干燥1概述及湿空气性质和湿度图.
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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。
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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
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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
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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
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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1概述9-1干燥的分类和用途何谓干燥单元操作
第九章干燥§1 概述9-1 干燥的分类和用途一、何谓干燥单元操作？讲到干燥，自然联想起农村晒谷子，生活中晒衣服，想必干燥即除水操作。
如果干燥在太阳下才能实现，则化肥厂，制药厂，染织厂需要开辟大规模的“晒场”，才能正常生产。
显然生活中的晒衣服与干燥的操作是有区别的。
那么，什么叫干燥单元操作呢？——利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作。
如图9-1所示。
图9-1 干燥示意图二、干燥操作在化工生产中的应用。
化工原料工业，聚氯乙稀的含水量不能高于0.3％，否则影响制品的质量。
制药工业，抗菌素的水分含量太高，会影响使用期限。
染料工业，未经干燥的染料，影响染色质量。
所以化工、轻工、造纸、制革、木材、食品等工业均利用到多种类型的干燥操作。
三、干燥操作的分类：按传热方式分为：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥；按操作压力分为：常压干燥、真空干燥；按操作方式分为：连续式、间歇式。
§2 湿空气与性质湿度图9-2 湿空气概述什么是湿空气：大气是干空气与水汽的混合物，亦称为湿空气。
要研究空气的性质，首先想到，湿空气是混合物，则混合的比例是多少呢？所以要研究，——湿度性质（湿度，相对湿度，绝对湿度百分数）其次想到，空气是气体，应适用于气体状态方程，即温度、压力、体积。
所以要研究，——温度性质（干球温度、湿球温度、绝热饱和湿度、露点）——容积性质（湿容积、饱和湿容积）。
由于大气压力，对一定地区，约为定值，所以不研究压力性质。
再其次，要研究空气对湿物料的传热，所以要研究，——空气的比热性质（湿热．焓） 所以要研究湿空气，实质是研究空气的四大类性质。
为了叙述方便，我们假设下面三个前提：（1）干燥过程的湿空气，可作为理想气体处理，诸如理想气体方程式，道尔顿分压定律，均可应用于湿空气。
（2）因为干空气是作为热载体，它的质量在干燥过程中始终不变，所以湿空气的有关参数均为单位质量的干空气为基准。
青海大学干燥节湿空气的性质及湿度PPT课件
2020/12/29
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
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
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
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对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
在分压差的作用下，湿份由物料表面 向气流主体扩散，并被气流带走。
干燥是热、质同时传递的过程
ti
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
2020/12/29
2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
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
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
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对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
在分压差的作用下，湿份由物料表面 向气流主体扩散，并被气流带走。
干燥是热、质同时传递的过程
ti
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
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2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
第一、二节干燥概念和H-I图(精简)
1、湿度图的构造 (1) 等湿度线（等H线）
(2) 等焓线（等I线）
(3) 等干球温度线（等t线） (4) 等相对湿度线（等φ 线） (5) 水蒸汽分压线（等φ 线）
14
化工 原理
2、湿度图的应用
①已知状态点A，确定干球温度t、露点td和湿球温度tw 绝热饱和温度tas）
A t td tw
H B IA
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）
16
（b）t-td
φ
A
t=td线延长与 φ=100%交于A’点
A
φ =100%
t td
A’
A’点所在的等湿线 延长与t=t线交于A 点，A点即是空气状 况点。
H
17
化工 原理
(c) t-φ
φ
A
φ =100%
A
t IA
IB
H
18
化工 原理
第三节 连续干燥器的物料衡算和热量衡算
一、湿物料中含水量的表示方法
湿物料Lc， θ 1,X1,I1’
QD
Q 由图知加热器的加热量为： p G ( I1 I 0 ) （7-23）
26
化工 原理
2、对干燥器作热量衡算：
热空气 G,t1,H1, I1
QL
干燥器
废气G， t2,H2,I2
空气 G,t0,H0, I0
预热器
QP
干燥产品Lc， θ 2,X2,I2’
(2) 等焓线（等I线）
(3) 等干球温度线（等t线） (4) 等相对湿度线（等φ 线） (5) 水蒸汽分压线（等φ 线）
14
化工 原理
2、湿度图的应用
①已知状态点A，确定干球温度t、露点td和湿球温度tw 绝热饱和温度tas）
A t td tw
H B IA
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）
16
（b）t-td
φ
A
t=td线延长与 φ=100%交于A’点
A
φ =100%
t td
A’
A’点所在的等湿线 延长与t=t线交于A 点，A点即是空气状 况点。
H
17
化工 原理
(c) t-φ
φ
A
φ =100%
A
t IA
IB
H
18
化工 原理
第三节 连续干燥器的物料衡算和热量衡算
一、湿物料中含水量的表示方法
湿物料Lc， θ 1,X1,I1’
QD
Q 由图知加热器的加热量为： p G ( I1 I 0 ) （7-23）
26
化工 原理
2、对干燥器作热量衡算：
热空气 G,t1,H1, I1
QL
干燥器
废气G， t2,H2,I2
空气 G,t0,H0, I0
预热器
QP
干燥产品Lc， θ 2,X2,I2’
干燥计算
U dW Sd
而 dW GdX , [W G(X1 X 2 )]
所以 U GdX
Sd
式中 W’—一批操作中汽化的水分量，kg；
G’—一批操作中干物料的质量，kg。
干燥速率曲线：U与X之间的关系曲线。
由干燥速率曲线，可以将干燥过程分为两个阶段：
物料预热阶段
(1) 恒速干燥阶段
H
水汽质量mv 干空气质量mg
nv M v ng M g
18 nv 29 ng
0.622 p , P p
kg水汽/ kg干空气
(1)
空气饱和时， H s 二、 相对湿度：
0.622
P
ps ps
。
水汽分压与水的饱和蒸汽压之比，即
p 100 % ps
代入式(1)，得 H 0.622 ps
即 Iv0 Iv2 (2) 湿物料进出干燥器时的比热相等，并可取其平均值
即 c1 c2 cm 而 c cs Xcw
由 I0 I g0 H0Iv0 cgt0 Iv0H0
I2 Ig2 H2Iv2 cgt2 Iv2H2
相减并代入假定(1)，得
又由
I2 I0 cg (t2 t0 ) Iv2 (H2 H0 ) cg (t2 t0 ) (r0 cv2t2 )(H2 H0 )
恒速干燥阶段
第一降速阶段
(2) 降速干燥阶段
第二降速阶段
干燥机理：
(1) 物料预热阶段，A B
：空气传给物料的热量大于水分汽化所需热量，物料表面温度上
升到空气的湿球温度，, pw , ( pw p) , U
对干燥器进行焓衡算
湿空气的性质及湿度图
直线的斜率为1.88 t +2490 ，各线不平行
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
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
第五章干燥概述
>>5.3.1 物料中的水分
平衡水分和自由水分
平衡水分： 一定空气状态下，湿物料中的水分。此时湿物料的含水量为平衡含水量X*。
平衡含水量X*与空气的相对湿度φ的关系曲线为平衡曲线。 空气状态恒定时，不同物料的平衡含水量不同
同一物料，平衡含水量随空气状态而变不同 绝干空气接触可得到绝干物料，即φ ＝0，X*＝0
干燥流程
L H0,t0,I0
预热器
L H1,t1,I1
QL 干燥器
预热器消耗热量Qp
忽略热损，LI0 +Qp＝LI1
Qp
Q p＝L（I1 -I0）
QD
G2 X2,θ2,I2’
干燥器补充热量QD LI1 GI1 ' QD＝LI2 GI2 ' QL
QD＝L（I2 -I1） G（I2 ' I1 '） QL
恒定干燥和非恒定干燥
恒定干燥
干燥过程中空气的湿度H和温度t(即空气的状态不变） 大量空气干燥少量物料时，可近似看作恒定干燥
非恒定干燥 实际干燥过程，随着干燥进行，空气温度下降、湿度增加。 （变动干燥）
恒定干燥下的干燥实验和干燥时间
干燥实验：
获得干燥曲线（湿物料含湿量X-干燥时间）
干燥时间： 计算干燥器的尺寸
X*是湿物料在一定空气状态下的干燥极限
自由水分： 湿物料中超过X*的那部分水分
自由水分可以用干燥的方法除去
第五章 干燥>>5.3 >>5.3.1 物料中的水分(2)
非结合水和结合水
非结合水
当φ =p/ps=100％时，物料表面的水气分压等于同温度下纯水的饱 和蒸气压，即等于同温度下饱和空气的水气分压。此时湿物料含水量
平衡水分和自由水分
平衡水分： 一定空气状态下，湿物料中的水分。此时湿物料的含水量为平衡含水量X*。
平衡含水量X*与空气的相对湿度φ的关系曲线为平衡曲线。 空气状态恒定时，不同物料的平衡含水量不同
同一物料，平衡含水量随空气状态而变不同 绝干空气接触可得到绝干物料，即φ ＝0，X*＝0
干燥流程
L H0,t0,I0
预热器
L H1,t1,I1
QL 干燥器
预热器消耗热量Qp
忽略热损，LI0 +Qp＝LI1
Qp
Q p＝L（I1 -I0）
QD
G2 X2,θ2,I2’
干燥器补充热量QD LI1 GI1 ' QD＝LI2 GI2 ' QL
QD＝L（I2 -I1） G（I2 ' I1 '） QL
恒定干燥和非恒定干燥
恒定干燥
干燥过程中空气的湿度H和温度t(即空气的状态不变） 大量空气干燥少量物料时，可近似看作恒定干燥
非恒定干燥 实际干燥过程，随着干燥进行，空气温度下降、湿度增加。 （变动干燥）
恒定干燥下的干燥实验和干燥时间
干燥实验：
获得干燥曲线（湿物料含湿量X-干燥时间）
干燥时间： 计算干燥器的尺寸
X*是湿物料在一定空气状态下的干燥极限
自由水分： 湿物料中超过X*的那部分水分
自由水分可以用干燥的方法除去
第五章 干燥>>5.3 >>5.3.1 物料中的水分(2)
非结合水和结合水
非结合水
当φ =p/ps=100％时，物料表面的水气分压等于同温度下纯水的饱 和蒸气压，即等于同温度下饱和空气的水气分压。此时湿物料含水量
湿空气性质及湿度图
湿比热容/kJ.(kgH2O.℃)-1
1.35 1.25 1.00 2490 2460 1.35 2430 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1. 35 0.16
H
0.14
1.15
0.12
汽化潜热/kJ /kJ.(kgH2O)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
不同温度、湿度的气流的混合过程
kg水/kg干 空气
视为理想气体，则： H = 0.622
pV P − pV
饱和湿度H 饱和湿度 s: 湿空气中水蒸气分压等于该温度下水的饱和蒸汽压。
（2）相对湿度ϕ ）相对湿度ϕ
P H = 0.622 P−P
S S
S
pv ϕ= ×100% Ps
( Ps ≤ P)
pv ϕ= ×100% ( Ps > P) 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。
cH υH cH
υH
D B C A H=0.016kg/kg干空气
td
t
t
② 湿空气状态变化过程的图示
H φ=1 φ=1
H
B A t t1 t2 加热
B t1 td t
A t2 冷却
H φ=1
S B B’’ B’
φ=1 B
H
H2 H3
Has A H A t t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
干空气⋅° （ kJ/kg干空气⋅° ） 干空气⋅°C
（4） 湿比热容 cH ）
cH = ca + cV H = 1.01 + 1.88 H
湿空气的性质和湿度图
第六章干燥第一节湿空气的性质和湿度图教学目标：理解湿空气性质各项指标的基本内涵，并掌握其计算公式。
理解湿度图的结构，掌握湿度图的具体应用。
教学重点：湿空气性质的基本内涵和计算公式，湿度图的结构及具体应用。
教学难点：湿空气性质的基本内涵和计算公式。
教学内容：一、湿空气的性质当周围的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物时，称为湿空气。
用湿空气作干燥介质时，湿空气应是不饱和的热空气，其中水汽分压低于同温度下的饱和蒸汽压。
干燥操作压力通常都较低（常压或减压操作），可将湿空气按理想气体处理。
在对流干燥中，湿空气中水蒸汽的含量是随干燥过程的进行逐渐增加的，但其中的干空气的数量是不变的，因而湿空气的性质都以单位质量干空气为基准进行计算。
H湿度又称湿含量，是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
即：式中：g M ——干空气的摩尔质量，kg kmol ；w M ——水蒸汽的摩尔质量，kg kmol ； g n ——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol ； w n ——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol 。
φ相对湿度又称相对湿度百分数，是指在一定总压下，湿空气中水蒸汽分压p 与同温度下的饱和水蒸气压s p 之比,称为湿空气的相对湿度。
定义式：相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。
φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。
φ愈小，即p 与s p 差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。
3.湿空气比容H ν在温度为t 、湿度为H 、总压为P 时，以单位质量绝干空气为基准的湿空气体积称为湿空气的比容，用符号H ν表示。
湿空气比容随其温度和湿度的增加而(6---1)180.622kg/kg)29w wg gw w g gM n H M n n nH n n === 如果将水和空气的摩尔质量代入上式，则( 绝干空气 (6--2)100% (6----3)spp φ=⨯ (6---4)2732730.773 1.244273273273(0.773 1.244)273H g w H H t t v H t H ννν=+++=⨯+⨯⨯+=+⨯增大。
化工原理下册课件第5章 干燥(湿空气的湿度图 (焓湿图))
5.2.2 湿空气的湿度图 （焓湿图）
在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐 标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。
图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和
湿度Ｈ的湿空气状态。
等湿度线(等H线)： 等焓线(等I线)： 等温线(等t线)： 等相对湿度线（等j线） 水蒸汽分压线：
一、等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气
一、求空气的状态参数 若已知湿含量H和焓I，在焓湿图中得到Ａ点 H=0.02kg水/kg干空气，I=120kJ/kg干空气
H：沿等H线
.
I：沿等I线
.A
pv：过A点沿等H线交水
汽分压线
tw
td: 沿等H线，交j＝100 td
％沿等t线
tW：沿等I线，交j＝
100％，沿等t线
== 1= 0 01 %0
的露点td不变。即确定了H，就可以确定露点温度td 。
二、 等焓线(等I线) 一组与水平线倾斜135°的直线 。读数范围0~
680kJ/kg绝干气。 三、 干球温度线(等t线)
固定总压下，给定不同的温度t值，以H为自变量，I为因变量， 根据I=(1.88t+2490)H+1.01t作出的曲线。当空气的干球温度t不变 时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多 等t线。 各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2490)，故温度 愈高，其斜率愈大。因此，成直线的等t线并不互相平行。
三、湿空气的状态变化过程 1、加热与冷却过程 加热：湿空气的加热与冷却
属等压过程，p不变，H不 变，AB线为一垂直线，沿 等H线由A到达B点，温度
升高，空气的j下降，干燥
在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐 标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。
图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和
湿度Ｈ的湿空气状态。
等湿度线(等H线)： 等焓线(等I线)： 等温线(等t线)： 等相对湿度线（等j线） 水蒸汽分压线：
一、等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气
一、求空气的状态参数 若已知湿含量H和焓I，在焓湿图中得到Ａ点 H=0.02kg水/kg干空气，I=120kJ/kg干空气
H：沿等H线
.
I：沿等I线
.A
pv：过A点沿等H线交水
汽分压线
tw
td: 沿等H线，交j＝100 td
％沿等t线
tW：沿等I线，交j＝
100％，沿等t线
== 1= 0 01 %0
的露点td不变。即确定了H，就可以确定露点温度td 。
二、 等焓线(等I线) 一组与水平线倾斜135°的直线 。读数范围0~
680kJ/kg绝干气。 三、 干球温度线(等t线)
固定总压下，给定不同的温度t值，以H为自变量，I为因变量， 根据I=(1.88t+2490)H+1.01t作出的曲线。当空气的干球温度t不变 时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多 等t线。 各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2490)，故温度 愈高，其斜率愈大。因此，成直线的等t线并不互相平行。
三、湿空气的状态变化过程 1、加热与冷却过程 加热：湿空气的加热与冷却
属等压过程，p不变，H不 变，AB线为一垂直线，沿 等H线由A到达B点，温度
升高，空气的j下降，干燥
干燥
5.1 湿空气的性质和湿焓图
tw直接受环境温度及湿纱布表面水份的汽化快慢的影响， 气化快慢又与干球温度、空气的含水量有关。 所以，凡是精密仪器、粮食、水果的储藏室均有干湿温度计。 生活中的现象： 1、融雪比下雪冷； 2、人通过出汗来降低体温； 3、狗夏天只能通过舌头来散热。
5.1 湿空气的性质和湿焓图
, t w td
饱和湿空气， t w td
所以，湿空气三种温度的关系为
t t w td
t等焓增湿到饱和得到的温度为 t w t等湿降温到饱和得到的温度为 t d
5.1 湿空气的性质和湿焓图
5-1-2 湿空气的 H-I 图
湿空气的状态由两个独立的性质确定，其他参数可以计算， 但计算繁琐，有时还要式差。工程上为了计算方便，常用算图 来表示湿空气各性质之间的关系。 下面讨论常用的湿焓图 (H-I 图 ) 。 一、等 H 线：与纵轴平行 二、等 I 线：与斜轴平行 三、等干球温度线（等 t 线） 由 I (1.01 1.88H )t 2490H 得 I (1.88t 2490)H 1.01t 左式是以 t 为参数的 直线方程，且 t ， 斜率 ，所以等 t 线为 一族非平行直线。
5.1 湿空气的性质和湿焓图
Φ值反映载湿能力，而载湿能力只能通过φ表示
t一定，Ps一定，P
P 一定 t P s
载湿能力
载湿能力
例：某湿空气φ=50%，温度55℃，求该空气在北京和拉萨 地区大气压下的H。 已知北京地区大气压为770mmHg,拉萨地区大气压 459.4 mmHg，55 ℃ Ps =15731.76Pa
5.1 湿空气的性质和湿焓图
稳态时，传热速率与传质速率的关系： Q N tw
湿空气性质和湿度图湿气体=绝干气体+湿份蒸汽
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体) 1kg 绝干空气及所含水汽所具有焓的总和
IH I g HI w
由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温 度，若取0℃下的绝干空气和液态湿份的焓为零，则
IH (Cg HCw )t r0H CH t r0H
显热项
汽化潜热项
H nw Mw Mw p ng M g M g P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
H 0.622 pw P pw
总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
相对湿度
湿度只表示湿空气中所含湿份的绝对数，不能反映空气偏离 饱和状态的程度。 相对湿度：一定的系统总压和温度下，空气中湿份蒸汽的分
湿比热cH 或干基湿比热J/(kg绝干空气·℃) 1kg 绝干空气及所含水份蒸汽温度升高1℃所需要的热量
CH Cg 1 CW H
式中：Cg — 绝干空气的比热，J/(kg绝干空气·℃)； Cw — 水份蒸汽的比热，J/(kg水份蒸汽·℃) 。
Cg=1.005 kJ/(kg·℃)，Cw=1.884 kJ/(kg·℃) CH 1.01 1.88H
50℃的性质：
⑴相对湿度 从附录查出50℃时水蒸气的饱和蒸气压ps=12.340kPa。当空气从20℃加热到50℃
时，湿度没有变化，仍为0.0147 kg/kg绝干气，故
0.0147 0.62212.340 101.33 12.340
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中， 先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
9.1-9.2 空气的性质与湿度图
ras tas = t − (Has − H cH
空气t, H, cH)ras—tas下水的汽化潜热 tas=f(t,H)是空气状态的函数 空气在此过程中，遵循降温、增湿、 等焓。
（5）空气湿度的测定
① 干、湿球温度
大量空气与少量水接触达稳定时的温度称为空气的湿球温度tw。 空气向湿纱布传递的显热为：
Q =αA(t −tW ) 1
湿纱布表面水分汽化所需的潜热为：
空气
t, H,u
Q2 = kH (HW − H)Ar W
Q = Q2 1
r tW = t − W (Hw − H) α kH α kH ≈ cH 空气－水：
ras tas = t − (Has − H cH
) tW ≈ tas
② 露点的测定
④绝热增湿过程：可近似 认为等焓过程
湿空气性质的总结
在总压一定的情况下，空气的状态由两个参数确定 不饱和空气：φ＜1，t ＞ tw＝tas＞td 饱和空气： φ＝1，t=tw＝tas＝td
对空气－水系统：
焓的单位：kJ/kg干空气，比热的单位：kJ/kg.℃，比容的 单位：m3湿空气/kg干空气
（4）绝热冷却过程和绝热饱和温度
绝热饱和温度tas:总压一定，空气绝热增湿达饱和的温度。
tas , Has , cHas
tas
稳定时，水温不变，空气放出的显热等于 水分汽化后带回的潜热。
cH (t −tas ) = (Has − H)ras
9 干
去湿的方法有： (1) 机械去湿法－过滤 (2) 化学去湿法
燥
干燥的方法有： (1) 对流干燥 (2) 传导干燥 (3) 辐射干燥 (4) 介电加热干燥
工业上常须将湿固体物料中的湿分去除→去湿
8.2 湿空气的性质与湿度图
（8-26）
在稳定状态下，传热速率与传质速率之间 关系为 ：
Q N rw
（8-27）
A(t t w ) k H A( H w H ) rw
（8-28）
tw t
k H rw
H w H
（8-29）
—— 湿球温度 tw 定义式 式中： H——空气的湿度，kg水/kg干气； Hw——湿空气在温度为tw下的饱和湿度， kg水/kg干气； rw——湿球温度tw下水的汽化热，kJ/kg； kH——以湿度差为推动力的对流传质系数， kg/（m2s△H)； α——空气至湿纱布的对流传热系数，W/m2 •℃；
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
1、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：
pd H H S 0.622 P pd
式中： Hs——为露点td时水的饱和湿度；
（8-22）
Pd——为露点td时水的饱和蒸汽压, 也就是该 空气在初始状态下的水蒸汽分压pv ， pv = pd 2、计算td：
九、绝热饱和温度tas 1、定义：绝热饱和过程中，气、液两相最终达 到的平衡温度称为绝热饱和温度。 2、绝热饱和过程： 不饱和空气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，则最终空气被液体蒸汽所饱和，空气 与液体温度相等，此过程称为绝热饱和过程。
3、绝热饱和过程说明：
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
湿空气的性质及状态参数
(a)湿空气的干球温度t (b)湿空气的干球温度t (c)湿空气的干球 和湿球温度tw 和露点td 温度t和相对湿度φ 动画
例如，图7-6中A代表一定状态的湿空气，则:
(1)湿度H，由A点沿等湿线向下与水平辅助轴的交点Ｈ，即可 读出Ａ点的湿度值。 (2)焓值I，通过A点作等焓线的平行线，与纵轴交于Ｉ点， 即可读得A点的焓值。 (3)水气分压P，由Ａ点沿等温度线向下交水蒸气分压线于Ｃ， 在图右端纵轴上读出水气分压值。 (4)露点td,由A点沿等湿度线向下与φ =100%饱和线相交于B点， 再由过B点的等温线读出露点td值。
热而达到干燥的目的。
2、对流干燥：工业上广泛应用；传热与传质相伴进行的过程； 干燥介质即是载热体又是载湿体； 典型的对流干燥工艺流程见图7-1
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二、干燥过程进行的条件
对流干燥过程中，物料表面温度 θ i 低于气相主体温度 t ， 因此热量以对流方式从气相传递到固体表面，再由表面向内部 传递，这是个传热过程；固体表面处水气压 Pi高于气相主体中 水气分压因此水气由固体表面向气相扩散，这是一个传质过程。 可见对流干燥过程是传质和传热同时进行的过程，见图7-2
单位:kg/kg(干空气)
2.饱和湿度Hs： (是总压和温度的函数)
3.相对湿度φ：
ps H s 0.622 P ps
pv 100%( ps p) ps pv 100%( ps p) p
4.湿空气比容ν h ： 单位:m3/kg干空气 h
273 t (0.773 1.244 H ) 273
2.吸附脱水法 即用固体吸附剂，如氯化钙、硅胶等吸去物料中 所含的水分。这种方法去除的水分量很少，且成本较高。 3.干燥法 即利用热能，使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。 干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来 除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然 后在利用干燥方法继续除湿。 返回
化工原理111 湿空气的性质及湿度图
水分汽化，温度降低
空气传热给湿纱布
稳态时，空气传给湿纱布 的显热等于湿纱布水分汽 化的潜热
湿球温度不变， 此为湿球温度tW
9
空气向湿纱布表面的传热速率：
Q1 S(t tw)
湿纱布表面水分的汽化速率：
N kH S(Hs,tw H ) 绝热稳定，达湿球温度时 Q Nrtw
S(t tw ) kH S(Hs,tw H )rtw
273
p总
V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T 1.0133105
22.4 273
P
5
3、比热容cH kJ/(kg干气℃) 常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Hkg水汽的 温度升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量
cH cg Hcv
cg——干空气的比热，≈1.01 kJ/(kg·℃) cv——水气的比热，≈1.88 kJ/(kg·℃)
湿空气中水蒸气质量和干空气质量之比 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
M M
v g
nv ng
18 29
0.622Y
2
视为理想气体，则：
H 0.622 p p总 p
H f p总, p
饱和湿度Hs：当湿空气中水汽分压p等于该空气温度 下的饱和蒸汽压ps时的湿度
17
A
t tw
A td
t td
18
A %
tφ
19
饱和湿度
Hs
0.622
ps p总
ps
HS f ( p总,t)
3
（2）相对湿度φ（ relative humidity）
一定总压下，湿空气中水蒸气分压p与同温度下的
空气传热给湿纱布
稳态时，空气传给湿纱布 的显热等于湿纱布水分汽 化的潜热
湿球温度不变， 此为湿球温度tW
9
空气向湿纱布表面的传热速率：
Q1 S(t tw)
湿纱布表面水分的汽化速率：
N kH S(Hs,tw H ) 绝热稳定，达湿球温度时 Q Nrtw
S(t tw ) kH S(Hs,tw H )rtw
273
p总
V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T 1.0133105
22.4 273
P
5
3、比热容cH kJ/(kg干气℃) 常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Hkg水汽的 温度升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量
cH cg Hcv
cg——干空气的比热，≈1.01 kJ/(kg·℃) cv——水气的比热，≈1.88 kJ/(kg·℃)
湿空气中水蒸气质量和干空气质量之比 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
M M
v g
nv ng
18 29
0.622Y
2
视为理想气体，则：
H 0.622 p p总 p
H f p总, p
饱和湿度Hs：当湿空气中水汽分压p等于该空气温度 下的饱和蒸汽压ps时的湿度
17
A
t tw
A td
t td
18
A %
tφ
19
饱和湿度
Hs
0.622
ps p总
ps
HS f ( p总,t)
3
（2）相对湿度φ（ relative humidity）
一定总压下，湿空气中水蒸气分压p与同温度下的
湿空气性质及湿度图
W
W
其中 CH 1.01 ~ 1.03
0.96 ~ 1.005 kH
即
CH kH
则 tas tw
表明：对于空气和水系统，两者在数值上近似相等。
不同点：tas 、tw 本质上截然不同。
（1） tas 由相平衡得出的，是空气的热力学性质； tw 则取决于气 液间的动力学因素— 传递速率。
（4） 湿比热容 cH （ kJ/kg干空气C ）
c c c H 1.011.88H
H
a
V
ca： 干空气比热容，约1.01 kJ/kg干空气·C； cv： 水蒸汽比热容，约1.88kJ/kg干空气·C。
（5） 湿比焓I ( kJ/kg干空气) 基准: 0C干空气、 0C时液态水的焓为零。
2460
1.35
1.15
2430
0.16
H
0.14
0.12
湿比体积/m3.(kg干空气)-1 汽化潜热/kJ.(kgH2O)-1 湿度/kg.(kg干空气)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
0.85
2340
0.06
0.05
0.75
2310
0.04
0.03
2280
0.02
0.01
2250
0
10
20 30
40 50
60
70
80
90 100 110 120
温度/℃
湿空气的湿度-温度图
（2） 湿度图的应用 ① 求湿空气的性质参数
cH
cH
υH
υH
D
B CA
青海大学干燥课件第5章第1节湿空气性质及湿度图
干燥时间
涉及干燥速率和水在气固 相的平衡关系
解决这些问题需要掌握的基本知识有：
(1) 湿分在气固两相间的传递规律；
(2) 湿空气的性质及在干燥过程中的状态变化；
(3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征；
(4) 干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。 本章主要介绍运 用上述基本知识解决工程中物料干燥的基本问题，介绍的 范围主要针对连续稳态的干燥过程。
湿比容
湿空气的体积 1kg绝 干 空 气
H
1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.0133105
29 18
273
P
0.772 1.244H 273 t 1.0133105
273
P
V nRT P
2019/7/15
cH cg cv H 1.01 1.88H
cH f H
4．湿空气的焓I
kJ/kg 干气
焓----kJ/kg
I Ig IvH
cg cv H t r0 H
1.01 1.88H t 2490 H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
解：(1)20℃时：
①相对湿度：由附录查出20℃时水蒸汽饱和蒸汽压
ps 2.3346kPa
H 0.622ps P ps
0.014673
0.622 101.3
2.3346 2.3346
100% (不可用作干燥介质)
2019/7/15
②比容
273 t 1.013105
该法脱水快且节省费用，但去湿程度不高。如离心过 滤后水分含量仍达5%-10%，板框压滤后物料一般含 水 50%-60%.
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对流干燥是传热、传质同时进 质反向传递过程：
2018/8/8
行的过程，但传递方向不同，是热、
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6
传热 气 固 温度差 传质 固 气 水汽分压差
2018/8/8
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7
干燥过程进行的必要条件：
* 物料表面水汽压力大于干燥介质 中水汽分压； * 干燥介质要将汽化的水分及时带 走。
返回
2018/8/8
2018/8/8
返回
3
干燥过程的分类：
操作 压力
常压干燥 真空干燥
连续式 间歇式
返回
4
操作 方式
2018/8/8
干 燥
供热 方式
传导干燥（间接加热干燥）
辐射干燥
对流干燥（直接加热干燥）
微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
2018/8/8
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5
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。
2018/8/8
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20
4、湿空气的比体积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。
2018/8/8
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21
H g w H
[m3湿气/kg干气] g ：压力P 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气] w ：压力P 、温度t下水汽比容。
2018/8/8
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12
1、湿空气中的水汽分压pw 总压p= pw+ pg
并有pw=py
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2018/8/8
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。 nwMw 18.02n Kg水 H = = = w n n M 28.95 g g g Kg绝干气
8
干燥简易流程
2018/8/8
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9
几个名词
湿分（水分） 干燥介质（湿空气）-载热体-载
湿体 废气 湿物料 干燥产品（含湿分）
2018/8/8
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10
湿空气的性质与湿度图
湿空气的性质 空气的湿度图及其应用
2018/8/8
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。
得的湿空气的真实温度。 湿球温度tw ：温度计的感温球 用纱布包裹，纱布用水保持湿润， 所以tw为湿空气的非真实温度 。
2018/8/8
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27ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
干球和湿球温度计
2018/8/8
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28
湿球温度计工作原理
湿球温度为传热、传 质平衡的稳定温度。湿纱 布表面和空气之间存在着 湿度差，水分汽化所需潜 热，首先取自湿纱布表面 的显热，使其降温，这一 温差将引起空气向湿纱布 传递热量。当空气传入的 热量等于汽化消耗的潜热 时，湿纱布表面将达到一 个稳定温度，即湿球温度。
2018/8/8
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14
当湿空气可视为理想气体时，则有： nw pw P pw ng pg pw
H
18.02nw
28.95ng P pw 即： H f ( P，pw ) 当P为一定值时， H f ( p )
w
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15
0.622
pw
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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 即： H S f (t，P) P-pS
2018/8/8
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3、相对湿度
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。 p
w
即：
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f ( pw，t )
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17
pS
100%
当 =1 时：pw = ps，湿空气 达饱和，不可作为干燥介质。 当 <1 时：pw < ps，湿空气 未达饱和，可作为干燥介质。
[m3水/kg水]
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H ：压力P 、温度t下湿空气比容。
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22
g 、 w 的数值为：
22.41 273 t 1.013 10 273 t 1.013 10 g 0.773 29 273 P 273 P 22.41 273 t 1.013 105 273 t 1.013 105 w 1.244 18 273 P 273 P
H g w
[kJ/kg干气•℃]
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1.01 1.88H
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6、湿空气的比热与焓
干空气的焓与水汽的焓之和。 [kJ/kg干气]
以0℃干空气及0℃液态水的焓值为 0作基准。因此，对于温度为t、湿度 为H 的湿空气，其焓值包括由0℃的水 变为0℃水汽所需的潜热及湿空气由 0℃升温至t℃所需的显热之和。
越小，湿空气偏离饱和程度 越远，干燥能力越大。
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18
结论：
湿度 H 只能表示出水汽
含量的绝对值，而相对湿度
却能反映出湿空气吸收水汽的
能力。
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19
相对湿度φ与湿度H 的关系： ps H 0.622 P ps
【例】湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg，总压 P=760mmHg， 求20℃ 时的相对湿度 ；若空气 分别被加热到50℃和120℃，求。
干 燥
概述 湿空气的性质与湿度图 干燥过程的物料衡算 干燥速率与干燥时间 干燥器
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1
在化工生产中，一些固 体产品或半成品可能混有大 量的湿分，将湿分从物料中
去除的过程，称为去湿。
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2
去湿的方法可分为以下三类： 机诫去湿：用于去除固体物 料中大部分湿分。 化学去湿：用于去除少量湿分。 加热去湿（干燥）：向物料供 热以汽化其中的湿分。
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I I g Iv H c g t (r0 cwt ) H r0 H (c g cw H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
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7、干球温度t 8、湿球温度tw 干球温度t：用普通温度计测
5 5
所以： H g w H
273 t 1.013 10 (0.773 1.244 H ) 273 P
5
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23
5、湿空气的比热容CH
在常压下，将1㎏绝干空气和H ㎏水蒸汽温度升高（或降低）1℃所 吸收（或放出）的热量，称为湿空 气的比热容。 c c c H
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行的过程，但传递方向不同，是热、
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6
传热 气 固 温度差 传质 固 气 水汽分压差
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7
干燥过程进行的必要条件：
* 物料表面水汽压力大于干燥介质 中水汽分压； * 干燥介质要将汽化的水分及时带 走。
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2018/8/8
2018/8/8
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3
干燥过程的分类：
操作 压力
常压干燥 真空干燥
连续式 间歇式
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4
操作 方式
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干 燥
供热 方式
传导干燥（间接加热干燥）
辐射干燥
对流干燥（直接加热干燥）
微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
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5
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。
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20
4、湿空气的比体积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。
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H g w H
[m3湿气/kg干气] g ：压力P 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气] w ：压力P 、温度t下水汽比容。
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12
1、湿空气中的水汽分压pw 总压p= pw+ pg
并有pw=py
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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。 nwMw 18.02n Kg水 H = = = w n n M 28.95 g g g Kg绝干气
8
干燥简易流程
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9
几个名词
湿分（水分） 干燥介质（湿空气）-载热体-载
湿体 废气 湿物料 干燥产品（含湿分）
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10
湿空气的性质与湿度图
湿空气的性质 空气的湿度图及其应用
2018/8/8
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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。
得的湿空气的真实温度。 湿球温度tw ：温度计的感温球 用纱布包裹，纱布用水保持湿润， 所以tw为湿空气的非真实温度 。
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27ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
干球和湿球温度计
2018/8/8
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28
湿球温度计工作原理
湿球温度为传热、传 质平衡的稳定温度。湿纱 布表面和空气之间存在着 湿度差，水分汽化所需潜 热，首先取自湿纱布表面 的显热，使其降温，这一 温差将引起空气向湿纱布 传递热量。当空气传入的 热量等于汽化消耗的潜热 时，湿纱布表面将达到一 个稳定温度，即湿球温度。
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当湿空气可视为理想气体时，则有： nw pw P pw ng pg pw
H
18.02nw
28.95ng P pw 即： H f ( P，pw ) 当P为一定值时， H f ( p )
w
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0.622
pw
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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 即： H S f (t，P) P-pS
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3、相对湿度
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。 p
w
即：
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f ( pw，t )
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pS
100%
当 =1 时：pw = ps，湿空气 达饱和，不可作为干燥介质。 当 <1 时：pw < ps，湿空气 未达饱和，可作为干燥介质。
[m3水/kg水]
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H ：压力P 、温度t下湿空气比容。
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g 、 w 的数值为：
22.41 273 t 1.013 10 273 t 1.013 10 g 0.773 29 273 P 273 P 22.41 273 t 1.013 105 273 t 1.013 105 w 1.244 18 273 P 273 P
H g w
[kJ/kg干气•℃]
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6、湿空气的比热与焓
干空气的焓与水汽的焓之和。 [kJ/kg干气]
以0℃干空气及0℃液态水的焓值为 0作基准。因此，对于温度为t、湿度 为H 的湿空气，其焓值包括由0℃的水 变为0℃水汽所需的潜热及湿空气由 0℃升温至t℃所需的显热之和。
越小，湿空气偏离饱和程度 越远，干燥能力越大。
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结论：
湿度 H 只能表示出水汽
含量的绝对值，而相对湿度
却能反映出湿空气吸收水汽的
能力。
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相对湿度φ与湿度H 的关系： ps H 0.622 P ps
【例】湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg，总压 P=760mmHg， 求20℃ 时的相对湿度 ；若空气 分别被加热到50℃和120℃，求。
干 燥
概述 湿空气的性质与湿度图 干燥过程的物料衡算 干燥速率与干燥时间 干燥器
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1
在化工生产中，一些固 体产品或半成品可能混有大 量的湿分，将湿分从物料中
去除的过程，称为去湿。
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去湿的方法可分为以下三类： 机诫去湿：用于去除固体物 料中大部分湿分。 化学去湿：用于去除少量湿分。 加热去湿（干燥）：向物料供 热以汽化其中的湿分。
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I I g Iv H c g t (r0 cwt ) H r0 H (c g cw H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
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7、干球温度t 8、湿球温度tw 干球温度t：用普通温度计测
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所以： H g w H
273 t 1.013 10 (0.773 1.244 H ) 273 P
5
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5、湿空气的比热容CH
在常压下，将1㎏绝干空气和H ㎏水蒸汽温度升高（或降低）1℃所 吸收（或放出）的热量，称为湿空 气的比热容。 c c c H