北京化工大学 《化工原理》 课件 第八章 干燥
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化工原理 干燥概要PPT共110页
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
化工原理 干燥概要
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
化工原理-干燥技术课件
除湿方法：机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。
干燥 —ห้องสมุดไป่ตู้利用热能使湿物料中的湿份汽化。除 湿程度高，但能耗大。
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除 去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉， 以降低除湿的成本。
干燥分类：
操 作 压 力 操 作 方 式
传 热 方 式 (或 组 合 )
twtkHrtw(Hs,tw H)—— 湿球温度 tw 定义式
结论： tw = f (t, H) ，气体的 t 和 H 一定，tw 为定值。 对于空气-水系统：
1.09 kH
twt1r.0w 9(Hs,tw H)
饱和气体:H = Hs，tw = t，即饱和空气的干、湿球温度相等。 不饱和气体:H < Hs，tw < t。
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) 湿气体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。
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
H
式向固体物料传热，使湿份汽化；
t
在分压差的作用下，湿份由物料
ti
Q
表面向气流主体扩散，并被气流 带走。
pi
W
干燥是热、质同时传递的过程
干燥介质：用来传递热量（载热 体）和湿份（载湿体）的介质。
M
p
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。
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
北京化工大学_《化工原理》_课件_第八章_干燥
4
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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。
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： 传热 方向 气 固 固 传质 气
推动力
温度差
水汽分压差
5
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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；
空气—水体系，
kH 空气—甲苯体系，
cH
， t w t as
kH
c H ，tw tas
当空气为不饱和状态：t tw (tas) td； 当空气为饱和状态： t = tw (tas) = td。
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8.1.2 空气的湿度图及其应用
11
pw pS
100%
即：
f ( pw，t )
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当 φ =1时：
pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
当 φ <1时：
pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
结论：
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而
别被加热到50℃和120℃，求值 。
13
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三、湿空气的比热与焓 1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水
汽升高温度1℃所需的热量。
cH cg cv H 1.01 1.88 H f ( H )
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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。
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： 传热 方向 气 固 固 传质 气
推动力
温度差
水汽分压差
5
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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；
空气—水体系，
kH 空气—甲苯体系，
cH
， t w t as
kH
c H ，tw tas
当空气为不饱和状态：t tw (tas) td； 当空气为饱和状态： t = tw (tas) = td。
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8.1.2 空气的湿度图及其应用
11
pw pS
100%
即：
f ( pw，t )
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当 φ =1时：
pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
当 φ <1时：
pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
结论：
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而
别被加热到50℃和120℃，求值 。
13
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三、湿空气的比热与焓 1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水
汽升高温度1℃所需的热量。
cH cg cv H 1.01 1.88 H f ( H )
化工原理：干燥
热空气
L , H1
W G1 G2 G(X1 X 2 ) L(H2 H1)
G G1(1 w1) G2 (1 w2 )
汽化W kg湿分所消耗绝干气体量 L
W
H2 H1
绝干气体比消耗
结论:
l L 1 W H2 H1
1.绝干气体比只与空气前后的湿度差有关,与空气经过的途 径无关. 2.从湿物料中需要除去的水分量W决定于物料的初始含水量 X1和干燥程度X2。干燥要求X2一定的情况下，初始含水量 X1愈高，W愈大，需要L愈大，操作费用愈高，因此，通常 湿物料在干燥之前先用能耗低的机械去湿法脱水，尽量降低 X1，以降低干燥操作费用。
湿度 H
解 ： 由 t=62℃ 的 等 温 线 和 H=0.092 的 等 湿 度 线 可 以 确 定一个交点P：过P点的等 线上读得 =60%；
cH kJ/(kg绝干气
1.18
体·K)
cH ~ H = 100% = 60%
过P点的绝热冷却线与
=100%的等相对湿度线的交 点在横坐标上对应的值即为绝
cH cg 1 cv H
式中：cg — 绝干气体的比热，J/(kg绝干气体·℃)； cv — 湿份蒸汽的比热，J/(kg湿份蒸汽·℃) 。
对于空气-水系统：
cg=1.005 kJ/(kg·℃)，cv=1.884 kJ/(kg·℃)
cH 1.01 1.88H
6、湿空气的焓iH ( 或干基湿焓)
第八章 干 燥
第一节、概述
在工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分 或有机溶剂 (湿份)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多 余的湿份。这种除去湿分的操作称为去湿。 例如： 制盐工业中，在过饱和的氯化钠溶液中生成的食盐晶粒； 塑料工业中，氯乙烯单体在水相中聚合制成的塑料颗粒； 食品工业中，由鲜牛奶制奶粉。
化工原理课件 固体干燥课件
※湿空气的焓的单位kJ/kg干气
14.2.1 湿空气的状态参数
2）湿空气的比体积
在常压下、 t℃ 的1kg干空气的体积为：
22.4 t 273 2.83 10 3 (t 273) M 气 273 在常压下、 t℃ 的H kg水汽的体积为 ：
H 22.4 t 273 4.56 10 3 H (t 273) M 水 273
14.1.2 对流干燥流程及经济性
• 对流干燥可以是连续过程，也可以是间歇过程。 干燥操作的经济性主要取决于能耗和热的利用率。
14.2 干燥静力学
14.2.1 湿空气的状态参数 14.2.2 湿空气状态的变化过程 14.2.3 水分在气—固两相间的平衡
14.2.1 湿空气的状态参数
４）湿球温度tw
(t tw ) kH (Hw H )rw
空气传给水的显热 水汽化带走的潜热
14.2.1 湿空气的状态参数
式中：
tw
t
kH
rw (H w
H)
kH、α ——分别为气相的传质系数与给热系数； Hw、rw——分别为湿球温度下的湿度与汽化热。
对空气-水系统，当被测气流的温度不太高，流速>5m/s
可由tas是等焓过程计算tw ，但tas和tw是两个 不同的概念。
3）对不饱和空气，t > tas = tw > td 对饱和空气，t = tas = tw = td
14.2.2 湿空气状态的变化过程
（3）两股气流的混合
总物料衡算式：
V1 V2 V3
水分衡算式：
V1H1 V2 H 2 V3 H 3
２）空气的湿度H
14.2.1 湿空气的状态参数
2）湿空气的比体积
在常压下、 t℃ 的1kg干空气的体积为：
22.4 t 273 2.83 10 3 (t 273) M 气 273 在常压下、 t℃ 的H kg水汽的体积为 ：
H 22.4 t 273 4.56 10 3 H (t 273) M 水 273
14.1.2 对流干燥流程及经济性
• 对流干燥可以是连续过程，也可以是间歇过程。 干燥操作的经济性主要取决于能耗和热的利用率。
14.2 干燥静力学
14.2.1 湿空气的状态参数 14.2.2 湿空气状态的变化过程 14.2.3 水分在气—固两相间的平衡
14.2.1 湿空气的状态参数
４）湿球温度tw
(t tw ) kH (Hw H )rw
空气传给水的显热 水汽化带走的潜热
14.2.1 湿空气的状态参数
式中：
tw
t
kH
rw (H w
H)
kH、α ——分别为气相的传质系数与给热系数； Hw、rw——分别为湿球温度下的湿度与汽化热。
对空气-水系统，当被测气流的温度不太高，流速>5m/s
可由tas是等焓过程计算tw ，但tas和tw是两个 不同的概念。
3）对不饱和空气，t > tas = tw > td 对饱和空气，t = tas = tw = td
14.2.2 湿空气状态的变化过程
（3）两股气流的混合
总物料衡算式：
V1 V2 V3
水分衡算式：
V1H1 V2 H 2 V3 H 3
２）空气的湿度H
化工原理-8章固体物料的干燥
化工原理-8章固体物料的干燥概述干燥是化工过程中常见的一种操作，用于除去固体物料中的水分或其他溶剂。
固体物料的干燥可以提高品质、耐久性以及减少储存和运输过程中的重量。
本文将介绍固体物料干燥的原理、方法和设备。
干燥原理固体物料的干燥是通过将物料暴露在热空气中，使其表面的水分蒸发，从而实现水分的除去。
下面是几种常见的干燥原理：1. 自然干燥自然干燥是指将物料暴露在自然环境下，利用自然空气的热量和湿度来除去水分。
这种方法适用于气候干燥、温度适宜的环境中，例如阳光充足的地区。
然而，自然干燥速度较慢，且受到天气条件的限制。
2. 对流干燥对流干燥是通过将热空气通过物料层进行流动，加速水分的蒸发和除去。
对流干燥可以使用多种方法实现，包括气流在固体颗粒之间自由冲洗和气流通过固体床进行传导。
3. 辐射干燥辐射干燥是利用电磁波（通常是红外线）的能量来加热物料表面，从而除去水分。
辐射干燥适用于需要低温干燥的物料，因为它可以避免由于高温而导致的品质降低或热解反应发生。
干燥方法固体物料的干燥可以使用多种方法实现。
以下是几种常见的干燥方法：1. 批处理干燥批处理干燥是将物料放置在干燥器中，在一定的时间内进行干燥。
这种方法适用于小规模生产或试验室规模，但效率相对较低。
2. 连续干燥连续干燥是通过将物料从干燥器的一端输入，经过干燥器内部的输送装置传送，最后从另一端输出。
这种方法适用于大规模生产，具有高效率和连续操作的优势。
3. 喷雾干燥喷雾干燥是将物料转化为液滴，通过将热空气通过喷雾器进行喷射，使液滴迅速蒸发并转化为固体颗粒。
这种方法适用于液态物料的干燥，可以实现快速、均匀的干燥。
干燥设备干燥设备是实现固体物料干燥的关键。
以下是几种常见的干燥设备：1. 滚筒干燥器滚筒干燥器是最常用的干燥设备之一，适用于大多数固体物料的干燥。
它由一个旋转的筒体和加热装置组成，物料通过旋转筒体的内部，与热空气进行热交换实现干燥。
2. 流化床干燥器流化床干燥器是一种在物料层中通过气流的冲击使物料悬浮起来的干燥器。
北京化工大学 《化工原理》 课件 第八章 干燥.
北京化工大学化工原理电子课件
由上式可知，湿空气的焓值只与湿空气
的湿度及温度有关。即： I f (H，t) t I H
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四、湿空气的比容（湿容积）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。
此时的湿度H为饱和湿度Hs。
HS
0.622
pS P-pS
二、相对湿度
即： HS f (t，P)
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之比的百分数。
pw 100%
pS
即： f ( pw，t)
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当 φ =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
cH cg cvH 1.01 1.88H f (H )
式中 cg ：干空气比热 = 1.01 kJ/kg干气• ℃ cv ：水汽比热 = 1.88 kJ/kg水汽• ℃
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2、焓（热含量）I
[kJ/kg干气]
定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。
H f (，t)
【例7-1】 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℃，求值 。
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三、湿空气的比热与焓
1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。
化工原理之固体物料的干燥培训课件.pptx
D
B
C
A
td
t
湿球温度：湿球温度计 。
气流吹过——湿份气化——表面降温——热量传递 Q hA(t tW ) wrw
w kH (Hw H)A
稳态时， 空气传入的显热等于水的汽化潜热。
补充液，温度 tw
A(
w
tW
t
kH rW h
(HW
H)
注意：湿球温度不是状态函数 。
空气 湿度 H 温度 t
湿球温度计的原理
② 应用
h 绝k热H饱近和似温为度常，数故（可=以0.用96其~1确.00应5空）气，状数态值。上等于相同条件下的
说明：测量湿球温度时，空气速度一般需大于5 m/s，使测量
较为精确。
（8） 露点td 保持空气的H不变，降低温度，使其达到饱和状态时的温度。
H 0.622
c ( t t ) ( H H )r
H
as
as
as
空气
tas、Has
r
t t as ( H H )
as
c
as
H
② 绝热饱和温度是状态函数
t、H
空气 补充水
tas f (t, H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
绝热饱和塔示意图
即空气的入口焓近似等于空气的出口焓。
（7） 干、湿球温度 ① 干球温度与湿球温度 干球温度：普通温度计测出的空气温度；
热量传递： 由气相到固相，以温度差为推动力。
8.1.2 干燥过程的分类
常压干燥 操作压力 真空干燥
热空气
物料
t
间歇干燥 操作方式
连续干燥
传导干燥
加热方式
对流干燥 辐射干燥
湿 θi
B
C
A
td
t
湿球温度：湿球温度计 。
气流吹过——湿份气化——表面降温——热量传递 Q hA(t tW ) wrw
w kH (Hw H)A
稳态时， 空气传入的显热等于水的汽化潜热。
补充液，温度 tw
A(
w
tW
t
kH rW h
(HW
H)
注意：湿球温度不是状态函数 。
空气 湿度 H 温度 t
湿球温度计的原理
② 应用
h 绝k热H饱近和似温为度常，数故（可=以0.用96其~1确.00应5空）气，状数态值。上等于相同条件下的
说明：测量湿球温度时，空气速度一般需大于5 m/s，使测量
较为精确。
（8） 露点td 保持空气的H不变，降低温度，使其达到饱和状态时的温度。
H 0.622
c ( t t ) ( H H )r
H
as
as
as
空气
tas、Has
r
t t as ( H H )
as
c
as
H
② 绝热饱和温度是状态函数
t、H
空气 补充水
tas f (t, H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
绝热饱和塔示意图
即空气的入口焓近似等于空气的出口焓。
（7） 干、湿球温度 ① 干球温度与湿球温度 干球温度：普通温度计测出的空气温度；
热量传递： 由气相到固相，以温度差为推动力。
8.1.2 干燥过程的分类
常压干燥 操作压力 真空干燥
热空气
物料
t
间歇干燥 操作方式
连续干燥
传导干燥
加热方式
对流干燥 辐射干燥
湿 θi
化工原理第八章干燥
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，一般以0℃为基准，且规定在0℃时 绝干空气和液态水的焓值均为零，则
I Ig H v (c I g H v )t r c 0 H c H t r 0 H
显热项
汽化潜热项
对于空气-水系统： I(1.0 1 1.8H 8 )t24H 90
G1
W
G2中仍含少量水分-干燥产品； 注意与绝干物料G的区别。
5.2.3干燥系统的热量衡算
1、热量衡算基本方程
加入干燥系统的Q被用于： ①加热空气 ②蒸发水分 ③加热湿物料 ④热损失
2、干燥系统的热效率
说明：
* t2, H2 ;
* t2 也 不 ,一 宜 t2 般 ta 过 1s (2低 ~ 0 5)。 0 C
风风机量：V 0LH 0 vL (0.77 1.2 24 H 0)42 (27 7 t0 3)3 1 (P 0 0 1 ) 3
3.产品流量( G)2：
G c G 2 (1 w 2 ) G 1 (1 w 1 )
G2
(1 (1
w1) w2)
G1
Gc (1 w 2 )
第五章 干燥
概述
去湿定义：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。 湿分：不一定是水分！
一、去湿方法： 1.机械法：沉降、过滤、离心分离 ——低能耗 2.化学法：使用吸附剂或干燥剂 ——成本甚高 3.干燥法： 加热→湿分汽化→蒸汽排出 ——能耗较大
注：干燥介质：是指带走湿分的外加气相
按操作压强 —
常压干燥（√）
2918
273 P
27 t3 1 .0 1 13 50 vH (0 .77 1 .2 2H 4) 4273 P
I Ig H v (c I g H v )t r c 0 H c H t r 0 H
显热项
汽化潜热项
对于空气-水系统： I(1.0 1 1.8H 8 )t24H 90
G1
W
G2中仍含少量水分-干燥产品； 注意与绝干物料G的区别。
5.2.3干燥系统的热量衡算
1、热量衡算基本方程
加入干燥系统的Q被用于： ①加热空气 ②蒸发水分 ③加热湿物料 ④热损失
2、干燥系统的热效率
说明：
* t2, H2 ;
* t2 也 不 ,一 宜 t2 般 ta 过 1s (2低 ~ 0 5)。 0 C
风风机量：V 0LH 0 vL (0.77 1.2 24 H 0)42 (27 7 t0 3)3 1 (P 0 0 1 ) 3
3.产品流量( G)2：
G c G 2 (1 w 2 ) G 1 (1 w 1 )
G2
(1 (1
w1) w2)
G1
Gc (1 w 2 )
第五章 干燥
概述
去湿定义：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。 湿分：不一定是水分！
一、去湿方法： 1.机械法：沉降、过滤、离心分离 ——低能耗 2.化学法：使用吸附剂或干燥剂 ——成本甚高 3.干燥法： 加热→湿分汽化→蒸汽排出 ——能耗较大
注：干燥介质：是指带走湿分的外加气相
按操作压强 —
常压干燥（√）
2918
273 P
27 t3 1 .0 1 13 50 vH (0 .77 1 .2 2H 4) 4273 P
化工原理第8章 固体干燥
当固体物料中的含湿量较高时，可先采用沉降、过滤、 离心分离等机械分离法，除去其中的大部分湿分。这种去湿 过程中没有相变化，能耗较少，费用较低，但去湿不彻底， 一般用于初步去湿。
2
2.加热去湿法 对固体物料加热，使所含的湿分汽化，并及时移走所生
成的蒸汽，使固体物料中的含湿量达到规定要求，这种去湿 方法称为固体干燥。固体干燥过程中湿分发生相变化，故其 热能消耗较多。
15
图8-5 湿空气的t—H图（总压101.3kPa）
16
图中各线的意义如下： （1）等温线，简称等t线，是与纵坐标平行的一组直线。在同一 根等t线上都具有相同的温度值。 （2）等湿线，简称等H线，是与横坐标平行的一组直线。在同一 根等H线上都具有相同的湿度值。 （3）等相对湿度线，简称等φ线，是一组从坐标系原点（t＝0，H ＝0）的附近散发出来的曲线，它是根据式（8-7）绘制的，当P一 定时，对于某一定值的φ，已知温度t（即ps），就可以算得一个对 应的湿度H。将许多（t，H）点连接起来，就成为某一百分数的等 线。
图8-4 绝热饱和器
12
因在绝热情况下，故水向空气中气化时所需的潜热， 只能取自空气中的显热，即空气的湿度在增加，而温度则 在下降，但空气的焓是不变的。这一过程称为绝热冷却增 湿过程。
绝热冷却过程进行至空气被水汽所饱和，即达到稳定 状态，此时空气的温度不再下降，而等于循环水的温度， 此稳定状态的温度即为上述空气的绝热饱和温度。
21
由A点沿等t线向上与φ＝100%线相交于B点，再由B点沿 等H线向右，在纵坐标上可查得在干球温度下达到饱和时的 饱和湿度Hs；由A点沿等H线向左与湿热线相交于E点，由E 点沿等t线向上，在图上边的湿热数标线上可查得湿比热cH； 由A点沿等t线向上与湿容积线相交于G点，再由G点沿等H线 向左，在图左边的湿容积数标线上可查得对应的湿容积vH； 由A点作相邻两条绝热冷却线的平行线向左上方或右下方与 图左边或右边湿空气的焓值数标线相交，可得对应的焓值； 由A点沿等H线向左与水蒸汽分压线相交于K点，再由点K垂 直向上，可在图上边的蒸汽分压数标线上查得对应的水蒸汽 分压P。
2
2.加热去湿法 对固体物料加热，使所含的湿分汽化，并及时移走所生
成的蒸汽，使固体物料中的含湿量达到规定要求，这种去湿 方法称为固体干燥。固体干燥过程中湿分发生相变化，故其 热能消耗较多。
15
图8-5 湿空气的t—H图（总压101.3kPa）
16
图中各线的意义如下： （1）等温线，简称等t线，是与纵坐标平行的一组直线。在同一 根等t线上都具有相同的温度值。 （2）等湿线，简称等H线，是与横坐标平行的一组直线。在同一 根等H线上都具有相同的湿度值。 （3）等相对湿度线，简称等φ线，是一组从坐标系原点（t＝0，H ＝0）的附近散发出来的曲线，它是根据式（8-7）绘制的，当P一 定时，对于某一定值的φ，已知温度t（即ps），就可以算得一个对 应的湿度H。将许多（t，H）点连接起来，就成为某一百分数的等 线。
图8-4 绝热饱和器
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因在绝热情况下，故水向空气中气化时所需的潜热， 只能取自空气中的显热，即空气的湿度在增加，而温度则 在下降，但空气的焓是不变的。这一过程称为绝热冷却增 湿过程。
绝热冷却过程进行至空气被水汽所饱和，即达到稳定 状态，此时空气的温度不再下降，而等于循环水的温度， 此稳定状态的温度即为上述空气的绝热饱和温度。
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由A点沿等t线向上与φ＝100%线相交于B点，再由B点沿 等H线向右，在纵坐标上可查得在干球温度下达到饱和时的 饱和湿度Hs；由A点沿等H线向左与湿热线相交于E点，由E 点沿等t线向上，在图上边的湿热数标线上可查得湿比热cH； 由A点沿等t线向上与湿容积线相交于G点，再由G点沿等H线 向左，在图左边的湿容积数标线上可查得对应的湿容积vH； 由A点作相邻两条绝热冷却线的平行线向左上方或右下方与 图左边或右边湿空气的焓值数标线相交，可得对应的焓值； 由A点沿等H线向左与水蒸汽分压线相交于K点，再由点K垂 直向上，可在图上边的蒸汽分压数标线上查得对应的水蒸汽 分压P。
化工原理干燥.ppt
湿空气：指绝干空气与水蒸汽的混合物。在干燥过程中， 随着湿物料中水份的汽化，湿空气中水份含量不断增加， 但绝干空气的质量保持不变。因此，湿空气性质一般都以 1kg绝干空气为基准。 操作压强不太高时，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
结论： tw = f (t, H) ，气体的 t 和 H 一定，tw 为定值。
对于空气-水系统：
kH 1.09
rw tw t (H w H ) 1.09
饱和气体:H = Hs，tw = t，即饱和空气的干、湿球温度相等。 不饱和气体:H < Hs，tw < t。
b. 湿球温度的测定 湿球温度计测定湿球温度的条 件是保证纯对流传热，即气体 应有较大的流速和不太高的温 度，否则，热传导或热辐射的 影响不能忽略，测得的湿球温 度会有较大的误差。 通过测定气体的干球温度和 湿球温度，可以计算气体的 湿度。
t tw 气体
干燥器
气流干燥器
8
空气通过送风机吹入空气预热器， 预热后的热空气送入气流干燥管， 湿料由螺旋加料器推入干燥器并分 散于热气流中，受气流的输送并进 行干燥，干燥产品通过旋风分离器 从气流中分离出来，湿废气体由引 风机抽出排空。
1 2
6
7 干品 4
3
5
其他的干燥器主要还有 ； 流化床干燥器 转筒干燥器 喷雾干燥器
P= Pv +Pg
pv nv p g 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。
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
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rw Hw H
24
：水在湿球温度tw时的汽化潜热，kJ/kg水； ：湿空气在温度为tw下的饱和湿度，kg水/kg干气； ：空气的湿度， kg水/kg干气。 返回
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影响湿球温度t 的三方面因素： 影响湿球温度 w的三方面因素： * 物系性质：与α 、 kH有关的物性； * 空气状态：t、H； * 流动条件： α/kH 。 实验表明，α与 kH都Re与的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： t = f (t，H ) w
定义： 定义：每单位质量绝干空气中所具有的湿空气（绝干
υH = υg + υwH
、温度t下湿空气比容。 [m3湿气/kg干气] 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气] 、温度t下水汽比容。 [m3水/kg水] 返回
υ H ：压力P
υ g ：压力P
υ w ：压力P
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t as = t −
ras cH
( H as − H )
ras ：tas温度下水的汽化潜热，kJ/kg水； Has：空气的绝热饱和湿度，kg水/kg干气； cH ：湿空气的比热， kJ/kg干气• ℃
∴ t as = f (t，H )
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湿球温度 tw 与绝热饱和温度 tas 的关系： • tw ：大量空气与少量水接触，空气t、H的不变； tas ：大量水与一定量空气接触，空气降温、增湿。 tw ：是传热与传质速率均衡的结果，属于动平衡； tas ：是由热量横算与物料衡算导出的，属于静平衡。
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湿球温度计工作原理分析
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湿球温度tw计算公式（推导过程见P332）:
tw = t −
k H rw
式中： 式中： α ：空气至湿纱布的对流传热系数，W/m2 •℃；
α
(H w − H )
k H ：以湿度差为推动力的传质系数，kg/m2 •s•∆H；
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8. 干燥
8.1 8.2 8.3 8.4 湿空气的性质与湿度图 干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥速率与干燥时间 干燥器
1
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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 去湿。 去湿 去湿的方法可分为以下三类： 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。 吸附去湿：用于去除少量湿分。 干燥）：向物料供热以汽化其中 热能去湿（干燥 干燥 的湿分的单元操作。
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七、绝热饱和温度tas 绝热饱和温度 定义：空气绝热增湿至饱和时的温度。 定义：空气绝热增湿至饱和时的温度。 绝热饱和器工作原理分析：
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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。 推导过程见P334
所以：
υH = υg + υw H
273 + t 1.013 × 10 = (0.773 + 1.244 H ) × 273 P
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综合以上分析可得： 当总压力P为一定值时， υ H
= f (t，H )
t↑ υH ↑ H ↑
另外：湿空气密度 湿空气密度
kg湿气 1 + H ρ= 3 = υH m 湿气
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即：
I = I g + I v H = c g t + (r0 + cv t ) H = r0 H + (c g + cv H ) t = 2492 H + (1.01 + 1.88H ) t = 2492 H + c H t
式中： I：温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。[kJ/kg干气]； Ig：干空气的焓值。 [kJ/kg干气]； Iv：水汽的焓值。 [kJ/kg水汽]； r0：0℃时水的汽化潜热。r0=2492 kJ/kg水汽。
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本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热 干燥介质是热 空气，除去的湿分是水分 空气，除去的湿分是水分。 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： 传热 方向 推动力 气 温度差 固 固 传质 气 水汽分压差
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2、湿空气状态点的确定
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【例7-2】在总压为101.3kpa下，空气的温度为 20℃，湿度为0.01 kg水/kg干气。试求： 1. φ、td 、 tw； 2. 总压P与湿度H不变，将空气温度提高至50℃ 时的φ； 3. 温度t与湿度H不变，将空气总压提高至 120kpa时的φ； 4. 若总压提高至300kpa，温度仍为20℃，每 100m3原来的湿空气所冷凝出来的水分量？ 返回
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三、湿空气的比热与焓 1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃] 定义： 定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。
cH = cg + cv H = 1.01 + 1.88 H = f ( H )
式中
cg ：干空气比热 cv ：水汽比热 =
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五、露点 td 定义： 等湿降温至 定义：一定压力下，将不饱和空气等湿 等湿 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。
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六、干球温度 t 干球温度t是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。 七、湿球温度 tw 湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定的温度。 湿球温度计：温度计的感温球用纱布包裹，纱布用水 ： 保持湿润，这支温度计为湿球温度计。 不饱和空气的湿球温度 tw低于干球温度 t。 。
干燥过程进行的必要条件 必要条件： 必要条件 * 物料表面水汽压力大于 大于干燥介质中水汽分压； 大于 * 干燥介质要将汽化的水分及时带走。
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8.1
湿空气的性质与湿度图
8.1.1 湿空气的性质 8.1.2 空气的湿度图及其应用
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8.1.1
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8.1.2 空气的湿度图及其应用
一、湿度图 五条线： 五条线： 1.等 H 线； 2.等 2. I 线； 3.等 t 线； 4.等 φ 线； 5.水蒸气分压线。
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二、湿度图的应用 1、利用湿度图查取湿空气的物性
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ϕ=
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pw pS
× 100%
即：
ϕ = f ( pw，t )
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当 φ =1 =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质 不可作为干燥介质； 不可作为干燥介质 当 φ <1 <1时： pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质 可作为干燥介质。 可作为干燥介质 φ越小 越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大 干燥能力越大。 越小 干燥能力越大 结论： 结论： 只能表示出水汽含量的绝对值， 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。 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：
ϕ ps H = 0.622 P − ϕ ps
【例7-1】
∴ H = f (ϕ，t )
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ϕ ；若空气分 别被加热到50℃和120℃，求ϕ值 。
湿空气的性质
通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小：
湿度 H 及相对湿度 φ
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一、湿度（湿含量）H 湿度（湿含量） 定义： 定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。 质量之比。 湿空气是由水蒸汽 绝干空气 水蒸汽和绝干空气 湿空气 水蒸汽 绝干空气构成。 nwMw Kg水汽 18.02nw H = = = ng Mg 28.95ng Kg绝干空气 nw：湿空气中水汽的摩尔数，kmol； ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol； Mw：水汽的分子量，kg/kmol； Mg：空气的平均分子量， kg/kmol。
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对于空气—水系统： 对于空气 水系统： 水系统 当空气流速 u > 5m/s时，传≈ 1.09kJ/kg℃ ≈ c H
因此，湿球温度是湿空气的温度和湿度的函数， 即当 t、H一定时，tw也为定值。可写为：
t w = f (t，H )
在实际生产中，常常利用干、 在实际生产中，常常利用干、湿球温 度计来测量空气的湿度。 度计来测量空气的湿度。
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