的露点，用符号 t d 表示。 露点是湿空气的一个物理性质，当达到露点时， 露点是湿空气的一个物理性质，当达到露点时，空气的湿度为 饱和湿度。当空气从露点继续冷却时， 饱和湿度。当空气从露点继续冷却时，其中部分水蒸气便会以 水的形式凝结出来。 水的形式凝结出来。 对于不饱和湿空气为