第7章-干燥-1-干燥概述、干燥介质及湿度图.
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干燥1概述及湿空气性质和湿度图解析
加热去湿（干燥）：向物料供 热以汽化其中的湿分。
2020/10/23
返回 3
干燥过程的分类：
操作 常压干燥 压力 真空干燥 操作 连续式 方式 间歇式
2020/10/23
返回 4
干燥
传导干燥（间接加热干燥）
对流干燥（直接加热干燥） 供热 辐射干燥 方式 微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
2020/10/23
P
0.773
273 t 273
1.013 105
P
w
22.41
18
273 273
t
1.013 105
P
1.244
273 273
t
1.013 105
P
所以：
H g wH
(0.773 1.244H ) 273 t 1.013105
273
P
2020/10/23
返回 23ຫໍສະໝຸດ 5、湿空气的比热容CH2020/10/23
返回 13
2、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
nwMw
18.02n
H=
=
=
Kg绝干气 ng Mg
28.w95ng
2020/10/23
返回 14
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nw pw P pw
ng pg
返回 11
湿空气的性质
空气由绝干空气与水蒸汽所组 成，在干燥中称湿空气。在干燥过 程中，湿空气中的水汽含量不断增 加，而其中的干空气作为载体（载 热体和载湿体），质量流量是不变 的。因此为了计算上的方便，湿空 气的各项参数都以单位质量的绝干 空气为基准。
2020/10/23
返回 3
干燥过程的分类：
操作 常压干燥 压力 真空干燥 操作 连续式 方式 间歇式
2020/10/23
返回 4
干燥
传导干燥（间接加热干燥）
对流干燥（直接加热干燥） 供热 辐射干燥 方式 微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
2020/10/23
P
0.773
273 t 273
1.013 105
P
w
22.41
18
273 273
t
1.013 105
P
1.244
273 273
t
1.013 105
P
所以：
H g wH
(0.773 1.244H ) 273 t 1.013105
273
P
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返回 23ຫໍສະໝຸດ 5、湿空气的比热容CH2020/10/23
返回 13
2、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
nwMw
18.02n
H=
=
=
Kg绝干气 ng Mg
28.w95ng
2020/10/23
返回 14
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nw pw P pw
ng pg
返回 11
湿空气的性质
空气由绝干空气与水蒸汽所组 成，在干燥中称湿空气。在干燥过 程中，湿空气中的水汽含量不断增 加，而其中的干空气作为载体（载 热体和载湿体），质量流量是不变 的。因此为了计算上的方便，湿空 气的各项参数都以单位质量的绝干 空气为基准。
干燥
t2 t0 t1 t 2 1 Vc pH 1 (t1 t 0 ) t1 t 0 t1 t 0
结论:干燥器进口温度↑，热效率↑；干燥其出口温度↑， 热效率↓。
Vc pH 1 (t1 t 2 )
干燥习题
物料热量恒算 指导手册题309 40 理想干燥物料热量恒算 干燥时间计算5.9.2-1
恒定干燥条件下干燥时间计算
Gc ( X 1 X c ) 1 恒速干燥阶段干燥时间计算 A NA
5.9.2-3 降速干燥阶段干燥时间计算 解法 1：已知干燥速率曲线，用图解积分法。 解法 2：已知干燥速率曲线，用近似求解法。 要点： 近似认为降速阶段干燥速率曲线是通过临界点和坐 标原点的直线。
特征 干燥的极 限
干燥过程 中可以除 去的水分, 干燥过程 的推动力
恒定干燥条件下的干燥速率
恒定干燥条件：指干燥过程中空气的湿度、温度、速度 以及与湿物料 的接触状况都 不变。 恒速干燥的特 点： （ 1 ） U=Uc=const. （2）物料表面 温度为 tw； （3）在该阶段除去的水分为非结合水分。 （4）恒速干燥阶段的干燥速率只与空气的状态有关， 而与物料的种类无关。
湿球温度： 用水润湿纱布包裹温度计的感湿球， 即成为一湿 球温度计。 将它置于一定温度和湿度的流动的空气中， 达到 稳态时所测得的温度称为空气的湿球温度. 单位时间由空气向湿纱布传递的热量恰好等于单位时间自 湿纱布表面汽化水分所需的热量. 湿球温度 tw 为湿空气温度 t 和湿度 H 的函数 绝热饱和温度 tas 不饱和气体在与外界绝热的条件下和 大量的液体接触，若时间足够长，使传热、传质趋于平衡， 则最终气体被液体蒸汽所饱和， 气体与液体温度相等， 此过 程称为绝热饱和过程。 气、 液两相最终达到的平衡温度称为 绝热饱和温度。 对于空气和水的系统，湿球温度=绝热饱和温度 tas 绝热饱和过程又可当作等焓过程处理
化工原理课件4--干燥
华东交大化工原理电子课件
第七章 干燥
(Drying)
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述 第二节 湿空气的性质与湿度图 第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 第四节 干燥速率与干燥时间 第五节 干燥器
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述
去湿——在化学工业中，有些固体原料、半成 品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿 分）需要除去。
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
四、对流干燥过程
本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，
除去的湿分是水分。
1、对流干燥的流程
预热器 空气 干燥产品 湿物料 干燥器 废气
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
2、对流干燥的特点
对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向 不同，是热、质反向传递过程： 方向 推动力 传热 气 温度差
pw
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件 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，空气的温度和湿度虽随 过程的进行而变化，但其焓值不变。 进入饱和器的湿空气(t，H)焓＝离开饱和器的湿空气焓(tas，Has) cHa s (t tas ) Hras cHa s (tas tas ) Has ras
第七章 干 燥
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4、湿空气的温度
（1）、露点 td
定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至 饱和，出现第一滴露珠时的温度。 湿度H与露点 td 的关系：
H 0.622
pd P pd
Pd—td下的饱和蒸汽压。
第七章 干 燥
第七章 干燥
(Drying)
第七章 干 燥
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第一节 概述 第二节 湿空气的性质与湿度图 第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 第四节 干燥速率与干燥时间 第五节 干燥器
第七章 干 燥
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第一节 概述
去湿——在化学工业中，有些固体原料、半成 品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿 分）需要除去。
第七章 干 燥
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四、对流干燥过程
本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，
除去的湿分是水分。
1、对流干燥的流程
预热器 空气 干燥产品 湿物料 干燥器 废气
第七章 干 燥
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2、对流干燥的特点
对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向 不同，是热、质反向传递过程： 方向 推动力 传热 气 温度差
pw
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件 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，空气的温度和湿度虽随 过程的进行而变化，但其焓值不变。 进入饱和器的湿空气(t，H)焓＝离开饱和器的湿空气焓(tas，Has) cHa s (t tas ) Hras cHa s (tas tas ) Has ras
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
4、湿空气的温度
（1）、露点 td
定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至 饱和，出现第一滴露珠时的温度。 湿度H与露点 td 的关系：
H 0.622
pd P pd
Pd—td下的饱和蒸汽压。
第七章 干 燥
干燥概述 干燥介质的性质
（56-7）
其中项 (1.01 1.88 H ) ca cw H cH ——湿空气的比热容，简称 湿热容，kJ/（kg干空气· K）
பைடு நூலகம்
由式（56-7）可见： I f (t , H )
3. 湿比容 H 湿空气的比容（湿比容）为其中干空气的比容与水气比容之和，即有：
H a w
（5）介绍典型干燥器的计算方法，这里包括：①对所选干燥器进行设计型计算；②对
运行中的干燥器进行核算，这属于操作型计算问题。 二、干燥介质——湿空气的性质 为讨论方便，先作两点说明： （1）作为干燥介质的湿空气为不饱和湿气体，即其中的水气分压低于同温度下水的饱 和蒸汽压，此时的水气呈过热状态，而且干燥的操作压强通常较低。因此，湿空气可以作 为理想气体处理，即假设理想气体的一切定律均适用于湿空气 （2）在干燥过程中，湿空气中的水气质量是变化的，而其中的干空气作为热和湿的载 体，其质量和质量流量是恒定的。为计算方便，下面有关湿空气的参数是以单位质量（ kg）干空气为基准。 （一）湿空气的状态参数 在干燥过程中，系统总压通常是恒定的，这样，湿空气的状态参数主要有：湿度、焓 、湿比容、温度。下面分别讨论这些状态参数。 2014-5-13 干燥概述及干燥介质的性质 12/35
空气流
质，湿物料中的湿分是水的对流干燥过程，讨论
这种干燥过程的原理、典型的干燥设备及其计算 方法。教学安排如下： （1）由于干燥介质——湿空气在干燥过程中， 既是热载体又是湿载体，湿空气的性质及其在干
q
NA
湿分迁移
图56 2 对流干燥过程
燥过程中的状态变化规律对干燥过程影响很大，因此先讨论湿空气的性质，并介 绍一个有用的图解工具——湿度图（t-H图）或湿焓图（H-I图）；
第一、二节干燥概念和H-I图(精简)
4、湿容积vH（湿比体积 ）
m 3 湿空气 vH kg绝干空气
1 H t 273 101.33 vH 22.4 M M 273 p v g
9
化工 原理
5、湿空气的比热容（简称湿比热容）cH
定义：将1kg绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽的温度升高1℃所需的 总热量，称为湿热，又称湿空气的比热。即
1、湿基含水量 2、干基含水量X
19
化工 原理
二、 物料衡算
LC：绝干物料的质量流量，kg干料/h； L1：进入干燥器的湿物料质量流量， kg/h； L2：出干燥器的产品的质量流量，kg/h ； w1，w2：干燥前后湿物料的湿基含水量 湿物料L1， ，kg/h； w1或Lc， H1，H2：干燥前后湿空气的湿度。
29
化工 原理
（2）I2’-I1’ 湿物料进、出干燥器的焓分别为：
I1 c1 1 0 c11 （7-31） I 2 c2 2 0 c2 2 （7-32）
式中：c——湿物料的比热容，kJ/（kg湿物料. ℃） 因为c1、c2相差不大，假设两者近似等于它们的算术平均值cm 上两式相减得：
Q LC cm 2 1 1.01G (t2 t0 ) W (2492 1.88t2 ) QL （7-33）
31
化工 原理
Q LC cm 2 1 1.01G (t2 t0 ) W (2492 1.88t2 ) QL （7-33）
化工中常采用连续操作的对流干燥，以不饱和热 空气为干燥介质，而湿物料中的湿分多为水分。
化工 原理
3
二、对流干燥过程
1、对流干燥的流程
预热器 空气 干燥产品 质相结合的操作，干燥速率由传质速 率和传热速率共同控制。
第7章-干燥-1-干燥概述、干燥介质及湿度图
H
A
B C t t
(a)加热过程
(b)冷却过程
=100% B
H
绝热饱和线 A
t
(c) 绝热增湿、降温过程
-------杠杆原理
H
AC CB
=100% B
HB
C
A
D E
HA
t
(d)两股湿空气的混合
LB H C H A t C t A AD LA H B H C t B t C DE
r0 tas t H as H cH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
td
不饱和湿空气性质：p、H、pw、、cH、IH、t、tW、tas、td
自由度数 F C 2 2 1 2 3
例题：常压下，某湿空气的温度为30 oC，pw=3.33 kPa，求 湿含量H，相对湿度φ、湿比热容、湿空气的焓及露点。
体积/m3kg-1
H 0.773 1.244H S
湿度/kg· kg-1
1.1
干空气比容线
1.0 0.9 0.8 0.7 0 10 20 30 40 50 60 70
a 0.773
273 t 273
绝热饱和（冷却）线
0.06
I H 1.01 1.88H t 2492H 0.04
三、 湿度图
湿比热容CH/kcal· kg-1· K-1
0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47
等线
饱和比容线
S
1.3 1.2
湿比热线
c H 1.01 1.88H
ps H 0.622 p ps
干燥教学课件
W=Gc(X1-X2)=900(0.111-0.0204)=81.5kg/h
(2) 空气消耗量：L
L
W
81 . 5
H 2 H 1 0 . 05 0 . 008
1940 kg 绝干气 / h
( 3 ) 干燥产品量
:
G 2 G 1 W 1000 918 . 5 kg / h
81 . 5
18 nv
H = 29 ng
=
18 pw 0.622 pw
29 (P pw )
P pw
当湿空气中水气分压等于同温度下水的饱和蒸气压时,其
湿度为饱和湿度:
ps
Hs = 0.622 P p s
p----水 蒸 气 的 分 压 ,Pa;
P ---湿 空 气 的 总 压 ,Pa
由 上 式 可 知 :湿 空 气 的 湿 度 与 总 压 及 水 蒸 气 的 分 压 有 关 .。
(1)水分蒸发量
(2)空气消耗量
(3)干燥产品量
解:(1)水分蒸发量:W
先将物料的湿基含水量换算成干基含水量:
x1
w1 1 w1
0.1 1 0.1
0.111 k g水
/
k g绝干料
X2
w2 1 w2
0.02 1 0.02
0.0204 kg水 / kg绝干料
进入干燥器的绝干物料量为:
Gc=G1(1-w1)=1000(1-0.1)=900kg 绝干料/h 水分蒸发量 W
Ψ=0表示湿空气中不含水分,此时为干空 气。
Ψ值越低，表示该空气偏离饱和程度越 远，干燥能力越大。所以空气的湿度H仅 表示其中水蒸气的绝对含量。
相对湿度Ψ值才能反映出湿空气吸收水 汽的能力。
第一节概述
水分→物料表面→干燥介质主体→介质带走 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。 缺点：热利用率低。
3、红外线辐射干燥
热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物
2019/8/12
料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
4、微波加热干燥
利用微波能量将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。属 于物料内部加热方式。 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。 缺点：费用大。
5、冷冻干燥 冷冻→抽填空→水分升华
2019/8/12
三、对流干燥的传热传质过程
对流干燥中，传热和传质同时发生
1、传热过程
干燥介质 Q 湿物料表面 Q 湿物料内部
2、传质过程
湿物料内部 湿分 湿物料表面 湿分 干燥介质
2019/8/12
干燥过程
对流干燥过程实质
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
干燥过程推动力
传质过程
传质推动力：物料表面水分压P表水 > 热空气中的水分压P空水
传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
2019/8/12
热空气
↓↓↓9/8/12
二、干燥方法
1、热传导干燥
热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料 被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多 缺点：与传热壁面接触的物料易局部过热而变质，受热 不均匀。
2019/8/12
2、对流传热干燥
热能以对流给热的方式由热干燥介质（通常热空气）传给 湿物料，使物料中的水分汽化。
3、红外线辐射干燥
热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物
2019/8/12
料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
4、微波加热干燥
利用微波能量将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。属 于物料内部加热方式。 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。 缺点：费用大。
5、冷冻干燥 冷冻→抽填空→水分升华
2019/8/12
三、对流干燥的传热传质过程
对流干燥中，传热和传质同时发生
1、传热过程
干燥介质 Q 湿物料表面 Q 湿物料内部
2、传质过程
湿物料内部 湿分 湿物料表面 湿分 干燥介质
2019/8/12
干燥过程
对流干燥过程实质
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
干燥过程推动力
传质过程
传质推动力：物料表面水分压P表水 > 热空气中的水分压P空水
传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
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热空气
↓↓↓9/8/12
二、干燥方法
1、热传导干燥
热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料 被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多 缺点：与传热壁面接触的物料易局部过热而变质，受热 不均匀。
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2、对流传热干燥
热能以对流给热的方式由热干燥介质（通常热空气）传给 湿物料，使物料中的水分汽化。
化工原理干燥.课件
化学工程系
➢平衡水分与自由水分 （按水分能否用干燥 方法除去的原则 ）
平衡水分：干燥推动力 ∆p=p-pi=0时，物料中 存在的水分。在一定空气状态（t，φ）下， 平衡水分是湿物料干燥的极限。 自由水分：总水分－平衡水分
化学工程系
物料中所含水分的性质
对于同种物料，在一定温度下，空气的相 对湿度越大，平衡水分含量越高。
U ——干燥速率（kg/（m2·s））； W′——气化水分量（kg）； S ——干燥面积（m2 ） ； τ——干燥时间（s）。
物料温度 X，kg水/kg绝干料
预 热 段
恒 速 干 燥 阶
段
tw
降速干燥阶段
降
降
速
速
第
第
一
二
阶
阶
段
段
化学工程系
U dW GcdX
Sd Sd
干燥时间
干燥曲线
化学工程系
• 对同一干燥过程，夏天的空气消耗量l 大还是冬天的消耗量l大？
化学工程系
7.3.3 干燥过程热量衡算 1.预热器的热量衡算 Qp=L（I1-I0）=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)
L，t0，H0，I0
L，t1，H1，I1
QP
2.干燥器的热量衡算
化学工程系
LI1+GcI1′+ QD=LI2+ GcI2′+ QL L（I1-I2）+ QD= Gc（I2′-I1′）+ QL
若要得到绝干产品，只能用绝干空气作为 干燥介质。 X/kg水·(kg绝干料)-1
化学工程系
7.4.2 恒定干燥条件下的干燥速率
湿空气的状态（温度、相对湿度）不变、 空气流速不变、与物料的接触方式不变
第七章 干燥
实验表明kH，与二者都与空气的速度的0.8次方成 正比。故二者比值与空气流速无关。对于空气—水 蒸气系统 / kH ≈1.09。 • 此式表明，湿空气t和H高，tW也就高。t与tW差越大， H越低。 • 可以通过测定温度计的干、湿球温度，查出 rW，和 PS，HH，然后用上述关系（7-12）求出湿空气的湿 度H。
2、等焓线（等I线） • 等焓线为一系列平行横轴（斜轴）的直线。在同一条等I 线上不同点所代表的空气状态不相同。但都具有相同的 焓值，图中I的读数范围为 0-680kJ/㎏绝干空气。 • 绝热增湿过程是等焓过程，在同一条等I线上，湿空气的 温度t随其湿度H的增加而下降，但其焓却是不变的。 3、等干球温度线 （7-8b）改写为 I=1.01t+（1.88t+2492）H （7-18） • 上式表明湿空气温度一定时，其焓和湿度成直线关系， 在H-I图中、等t线即表示在一系列的干球温度t1、t2…… 下湿空气的I和H之间关系直线群。
tW
空气
湿度H 温度t
当湿空气的温度一定时，若湿度越高，测得的湿球温度也越 高。若空气为水气所饱和，测得的湿球温度就是空气的温度。 湿球温度为湿空气的温度和湿度所决定，它是湿空气的性质 之一。 当湿球温度计的温度达到稳定时，空气向棉布表面的传热 速率（W）为：
Q A(t tw ) （7 -17 ）
由于各直线的斜率为（1.88t+2490），因此t越高， 等t线的斜率也越大，所以t线不是相互平行。 4、 等线（相对湿度）
H 0.622
I I g HIv （7 -14 ）
I , Ig , Iv—湿空气、绝干空气、水气的焓
一般取0℃下的干空气及液态水的焓为零。焓为相对数值。 计算时一般取的基准是0℃时的绝干空气及液态水的焓为 零，则绝干空气的焓就是其显热，而水蒸气的焓则包括 水0℃时的汽化潜热及水汽在 0℃以上的显热。主要为了 简化计算。所以，对于温度为t，湿度为H的空气，其焓 可由下式计算：
化工原理第七章干燥
W G1 w1 G2 w2 1000 0.2 824 .7 0.03 175 .3
(4) L0 L(1 H0 ) 3506 (1 0.001) 3510kg湿空气/ h
二、热量衡算
第四节 物料的平衡含水量与干燥速率 一.湿物料中水分的性质
1.结合水分与非结合水分 根据水分干燥的难易程度，可以将湿物 pw 料中的水分划分为结合水分与非结合水分。 S 非结合水分：机械附着水分和大毛细管 p s 水分，易于干燥； 结合水分：与物料借化学力或物理化学 pw 力结合的水分,小毛细管水分等，难于干燥； X X* XS 当湿空气 =100%时的物料平衡含水量 pw- X*关系示意图 * 为结合水分，其余为非结合水分。
一、物料衡算
1.湿基含水量( w)：
w
kg水 分
kg湿 物 料
100%
2.干基含水量( X )：
X
kg水 分 kg绝 干 料
100%
X w 1 X
w X 1 w
1.干燥后的产品量( L2 )：
Lc : 绝干物料的流量
G : 绝干空气的流量
Lc L1 (1 w1 ) L2 (1 w2 )
③比热容
C H 1.01 1.88H
1.01 1.88 0.014673 1.038kJ
(kg绝干气。 ) C
④ 焓
I (1.01 1.88H )t 2491H
(1.01 1.88 0.014673 20 2491 0.014673 )
57.29 kJ kg绝干气
100%时 的 等 线 称 为 饱 和 空 气 线 。
水蒸汽分压( p )线
HP p p H 0.622 0.622 H P p
化工原理B干燥
操作压强不太高时，湿空气可视为理想气体。
系统总压 P ：湿空气的总压（kN/m2），即Pv 与Pg之和。 干燥过程中系统总压基本上恒定不变。且
P= Pv +Pg
pv nv pg ng
干燥操作通常在常压下进行，常压干燥的系统总压接近
大气压力，热敏性物料的干燥一般在减压下操作。
1.湿份的表示方法
绝对湿度(湿度) H（Humidity）
(4) 等相对湿度线 (等 线) H 0.622 ps 总压 P 一定，对给定的 ：
P ps 因 ps= f (t) ， 故 H = f (t) 。
(5) 蒸气分压线
H 0.622 pv P pv
总压 P 一定， pv= f (H) ， p-H 近似为直线关系。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
对于空气-水系统， tw<100℃。当气体的湿度一定时，气 体的温度越高，干、湿球温度的差值越大。 结论：当物料充分湿润时，可以使用高温气体做干燥介 质而不至于烧毁物料。例如，可以使用500℃的气体烘干 淀粉。
对初始温度为 20℃、相对湿度为 80% 的常压空气
t ℃ 20
60 100 200 500
H 0.622 pv P pv
总压一定时，湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。
当p=ps时，湿度称为饱和湿度，以Hs表示。
Hs
0.622
P
ps ps
相对湿度（Relative humidity）
湿度只表示湿空气中所含水份的绝对数，不能反映空气 偏离饱和状态的程度（即气体的吸湿能力）。
相对湿度：在总压和温度一定时，湿空气中水汽的分压 pv 与系统温度下水的饱和蒸汽压 ps 之比的百分数。
系统总压 P ：湿空气的总压（kN/m2），即Pv 与Pg之和。 干燥过程中系统总压基本上恒定不变。且
P= Pv +Pg
pv nv pg ng
干燥操作通常在常压下进行，常压干燥的系统总压接近
大气压力，热敏性物料的干燥一般在减压下操作。
1.湿份的表示方法
绝对湿度(湿度) H（Humidity）
(4) 等相对湿度线 (等 线) H 0.622 ps 总压 P 一定，对给定的 ：
P ps 因 ps= f (t) ， 故 H = f (t) 。
(5) 蒸气分压线
H 0.622 pv P pv
总压 P 一定， pv= f (H) ， p-H 近似为直线关系。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
对于空气-水系统， tw<100℃。当气体的湿度一定时，气 体的温度越高，干、湿球温度的差值越大。 结论：当物料充分湿润时，可以使用高温气体做干燥介 质而不至于烧毁物料。例如，可以使用500℃的气体烘干 淀粉。
对初始温度为 20℃、相对湿度为 80% 的常压空气
t ℃ 20
60 100 200 500
H 0.622 pv P pv
总压一定时，湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。
当p=ps时，湿度称为饱和湿度，以Hs表示。
Hs
0.622
P
ps ps
相对湿度（Relative humidity）
湿度只表示湿空气中所含水份的绝对数，不能反映空气 偏离饱和状态的程度（即气体的吸湿能力）。
相对湿度：在总压和温度一定时，湿空气中水汽的分压 pv 与系统温度下水的饱和蒸汽压 ps 之比的百分数。
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ps
t, H
t ,H tas
t 湿球温度计
tw
k r tw = t - H w H w - H a
r0 tas = t - H as - H cH
绝热饱和塔示意图
相同之处：①湿空气均为等焓变化；②均为空气状态（t、H） 的函数；③对于空气水体系， cH， 称为Lewis规则，r0 kH rw，因此， tw tas
tas f (t , H )
tas是湿空气的性质，而与 水的状态无关
cH ca cw H 1.01 1.88H
ps 饱和湿度 H s 0.622 p ps
2.7 湿球温度tw与绝热饱和温度tas的异同
tw
空气
tas
补充水 饱和空气
tas ,Has 绝热
湿空气
传质
传热
p
t, H
对空气水系统，当被测气体温度不太高、流速>5m/s时， K)。 / kH 为一常数，且与cH近似相等，其值约为1.09 kJ/(kg·
2.6 绝热饱和温度tas 在与外界绝热情况下，空气与 大量水经过无限长时间接触后， 空气温度与水温相等，称这一 稳定的温度为湿空气的绝热饱 和温度，用tas表示。
第7章 干 燥
——概述、干燥介质及湿度图
干燥
Drying process
在实际生产过程中，常指借热能使物料中水分 ( 或溶剂 ) 气 化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。例如干燥固体 时，水分(或溶剂)从固体内部扩散到表面再从固体表面气化。 干燥可分自然干燥和人工干燥两种。本章介绍借助热能使物 料中湿分气化，并由干燥介质带走所成的蒸气的过程。
空气以对流方式传给水的热量速率 = 水分气化所需的潜热速率
At tw Nw A rw kH A Hw H rw
k H rw tw t Hw H
tw f t, H ，而与水的初始状态无关 kH、主要与空气流速有关，但 k H 却几乎与流速无关。
传热干燥 热能通过传热壁面以传导方式传给物料， 产生的湿分蒸气被气相（又称干燥介质） 带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以 铺在热滚筒上进行干燥。
干 燥 方 法
对流干燥 热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被 干燥介质所带走。 辐射干燥 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达 到物料表面，为物料所吸收而重新变为 热能，从而使湿分汽化。例如用红外线 干燥法将自行车表面油漆干燥。 介电干燥 将需要干燥的电解质物料置于高频电场 中，电能在潮湿的电介质中转变为热能， 例如微波干燥食品。
湿空气为等焓变化
I1 I as
ca cw H t r0 H ca cwHas tas r0 Has
ca cw H ca cw H as cH
t tas
I ca cw H t r0 H
r0 tas t - H as - H cH
或将相对湿度的公式 H 0.622
pw 代入可得： p pw
22.4 p 273 t p 273 t VH ( )( ) 0.773( )( ) 29 p pw 273 p pw 273
2.3 湿比热cH
kJ/(kg干气K) 比热----kJ/(kgK)
（1+H）kg湿空气
Keywords: Drying, Humidity, Wet hematocrit, Wet heat,
Dry bulb temperature, Wet bulb temperature,
Adiabatic saturation temperature, Humidity Figure
水 湿分
K) ca干空气的比热，kJ/(kg· K) 1.88kJ/(kg· K) cw水气的比热，kJ/(kg· K) 1.01kJ/(kg·
cH ca cw H 1.01 1.88H
2.4 湿空气的焓I kJ/kg干气 焓----kJ/kg
I I a I w H ca cw H t r0 H
30—40％ 。
2.2 湿比容VH 单位为m3湿空气 ⁄ kg干空气
1kg物 质 的 体 积 1kg物 质
比容
1kg 干空气的体积 Hkg水气体积 VH Va VW H 1kg 干空气
将常压下的相关数据代入可得：
273 t 1 H VH 22.4 273 29 18 273 t 0.773 1.244 H 273
其他溶剂
不饱和热空气 干燥介质 烟道气 其它高温惰性气体
主要内容
一、干燥概述 二、湿空气的性质及湿度图 三、本节小结
一、概述
分离过程
除湿方法： 机械分离法 即通过压榨、沉降、过滤和离心分离 等方法去湿。 吸附脱水 即用固体吸附剂，如 CaCl2 、硅胶等吸
固—液
除湿
去物料中所含的水分。
干燥法 指利用热能，使湿物料中的湿分气化而 除去的方法。
1.01 1.88H t 2492H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
I cat
I r0 cwt
2.5 干球温度t和湿球温度tw
干球温度简称温度，是指空气的真实温度。 大量、快速流动的空气（空气的流速应大于5 m/s）与少 量水接触，达到稳定时（动态平衡），湿球温度计所指 示的温度就称为湿球温度，用tw表示。
ps 饱和湿度 H s 0.622 p ps
② 相对湿度
pw 100% 值愈小，表示空气的吸湿能力越大 ps
pw p s H 0.622 0.622 p pw p ps
居室里比较舒适的气象条件是：室温达25℃ 时，相对湿度 控制在40—50％ 为宜；室温达18℃ 时，相对湿度应控制在
二、湿空气的性质
浓度、比热、比容（密度）、焓、温度等。
2.1 湿空气中水蒸气含量的表示方法
① 湿度 又称湿含量 kg 水/kg 干空气
空气
H
水气的质量 绝干空气的质量
水蒸汽
Mw pw 水气的摩尔数 18 绝干空气的摩尔数 M a p pw 29
pw H 0.622 p pw