南京大学化工原理课件.ppt

kJ/kg（ SI制）
第一节 概述
1.2 本质 本质：水分从物料表面向气相转移的过程。干燥过程是传
质和传热相结合的过程（热、质反向传递），干燥速率同时 由传热速率和传质速率所支配。
必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽压超过空气主体的水 汽分压，即pw> pv。
Δp =( pw- pv)↑, 干燥速率↑
第一节 概述
1.3 分类
注：由于焓值只有相对量没有绝对量，故存在基准问题，由物化知 识可知焓值取物质常态为基准态，即0℃的空气和液体水（非蒸汽）,
Ig=cg（t -0）= cg t ，Iv=cv（t -0）+ r0
I = Ig+ IvH= cg t + (cvt + r0) H=(cg +cv H) t + r0 H
（7-16）
（4）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并
使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其 所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。
（5）冷冻干燥 物料冷冻后，使干燥器抽成真空，并使载热体循环，对物
料提供必要的升华热。
第一节 概述
2 对流干燥流程及其经济性
热
空气：载热体、载湿体 经济性：能耗和热的利用率
为水汽与干空气的摩尔数之比，其中p为湿空气的 总压。
第二节 湿空气的性质及湿度图 2. 湿度
定义：单位质量干空气中含有水汽的质量为湿度或
湿含量，记为H。 H M v nv M g ng
（7-4）
对理想气体，摩尔比等于分压比，所以湿度又可写成下式：
nv pv pv ng pg p pv
H M v pv M g p pv
加料（1）传导干燥 Nhomakorabea能通过传热壁面以传导方式传给与 壁面接触的湿物料。
优点：热能利用程度较高； 缺点：与金属壁面接触的物料在干 燥时易形成过热而变质。
刮刀 加热蒸汽
产品 传导干燥—滚筒干燥器
第一节 概述
（2）对流干燥 热能以对流方式由热空气传给
与其直接接触的湿物料，产生的 蒸汽也由热空气带走。
优点：热空气的温度调节比较 方便，物料不至于被过热。
度升高1℃ 所需的总热量，称为湿空气的比热，简称湿比热。
cH = cg+ cvH
cH —— 湿空气的比热，kJ/(kg绝干空气·℃)； cg —— 干空气的比热，kJ/(kg绝干空气·℃)； cv —— 水蒸汽的比热，kJ/(kg水蒸气·℃); H —— 湿度， kg水汽/kg绝干空气。 在工程计算中， cg、 cv通常取为常数，
饱和湿空气
当总压p一定时，H随及温度t而变，在一定总压p下，只
要知道 、 t就可求H 。
饱和湿度
Hs
0.622
ps p ps
H 0.622 ps
p ps
第二节 湿空气的性质及湿度图
（二）湿空气的比体积、比热容和焓
1. 湿比容：单位质量干空气和其所带的kg水蒸汽的
体积之和。
湿空气的体积 vH 湿空气中干空气的质量
第七章 干燥
第一节 概述
1 干燥的目的、本质及分类
1.1 目的
将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）——去湿。
去湿的方法： （1）机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿， 这是一种低能耗的去湿方法，湿分的除去不完全。 （2）热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化产 生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，简称为 干燥。
Hp
(0.622 H ) ps
t 相同， ps不变，H相同，p↑，↑，吸收水汽能力↓，
不利于干燥。因此干燥操作经常在常压或真空条件下进行。
第二节 湿空气的性质及湿度图
3. 相对湿度
pv
ps
（7-3）
0≤ ≤ 1。相对湿度可用来衡量湿空气的不饱和程度。
=0，即pv =0，为绝干空气；
=1，即pv = ps，此时湿空气中水蒸汽分压达到最大值，为
cg=1.01 kJ/(kg·℃)， cv=1.88 kJ/kg·℃，则
cH = 1.01+ 1.88H （ kJ/(kg·℃) ，SI制）
第二节 湿空气的性质及湿度图
3. 湿空气的焓I
I = Ig+HIv
I —— 湿空气的焓，kJ/kg绝干空气； Ig —— 绝干空气的焓，kJ/kg绝干空气； Iv—— 水蒸汽的焓，kJ/kg水蒸汽； H——湿度， kg水汽/kg绝干空气。
空气
预热器
干燥器
湿物料
对流干燥流程示意图（并流、连续）
废气 干燥产品
第二节 湿空气的性质及湿度图
一、湿空气的性质
（一）湿空气中湿含量的表示方法 1. 水蒸汽分压pv（kPa）
空气中水蒸汽分压pv↑，水汽含量就越高，根据 分压定律， pv与干空气分压pg之比
pv pv nv pg p pv ng
[H]=kg水汽/kg干空气。
第二节 湿空气的性质及湿度图
H 0.622 pv p pv
饱和湿度:
Hs
0.622
ps p ps
H 0.622 pv p pv
pv ps
H 0.622 ps p ps
第二节 湿空气的性质及湿度图
思考：在t、H相同的条件下，提高压强对于干燥操作是 否有利？为什么？
缺点：热空气离开干燥器时尚 带有相当大的一部分热能，因此 对流干燥的热能利用程度比传导 干燥差。
至分离器
加料
出料 分布板
热空气
第一节 概述
（3）辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿物 料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。 优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用灵 活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。 缺点：电能消耗大。
m3湿空气 k g干空气
ng
nv
1 Mg
H Mv
kmol湿空气 kg干空气
vH
22.41
1 Mg
H Mv
T 273
101.325 p
vH
0.773 1.244 H T
273
101 .325 p
第二节 湿空气的性质及湿度图
2. 湿空气的比热容cH 在常压下将1kg的绝干空气和其所带有的Hkg水蒸汽的温
第二节 湿空气的性质及湿度图
I = Ig+ IvH= cg t + (cvt + r0) H=(cg +cv H) t + r0 H （13-5a）
r0 —— 水在0 ℃时的汽化潜热， SI制r0 =2492 kJ/kg， 工程制r0 =595 kcal/kgf。
I = （1.01+1.88H）t + 2492 H