《化工原理》第十二章 干燥2讲

浙江大学本科生课程 化工原理
第十二章 干燥
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§12.3 干燥过程的计算
已知：
v 干燥介质（空气）的进口条件，如温度、湿度、压力等；
v 物料的进口条件，如温度，湿含量，质量或质量流率；
v 物料的干燥要求（湿含量）。
蒸气
湿物料 1
求解：
空气
5
6 4
v 干燥介质用量；
2
v 干燥条件（如进干燥室的空气温度，冷凝水
H2,t2,I2
Q QP Qd L I2 I0 G2cM2 tM2 G1cM1 tM1 Ql
又G1 G2 W G1cM1 t M1 G 2 c M 2 t M1 Wc tl M 1
而L I2 I0 L cH2 t2 2492 H 2 cH0 t0 2492 H 0 L cH2 cH0 t2 2492 H 2 H 0 cH0 t2 t0
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二、热量衡算
供能方
新鲜空气被加热所耗的能量 物料中水分蒸发所耗的能量
QP Qd LcH0 t2 t0 W 1.88t2 2492 cltM1
G2cM2 tM2 tM1 Ql
物料升温所耗能量
热损失
加入干燥系统的全部能量有四个用途：
加热空气、蒸发水分、加热物料和热损失
Ql
GC X1 X 2 LH 2 H0
G1
1 2 12
G2
1 2 1 1
GC = G1 (11) = G2 (12)
绝干空气用量 L W H2 H0
比干空气用量
l
H2
1
H0
l 与干燥过程所经历的途径无关。
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二、热量衡算 求解：整个设备的热能消耗
幻灯片2目录
§12.3 干燥过程的计算 物料衡算 热量衡算
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干燥过程
§12.3 干燥过程的计算
思考： 试在湿度图上画出干燥全过程
蒸气
湿物料 1
6
空气
5
预热室 干燥室
2
4
废气
冷凝水
3
冷凝水
干物料
空气干燥器的流程图
1进料口；2干燥室；3卸料口；4抽风机；5、6空气加热器
QP
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I1 干燥室 Qd
G2,ω2,tM2
H2,t2,I2
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I1 I2
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二、热量衡算
理想
Q汽化 QP
100%
LcH1 LcH0
t1 t2 t1 t0
100%
理想
t1 t1
t2 t0
100%
L,H0
t0,I0 预热器
QP
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输入干燥设备的总热量 Q
W 2492 1.88t2 cl t M1 100%
QP Qd
一般，=30~60%， 在应用部分废气循环时，=50~70%
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二、热量衡算
影响热效率的因素：
H2 、t2 、Ql ，则 。
l 1 H2 H0
1、预热器的热量衡算
I 1.01 1.88H t 2492H
QP LI1 I0 Lc H0 t1 t0
Ql
G1,ω1,tM1
L,H0
H1,t1
t0,I0 预热器
QP
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I1 干燥室 Qd
G2,ω2,tM2
第十二章 干燥
H2,t2,I2
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二、热量衡算
I1 干燥室 Qd
G2,ω2,tM2
第十二章 干燥
H2,t2,I2
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二、热量衡算
L,H0
QP LI1 I0
t0,I0 预热器
QP
LI 1 G1c M1 t M1 Qd LI 2 G 2 c M 2 t M 2 Ql
Ql
G1,ω1,tM1
H1,t1
I1 干燥室 Qd
G2,ω2,tM2
LH 2 H 0 1.88t2 2492 LcH0 t2 t0
W 1.88t2 2492 LcH0 t2 t0
QP Qd LcH0 t2 t0 W 1.88t2 2492 cl tM1
G2cM2 tM2 tM1 Ql
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G1,ω1,tM1
L,H0
H1,t1
t0,I0 预热器
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QP
I1 干燥室 Qd
G第2,十ω二2,章tM2 干燥
H2,t2,I2
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二、热量衡算
加入干燥系统的全部能量有四个用途： 加热空气、蒸发水分、加热物料和热损失
3、干燥设备的热效率
蒸发水分所需的热量
热效率
Q气化 100%
湿物料的总质量
2、干基含水率
X
水分质量
100%
湿物料中绝干物料的质 量
思考：两种含水率之间的换算关系？
X
1 X
X
1
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求解：
干燥介质用量， 蒸发的水分量等
二、物料衡算
L,H0 预热器 H1
G1,X1
干燥室
H2
蒸发的水分量
来自百度文库
G2,X2
W
G1 G2
3
冷凝水
出干燥室的空气温度和湿度等）；
v 整个设备的热能消耗；
干物料
空气干燥器的流程图
v 干燥室尺寸
1进料口；2干燥室；3卸料口；4抽风机；5、6空气加热器
等等。
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§12.3 干燥过程的计算
一、湿物料中含水率的表示方法
1、湿基含水率
水分质量 100%
理想干燥过程（又称等焓干燥过程）
LI 1 G1c M1 t M1 Qd LI 2 G2c M2 t M2 Ql
若 G1cM1 t M1 Qd G2cM2 t M2 Ql
通常 Qd=0、Ql =0、物料带进、带出的热量均可忽略不计，
Ql
G1,ω1,tM1
L,H0
H1,t1
t0,I0 预热器
I 1.01 1.88H t 2492H
2、干燥室的热量衡算
LI1 G1c M1 t M1 Qd LI 2 G2c M2 t M2 Ql
cM 1 cS cl cl 4.187 kJ kg K
Ql
G1,ω1,tM1
L,H0
H1,t1
t0,I0 预热器
QP
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此外，尽量利用废气中的热量，例如用废气预热冷
空气或湿物料，或将废气循环使用，也将有助于热效率
的提高。
Ql
G1,ω1,tM1
L,H0
H1,t1
t0,I0 预热器
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I1 干燥室 Qd
G2,ω2,tM2
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H2,t2,I2
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二、热量衡算
4、理想干燥过程和实际干燥过程