大连理工大学化工原理ppt干燥总结
化工原理 PPT 第5章 干燥
k H rt w
( H s ,t w H )
：空气向湿棉布的对流传热系数，W/(m2 •℃)；
k H ：以湿度差为推动力的传质系数，kg/(m2 •s•H)；
rtw
H
：湿球温度下水的汽化潜热，kJ/kg水；
H s ,tw：湿球温度tw下空气的饱和湿度，kg水/kg绝干气；
：空气的湿度， kg水/kg绝干气。
30
（2）湿空气状态点的确定
31
（3）简单分析：
a.当H、p一定时， 。 t
因此，提高湿空气温度 t，不仅提高了湿 空气的焓值，使其作为载热体外，也降低了相
对湿度使其作为载湿体。
pv b.因pv py、ps f t 及 100% pS 故t一定时，p ，故加压对干燥不利。
H f ( p，pV )
当p为一定值时，
H f ( pV )
当空气达到饱和时，相应的湿度称为饱和湿度 Hs，此时湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯 水的饱和蒸气压 ps。
0.622pS HS p-pS
即：
H S f (t，p)
10
2.相对湿度百分数（简称相对湿度） 定义：在一定总压下，湿空气中水汽分压pV与同
20
影响湿球温度tw的三方面因素： ①物系性质：与α 、 kH有关的物性； ②空气状态：t、H； ③流动条件： α/kH 。 实验表明，α与 kH都与空气速度的 0.8次幂成正比，故α与kH之比值与流速 无关，只与物性有关。当物系已确定， 则物系性质就不再改变，此时，湿球温 度只与气相状态有关，即：
tas ：是由热量衡算与物料衡算导出的，属于静平衡。
• tw与tas 数值上的差异取决于α/kH与cH两者之间的差别。 （1）空气—水蒸气体系， c H ，r0 rt 得 t w t as w kH （2）空气—甲苯体系， k 1.8c H ，tw tas
大学化学《化工原理-干燥DRY3》课件
p-X图
T ?
p
0
X
四种水
平衡水 Ps p
结合水 0
T
自由水
非结合水 X
四种水的定义
• 平衡水: 用此种空气无法再去除的水; • 自由水: • 非结合水: 机械地附着在物料表面, 产生
的蒸汽压与纯水无异; • 结合水: 与物料之间有物理化学作用, 因
而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱 和蒸汽压.
作业
• 1. 如果让你选择的话, 你会选择哪种作为 干燥介质?
• 2. 想一想, 为什么要混起来呢?
第四章 干燥(DRYING)
第一节 概述 第二节 湿空气的性质 第三节 干燥的平衡关系 第四节 干燥过程的动力学 第五节 干燥设备 第六节 干燥过程和设备的设计计算 讨论课 小结
X-图
• 是什么?
X*
0
X-图
• 为什么?
– 如何从p-X图得到 X-图? – 有何区别?(T) – 有何好处?(不同温度下曲线变化幅度很小,
便于估算)
X-图
•
四
X*
种
水
如
何Hale Waihona Puke 表示0?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
水在气体和固体中组成之间的 关系
1. 气体的组成: pw,H…. 2. 固体的组成:
X(干基含水量, kg水/kg绝干物料) w(湿基含水量, kg水/kg湿物料)
化工原理干燥精品PPT课件
（2）湿度 ---又称湿含量，单位kg水/kg干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水汽的摩尔数 绝干空气的摩尔数
Mv Ma
pw P pw
18 29
思考1：H属于前面介绍的哪一类浓度？
质量比
思考2：取1kg干空气作为湿度定义基准又何好处？
干燥过程中干空气的质量不变
《化工原理》电子教案/第十三章
5/101
t
空气
t, H
t, H
《化工原理》电子教案/第十三章
10/101
一．湿空气的性质
6、湿球温度 tw
----用湿球温度计测出的空气温度
❖大量、快速流动的空气（空气的 流速应大于5m/s）与少量水接触；
湿球温度计
❖传质----因存在传质推动力，湿纱布
中的水汽化进入空气，此过程需要吸 热（水提供），因此水温下降；
V T P0 V0标态 T0 P
V T 1.013105
n 22.4 273
P 7/101
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
3．湿比热容cH ----kJ/(kg干气K) 此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
比热容的一般定义： kJ/(kgK)
cH ca cw H 1.01 1.88H
ca干空气的比热，kJ/(kg·K) 1.01kJ/(kg·K) cw水气的比热，kJ/(kg·K) 1.88kJ/(kg·K)
《化工原理》电子教案/第十三章
8/101
一．湿空气的性质
4．湿空气的焓I ----kJ/ kg干气
此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
I Ia IwH
ca cw H t r0 H
化工原理实验报告干燥
化工原理实验报告干燥化工原理实验报告：干燥概述：干燥是化工过程中常见的一种操作，用于除去物料中的水分或其他溶剂，以提高产品质量或满足后续工艺的需要。
本实验旨在探究干燥的原理及其在化工工艺中的应用。
一、干燥的原理干燥是通过将物料暴露在适当的条件下，使水分或其他溶剂从物料中蒸发出来，达到去除水分的目的。
常见的干燥方法包括自然干燥、加热干燥、真空干燥等。
1. 自然干燥自然干燥是将物料暴露在自然环境下，利用自然界的温度、湿度和风力等因素，使水分逐渐蒸发。
这种方法操作简单，但速度较慢，且受环境因素的影响较大。
2. 加热干燥加热干燥是通过加热物料，提高其表面温度，使水分蒸发。
常见的加热干燥方法包括烘箱干燥、喷雾干燥等。
烘箱干燥是将物料放入烘箱中，利用热空气对物料进行加热，使水分蒸发。
喷雾干燥是将物料以液滴形式喷入热空气中，通过瞬间蒸发的方式进行干燥。
3. 真空干燥真空干燥是在低压条件下进行干燥，通过降低环境压力，使水分在较低温度下蒸发。
真空干燥适用于对热敏性物料的干燥，能够避免物料的热分解或变质。
二、干燥在化工工艺中的应用干燥在化工工艺中具有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 化工产品的干燥在化工生产中，很多产品需要经过干燥操作，以去除其中的水分或其他溶剂。
例如，某些化工产品在含水状态下容易发生反应或降解，因此需要进行干燥以提高稳定性和保存性。
2. 溶剂的回收在溶剂回收过程中，通常需要对溶剂进行干燥，以去除其中的水分或其他杂质。
通过干燥，可以提高溶剂的纯度和再利用率，减少资源的浪费。
3. 催化剂的干燥在催化反应中，催化剂的活性往往与其表面的水分有关。
因此，在使用催化剂之前，通常需要对其进行干燥，以提高催化剂的活性和稳定性。
4. 原料的干燥在某些化工工艺中，原料的水分含量会影响反应的速率和产物的质量。
因此，在反应之前，需要对原料进行干燥，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
结论：干燥是化工过程中常见的一种操作，通过去除物料中的水分或其他溶剂，提高产品质量或满足后续工艺的需要。
《化工原理》干燥
《化工原理》第九章干燥§1 概述一、概念干燥是利用热能除去湿固体物料中湿份（水分或其它液体）的操作。
二、干燥与蒸发的区别蒸发：溶剂分子从料液表面进入气相。
料液表面溶剂蒸汽分压始终是饱和蒸汽压，蒸发速率由传热速率控制。
干燥：溶剂分子从湿物料表面进入气相。
湿物料表面溶剂蒸汽分压不一定是饱和蒸汽压，干燥速率同时由传热速率和传质速率所控制。
三、干燥操作进行的必要条件干燥是热质同时传递过程，干空气将热量传给湿物料；湿物料将湿份传给干空气。
湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→干燥湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压等于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→平衡湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压小于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→增湿（回潮）干燥操作进行的必要条件：湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压必需大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。
四、干燥分类1、按操作压力的大小分类常压干燥和真空干燥2、按操作方式分类1） 传导干燥（间接加热干燥）2） 对流干燥（直接加热干燥）3） 辐射干燥4） 介电加热干燥（高频加热干燥）3、按操作流程分类连续干燥间歇干燥§2 湿空气的性质一、水蒸气分压P w湿空气 P 总 = P a + P w饱和湿空气 P 总 = P a + P S二、湿度（湿含量）H定义：单位质量绝干空气中所含水分的质量。
w w a w a w a a w w p P p p p M M n M n M H -⋅=⋅=⋅⋅==2918量湿空气中绝干空气的质湿空气中水蒸气的质量湿空气的湿度：w w p P p H -⋅=622.0饱和湿空气的湿度：S S S p P p H -⋅=622.020o C 233.2m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 015.033.23.10133.2622.0=-⨯=80o C 24.47m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 55.04.473.1014.47622.0=-⨯=例：求20o C 下mmHg p w 54.17=时的H 和H S 及50o C 下mmHgp w 35=时的H 和H S 。
大连理工大学化工原理ppt干燥设备
空气至固体颗粒的传热速率方程为：
hAtm
haVtm
ha( 4
D2 )Ztm
整理得：
Zmc 3600aV d
3 p
s
as
d
2 p
(
4
D2 )um
将上式化简得：
a
4
D2
qmc
600d p s (u ut )
空气传给物料的热量由两部分构成，即：
1 2
恒速干燥阶段传热量：
9.6 干 燥 器
为满足生产需要，干燥器应达到以下基本要求： ▲ 适应被干燥物料的多样性和不同产品规格要求； ▲ 设备的生产能力要高； ▲ 能耗的经济性； ▲ 还应便于操作、控制等。
9.6.1 工业上常用干燥器
（1）厢式干燥器（盘架式干燥器）
原理：主要是以热风通过湿物料 的表面，达到干燥的目的。
厢式干燥器中的加热方式有两种：
② 确定干燥设备的工艺尺寸，结合环境要求，选择出适宜的干 燥器型式；
③ 若几种干燥器同时适用时，要进行成本核算及方案比较，选 择其中最佳者。
9.6.3 气流式干燥器的设计计算
主要设备参数：干燥管的直径和高度。 （1）基本数据
设计已知条件： qm2、w1、w2、1、t0、H 0 设计者自行确定的数据：u、t1、t2、 L
等φ线
H /(kg kg-1)
单级加热
C
C2
B3
A C1
B2
B
B1
t /℃
具有中间加热的干燥过程
多级加热 •干燥速率均匀 •适合热敏性物料 •可以节省高品位热源
采用废气循环流程的优点： ① 可灵活准确地控制干燥介质的温度、湿度； ② 干燥推动力比较均匀； ③ 增加气流速度使得传热（传质）系数增大； ④ 减少热损失，但干燥速率常有所减小。
化工原理知识点总结干燥
化工原理知识点总结干燥干燥是指将含水物质中的水分除去的过程，广泛应用于化工、冶金、食品、药品、农业等行业中。
干燥工艺可以提高产品质量，延长产品保存期限，增加产品附加值。
本文将从干燥的基本原理、传热传质机理、常见的干燥设备和干燥过程中的控制因素等方面对干燥做出总结。
一、基本原理1.1水分除去过程干燥的基本原理是将物质中的水分除去，水分从物质中逸出，物质变得更干燥。
水分除去的方式分为蒸发和挥发两种。
蒸发是指物质表面的水分被热能所吸收，转化为水蒸气散发出去；挥发是指水分通过物质内部的孔隙、裂缝等介质被蒸发并逸出。
1.2干燥速率干燥速率是指在干燥过程中，单位时间内从物质中脱除的水分量。
干燥速率受温度、湿度、空气流速等因素的影响。
1.3干燥曲线干燥曲线是指在干燥过程中，物质含水量随着时间变化的曲线。
常见的干燥曲线有初始下降期、常速期和末速期。
二、传热传质机理2.1传热机理干燥中传热主要通过对流传热和辐射传热两种方式实现。
对流传热是指通过对流换热将热量传递给物质表面，将水分蒸发出去；辐射传热是指通过辐射换热将热能传递给物质表面，促使水分蒸发。
2.2传质机理干燥中传质主要通过扩散传质实现，即水分从物质内部向外部扩散传递。
传质速率受物质的性质、温度、湿度、压力等因素的影响。
三、常见的干燥设备3.1流化床干燥流化床干燥是指将物料通过气体流化，使得气体均匀地穿透物质，从而提高传热传质效率。
流化床干燥适用于颗粒状、粉末状的物料。
3.2喷雾干燥喷雾干燥是指通过将液态物料雾化成细小颗粒，然后与热空气接触，使得水分蒸发，从而实现干燥。
喷雾干燥适用于液态物料的干燥。
3.3真空干燥真空干燥是指在低压条件下进行的干燥过程。
通过减压降低水的沸点，从而实现水分的除去。
真空干燥适用于对热敏感物料的干燥。
3.4离心干燥离心干燥是指将物料通过高速旋转的离心机，使得水分被甩出物料的表面，从而达到干燥的目的。
离心干燥适用于颗粒状、液态的物料。
化工原理--干燥公式总结
1、湿空气的水汽分压 s p p φ= 相对湿度 * 饱和蒸汽压2、湿度绝干气绝干气总kg kg 03230.0kg kg 936.4100936.4622.0622.0=-⨯=-=p p p H3、密度 湿空气湿空气33HH m kg 06.1m kg 9737.00323.011=+=+=υρH湿空气的比体积()Pt H 5H 10013.1273273244.1772.0⨯⨯+⨯+=υ0.9737= m 3湿空气/kg 绝干气4、湿空气的H –I 图由180t =℃、100.009H H ==kg/kg 绝干气在H -I 图上确定空气状态点，由该点沿等I 线向右下方移动与80%φ=线相交，交点为离开干燥器时空气的状态点，由该点读出空气离开干燥器时的湿度20.027H =kg/kg 绝干气。
故1 m 3原空气获得的水分量为：原湿空气原湿空气33H12m kg 0214.0m kg 84.0009.0027.0=-=-υH H5、空气的焓 湿基物料的焓 ()11s 1187.4θX c I +=' 6、两混合气中绝干气的质量比为1：3，则 02m 134H H H +=02m 134I I I +=7、1 kg 绝干空气在预热器中焓的变化为：()绝干气绝干气kg kJ 61kg kJ 4310401=-=-=∆I I I1 m 3原湿空气焓的变化为：湿空气湿空气33Hm kJ 6.72m kJ 84.061==∆υI()00001.01 1.882490I H t H =+⨯+8、干基含水量绝干料绝干料kg kg 25.0kg kg 20100201111=-=-=w w X w 湿物料的湿基含水量绝干料绝干料kg kg 05263.0kg kg 510051222=-=-=w w X绝干物料()()hkg 800h kg 2.011000111=-=-=绝干料w G G蒸发水量 ()()hkg 9.157h kg 05263.025.080021水水=-=-=X X G W绝干空气用量 20()L H H W -= h kg 8.5444h kg 005.0034.09.15702绝干气绝干气=-=-=H H W L新鲜空气用量 L 0=()h kg 5472h kg 005.18.544410新鲜气新鲜气=⨯=+H L 9、预热器的加热量P 010(1.01 1.88)()Q L H t t =+-()01P I I L Q -=10、干燥器的热效率 ()2W 2490 1.88t Qη+=11、对干燥器做热量衡算得：12、恒速段干燥速率''1122L LI GI LI GI Q +=++''D 2121L ()()0Q L I I G I I Q =-+-+=c w tw()U t t αγ=-13、恒速干燥阶段干燥时间：14、降速段干燥时间：前提：降速干燥阶段干燥速率与物料的自由含水量（X —*X ）成正比，因此，临界点处：15、总干燥时间：●9. 在一常压逆流的转筒干燥器中，干燥某种晶状的物料。
化工原理-干燥ppt课件
V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T P0 n22.4 273 P
干燥
湿空气的性质*
3．比热容（湿比热）cH
比热容是指常压下，含1kg绝干气的湿空气之温度升高（或降低）1℃所吸 收（或放出）的热量，cH。
cHcgcvH
1.011.88H
[kJ/(kg干气℃)]
cHf H
cg干空气的比热，kJ/(kg·℃) 1.01kJ/(kg·℃)
将湿球温度计置于温度为ｔ、湿度为Ｈ的流
动不饱和空气中，湿纱布中的水分汽化，并向 空气主流中扩散；同时汽化吸热使湿纱布中的 水温下降，与空气间出现温差，引起空气向水 分传热。
湿球温度tw：当空气传给水分的显热恰好等 于水分汽化所需的潜热时，空气与湿纱布间的 热质传递达到平衡，湿球温度计上的温度维持 恒定。此时湿球温度计所测得的温度称为湿空 气的湿球温度。
一干燥器的主要型式677喷雾干燥器一干燥器的主要型式喷雾器结构68一干燥器的主要型式8滚筒干燥器双滚筒干燥器69一干燥器的主要型式真空耙式干燥器冷冻干燥器7055干燥器二干燥器的选型主要干燥器的选择表湿物料的状态物料的实例处理量适用的干燥器液体或泥浆状洗涤剂树脂溶液盐溶液牛奶等大批量喷雾干煤器小批量滚筒干燥器泥糊状染料颜料硅胶淀粉粘土碳酸钙等的滤饼或沉大批量气流干燥器带式干燥器小批量真空转筒干燥器粉粒状00120m聚氯乙烯等合成树脂合成肥料磷肥活性炭石膏钛铁矿谷物大批量气流干燥器转筒干燥器流化床干燥器小批量转筒干燥器厢式干燥器块状20100m煤焦碳矿石等大批量转筒干燥器小批量厢式干燥器片状烟叶薯片大批量带式干燥器转筒干燥器小批量穿流厢式干燥器小批量高频干燥器短纤维酯酸纤维硝酸纤维大批量带式干燥器小批量穿流厢式干燥器一定大小的物料或制品陶瓷器胶合板皮革等大批量隧道干燥器71对流传导辐射气流喷雾流化床干燥实验干燥曲线x干燥章小结湿空气性质及湿焓图性质湿度h0622干球温度t湿球温度t10118810118824902490188干燥过程物料的平衡关系与速率关系结合水分与非结合水分平衡水分x与自由水分恒定干燥条件下的干燥速率恒定干燥条件下的干燥时间等i过程干燥速率udwgdxsdsd干燥速率曲线ux临界含水量x干燥方法干燥器对流式
实验九干燥实验-大连理工大学化工原理及实验精品课程
kH r实验表明，对空气-水蒸气系统，在
空气速度范围3.8~10.2m/s内，α/kH是一常
数，因此空气的湿度H仅是t和tw的函数。
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
2. 物料干燥曲线和干燥速率曲线 恒定条件下的干燥过程是间歇操作，是
一个非稳态操作过程，干燥解质的性质不 变，而湿物料的温度、湿含量、质量等参 数随时间改变。
和速率曲线。 测定实验条件下恒速干燥阶段的传质系数RH
和表面传热系数a
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
不饱和空气作为干燥介质与湿物料接触 ，湿物料表面的湿分分压高于干燥介质的 湿分分压，湿物料湿分向气相转移，实现 了湿分和物料的分离。干燥过程极限是物 料表面湿分分压降到平衡分压，使传热、 传质过程达到平衡。
同意后开始实验操作。 按拟定的实验步骤进行操作，获得必要的
实验数据，直到老师同意后停止实验操作。 整理实验数据，写出实验报告。
化工原理实验教学研究室
五、实验步骤
熟悉、了解实验装置构造及仪器使用方法。 实验采用热空气为干燥介质，以浸水润湿
的纱布为湿物料。实验前称出绝干纱布的 质量、纱布架的质量。然后将纱布浸湿， 沥去过多的水，以不滴水为宜。将纱布缠 绕到纱布架上。
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
1. 空气的干、湿球温度及湿度测量
由方程得 Q A(t tw ) (9-1)
由传质速率方程得 W khA HW H (9-2)
又据 Q Wrw (9-3)
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
1. 联立（9-1），（9-2）和（9-3），得
tw
t
接通电加热器电源，调节调压器，加入空 气，温度控制在40~50℃，观察记录干、湿 球温度。此时测定的即为空气加热后的状 态。气湿度显然是不变的。
大连理工大学化工原理课程讲义-干燥2
9.3.1 湿物料含水量的表示方法
湿基含水量 w：
w 湿物料中的水分的质量 湿物料总质量
kg/kg湿物料
干基含水量 X:
湿物料中的水分的质量 X 湿物料中绝干物料的质 量
X w 1 w
kg/kg干物料
换算关系
w
X 1 X
9.3.2 水分在气、固之间的平衡及干燥平衡曲线
设备和管道的热损失，都有助于热效率的提高。
作业：P321
6、8
② 预热器的耗热量
该过程为恒湿增温过程 。
忽略热损失，有：
ΦP qmL ( I1 I 0 ) qmL (1.01 1.88H 0 )(t1 t0 )
③ 干燥器热量衡算 以干燥器为衡算系统，热量收支情况如下表所示： 输入热量
1. 湿物料带入的热量 干产品带入：qm2cmθ1 蒸发水分带入：qmwcwθ1
较高，降速段为一平滑曲线。
（2）液体扩散理论
▲
主要论点：
在降速干燥阶段中，湿物料内部的水分不均匀，形成了浓度梯 度，使水分由含水量较高的物料内部向含水量较低的表面扩散， 然后水分在表面蒸发，进入干燥介质。
▲
干燥速率完全决定于物料内部的扩散速率。此时，除了空气
的湿度影响表面上的平衡值外，干燥介质的条件对干燥速率已
D E
2 4 6 8 10 12 14 16
0
τ/h 干燥曲线
降速阶段 R C
恒速阶段 B
A’
A X* D XC 0 E X X*
典型的干燥速率曲线(恒定干燥条件)
曲线分析：
◆ AB（或A’B）段：
A点代表时间为零时的情况, AB为湿物料不稳
定的加热过程。
大连理工大学化工原理ppt-干燥
22.4 18
273 t 273
H
H
(0.773 1.244H )
273 t 273
（4） 湿比热 cH （ kJ/kg干空气C ）
cH ca cV H 1.01 1.88H
ca: 干空气比热，约1.01 kJ/kg干空气·C cv: 水蒸汽比热，约1.88kJ/kg干空气·C
7
（5） 湿空气的焓I ( kJ/kg干空气)
机理 :
质量传递：湿份的转移,由固相到气相，以蒸汽分 压为推动力
热量传递： 由气相到固相，以温度差为推动力
t
3
11.2 湿空气性质及湿度图
湿空气：含有湿分的空气，是常用的干燥介质， 且一般情况下可视为理想气体。 11.2.1 湿空气的状态参数 干燥过程中，干空气的质量不变，故干燥计算 以单位质量干空气为基准（干基）。
5
（2）相对湿度
pV 100%
PS
pV 100%
P
(PS P) (PS P)
相对湿度表明湿空气的不饱和度，反映湿空气 吸收水汽的能力。
H
0.622
PS P PS
H=f(,t)
6
（3） 湿比容H (m3/kg干空气)
在p=101.3kN/m2时
H
22.4 29
273 t 273
第11 章 干 燥
11.1.1 概 述 去湿: 将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂） 去除至规定指标的操作 去湿方法： 机械去湿法 ——能耗少、费用低，但湿分去除不彻底
物理去湿法 ——受吸湿剂的平衡浓度的限制，且只适
用于脱除微量湿分
干燥方法 ——固体物料的去湿主要采用干燥的方法 1
干燥过程: 是利用热能除去固体物料中的湿分 干燥介质 （水或其他 溶剂）的单元操作。
化工原理小结(干燥)
X =
G1 − GC kg水 [ ] kg干料 GC G1 − GC G1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②湿基(含水率)： w = 湿基(含水率) 两者关系： 两者关系： X =
w X ,w = 湿比容： ②湿比容： 1− w 1+ X 按干燥顺序分—— ③按干燥顺序分—— L 1 273 + t 101325 m 3 湿空 比空气消耗量： = ν H = (0.773 + 1.244 H ) [ ] ④比空气消耗量： l = 物料的总水分=G 物料的总水分=G1w1； kg干空 W H 2 − H1 p 273 物料的自由水分=G 物料的自由水分=G1w1-GCX*=GC(X1-X*) 湿比热： 干空℃ ； 风机风量：Vs＝ ——可以被除去的水分 可以被除去的水分； ⑤风机风量：Vs＝νHL[m3/h] ——可以被除去的水分； ③湿比热：CH=(1.01+1.88H)[kJ/kg 干空℃]； 与安装位置有关， 物料的平衡水分＝ CH=f(H) 注：与安装位置有关，即安装在入口 物料的平衡水分＝GCX*； 湿空气的焓： 不同。 ——干燥过程达平衡时的水分 干燥过程达平衡时的水分； ④湿空气的焓：I=(1.01+1.88H)t+2492H 还是出口其湿度 H 不同。 ——干燥过程达平衡时的水分； 新鲜空气消耗量： 按干燥难易 干空] [kJ/kg 干空] ⑥新鲜空气消耗量： 0=L(1+H0)[kg/h] ④按干燥难易分： L 湿空气的温度： 2 干燥过程的热量衡算： 干燥过程的热量衡算： 非结合水分；结合水分； ⑤湿空气的温度： 非结合水分；结合水分； Qp： 非结合水分+结合水分=自由水分+ 干球温度 t：空气的真实温度； ：空气的真实温度； ①预热室消耗的热量 Qp： G1w1=非结合水分+结合水分=自由水分+平衡水分 绝热饱和温度(空气 水系统)； 空气－ 按水的结合方式分： 湿球温度 tw=tas 绝热饱和温度 空气－水系统 ； Qp=L(I1-I0)=(1.01+1.88H0)(t1-t0) ⑤按水的结合方式分： 等湿降温达饱和时的温度。 =RD[kw] 附着水分（容易除去的水分） 露点温度 td：等湿降温达饱和时的温度。 附着水分（容易除去的水分） ；
大连理工大学化工原理课程讲义-干燥3ppt课件
（1）湿物料的水分蒸发量
q q q m w m m 1 2
或 又
q q ( X X ) q w q w m w m 1 2 m 1 1 m 2 c 2
q q ( 1 w ) q ( 1 w ) m m 1 m 2 c 1 2
w w w w 1 2 1 2 q q q m w m m 1 2 1 w 1 w 2 1
9.5 干燥过程的设计计算
9.5.1 干燥过程的物料衡算
目的：确定出湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及 所需的空气量。 典型的干燥流程 ：
qm1, θ1, X1 ΦL t2, H2, I2 t1, H1, I1 qmL, t0, H0, I0
ΦP
ΦD qm2, θ2, X2
干燥器物料与热量衡算
或
I I 1 2 q q q c 1 L D w 1 H H 2 1
kW/kg
因I=cHt+r0H，如不计干燥过程中cH的变化，则上式可改写为：
q q q c r t t 1 L D w 1 0 1 2 H H c 2 1 H
（2） 理想干燥过程和非理想干燥过程
③ 干燥器的热效率
常用的干燥器的热效率定义为：干燥过程中，蒸发水分所消耗的
目的：确定干燥器的出口空气状态参数或所需的加热量。 （1）热量衡算
基准：连续式干燥器的热量衡算以单位时间为基准，
间歇式干燥器则以一次干燥周期为基准。
qm1, θ1, X1 ΦL t2, H2, I2 t1, H1, I1 qmL, t0, H0, I0
ΦP
ΦD qm2, θ2, X2
干燥器物料与热量衡算
2．空气带出: qmL I2= qmL[(1.01+1.88H2)t2+r0H2] 3．干燥器内热损失： Φ L
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t1 t2 q1 qL qD cw1 r0
H2 H1
cH
● 干燥器的热效率
汽化
T
t1 t2
t1 t0
（3） 干燥时间的计算
（1）恒定干燥条件下的干燥时间计算（间歇过程 ）
a：恒速干燥阶段
1
1 d mC
0
A
XC X1
dX R
mC AR
(X1
X
C
)
1
mC (X1 Ak H (HW
t1 t2 q1 qL qD cw1 r0
H2 H1
cH
● 理想干燥过程
对于理想干燥过程 ，有
I I
1
2
t1 t2 r0 H1 H2 cH
(1.011.88H1)t1 2490H1 (1.011.88H2 )t2 2490H2
● 非理想干燥过程 出口状态参数需由下式计算求得
qmW qm1 qm 2
qmW qm C ( X 1 X 1 ) qm1w1 qm 2 w2
q mW
qm1
w1 w2 1 w2
qm2
w1 w2 1 w1
② 空气用量qmL
干空气用量： qmL
q mW H2 H1
kg/s
单位空气消耗量：
l qmL 1 qmW H 2 H1
XC) H)
1
mC
( X 1 X C )rW Ah(t tW )
b： 降速阶段的干燥时间
① 积分法
2
mc A
Xc dX X2 R
② 近似计算
2
mc (X C Rc A
X *)
ln
Xc X2
X X
* *
③ 按扩散理论计算
2
4l 2
2 DL
ln
8
2
(Xc (X2
X *) X *)
C： 总的干燥时间：
⑧ 露点td：
pd
HP 0.622
H
湿空气各温度之间的关系：
不饱和空气： t > tas = tw > td
饱和空气： t = tas = tw =td 湿空气的湿度图
① 等温度线 ② 等湿度线 ③ 等相对湿度线 ④ 绝热饱和线（等湿球温度线）
⑤ 湿比热线
⑥ 比容线 干比容线、湿比容线
⑦.汽化潜热-温度线 应用 ：
⑤ 湿空气的焓I ( kJ/kg干空气)
I cat (r0 cV )H (1.01 1.88H )t 2490H
⑥ 绝热饱和温度tas
t
t
r as
(
H
H)
as
c
as
H
t f(t,H ) as
注意：绝热饱和过程可当作等焓处理
⑦ 干、湿球温度
t W
t
kr HW
(H W
H
)
注：对空气-水系统，tw=tas
X *) X *)
c ：总干燥时间 τ=τ1+τ2
（3）干燥过程设计参数的确定 a：空气的进口温度与湿度
▲进口温度： 为了强化干燥过程，降低设备成本 ，应提高空气的入口温度。 ▲进口湿度：空气的进口湿度愈低，所需的空气量就 愈少。一般情况下，空气的进口湿度决定于当时当地 的大气状态 b：空气出口温度
kg干空气/kg水
湿空气用量 qm L qmL (1 H ) kg湿空气/s
湿空气体积用量：qV qmL vH
（2） 干燥过程热量衡算
m3湿空气/h
① 预热器的耗热量
该过程为恒湿增温过程
P qmL (I1 I o ) qmL (1.011.88H 0 )(t1 to )
② 干燥器热量衡算
τ=τ1+τ2
（2）非恒定干燥条件下的干燥时间计算（连续过程）
a：干燥的第一阶段
1
mL Ak H
ln
Hw Hc Hw H2
式中 ，
Hc
H1
mc mL
(X c
X2)
b：干燥的第二阶段
2
mL (X c Ak H
X *)
mL mc
(H w
1 H1) (X 2
ln X *)
(H w (H w
H1 )( X c H c )( X 2
H 0.622
P S
S
PP
S
p V
100%
P
S
p V
100%
P
(P P) S
(P P) S
H 与 的关系:
H
0.622
P S
P P
S
③ 湿比容H (m3/kg干空气)
H
(0.773 1.244H ) 273 t 273
④ 湿比热 cH （ kJ/kg干空气C ）
cH ca cV H 1.01 1.88H
第9章
总结
1. 概述
①干燥过程:
利用热能除去固体物料中的湿分的单元操作。
② 机理
质量传递 热量传递
③ 分类
④ 对流干燥：
动量、热量、质量 传递同时进行的传 递过程。
2. 湿空气性质 ① 湿度H（湿含量或绝对湿度 ）
H 0.622 pV P pV
kg水/kg干 空气
饱和湿度Hs ： ② 相对湿度
P
D
qm2,2, X2, I2
（1）湿物料的水分蒸发量
（2）空气用量(干、湿空气的质量、体积流量，比空气用量)
（3）预热器的耗热量
（4）干燥器出口空气的温度、湿度（理想、非理想干燥）
（5）热效率
（6）湿度图中表示空气状态变化
（7）干燥时间
5. 干燥过程的设计计算
（1）干燥过程的物料衡算 ① 湿物料的水分蒸发量qmW
Ad
以湿度差表示: 以温度差表示:
Rk (H H)
H
W
R (tt )
r
w
w
③ 干燥曲线及干燥速率曲线
④ 湿分在湿物料中的传递机理 ● 湿物料分类 ● 液体扩散理论 ● 毛细管理论
5. 干燥过程的设计计算 qm1,1, X1, I1
qmL,t0, H0, I0
qmL,t1, H1, I1
L
qmL,t2, H2, I2
换算关系
(2) 平衡曲线
X
w 1 w
w
1
X X
▲ p-X* (p*—X)线
▲ -X线
(3) 物料中水分的性质
● 自由水分和平衡水分 ● 结合水分和非结合水分
4. 恒定干燥条件下的干燥曲线及干燥速率曲线
① 恒定干燥条件
指空气的湿度、温度、速度以及与湿物料的接触状态都不变。
② 干燥速率方程
R
Gc dX
① 求湿空气的性质参数 ② 湿空气状态变化过程的图示
●加热和冷却 ●绝热饱和过程 ●非绝热增湿过程
3. 固体物料干燥过程的相平衡
（1）基本概念
湿基含水量 w ：
干基含水量 X:
w 湿物料中的水分的质量 湿物料总质量
X 湿物料中的水分的质量 湿物料绝干物料的质量
kg/kg湿物料 kg/kg干物料
降低空气的出口温度，可减少空气的消耗量、提高热 效率、降低操作费用。
▲在并流操作中，一般取气体出口温度比固体出口温度高10~20℃ ▲在逆流操作中，一般可选100℃作为初步设计值。
c：湿物料的出口温度
目前还没有较精确的计算公式，一般取相似于 设计条件下的实验值，或用经验式估算。
2 max (15 ~ 20)