07化工原理第七章-干燥
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第七章 干燥
第1节 概述
7.1.1 物料的去湿方法 7.1.2 物料的干燥方法 7.1.3 对流干燥的特点
2020/3/23
7.1.1 物料的去湿方法
➢ 去湿：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。
✓ 湿分不是水分
➢ 去湿方法
✓ 机械去湿 ：挤压（拧衣服、过滤） ✓ 吸附去湿：浓硫酸吸收, 分子筛吸附 ✓ 热能去湿：利用热能去除湿分
p pv
101.3 4.738
按φ＝100%时的ps1=4.738kPa，查表得 露点温度 td=31.4oC
安徽工业大学建筑工程学院
vH
0.7721.244H 273 t
273
1.013105 P
(0.7721.244 0.031) 273 80 1.013105 273 1.013105
tas
t
r0 cH
(Has
H)
tas是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。
对于空气~水系统，
cH
kH
tas tw
注意：绝热饱和温度与湿球温度的区别和联系！
➢对于空气~水系统 ✓ 不饱和湿空气 ✓饱和湿空气
t tw (tas ) td t tw (tas ) td
安徽工业大学建筑工程学院
安徽工业大学建筑工程学院
T
tw
物
Q
料 W
pw
p
第七章 干燥
第2节 湿空气的性质 与湿度图
7.2.1 湿空气的性质 7.2.2 湿空气的湿度图及 其应用
2020/3/23
7.2.1 湿空气的性质
1. 水汽分压
✓ 湿空气＝绝干空气＋水蒸气 ✓ 湿空气总压p＝绝干空气分压pa＋水汽分压pv
湿度H
2. 湿度：湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比， 又称湿含量或绝对湿度，单位：kg/kg干气
安徽工业大学建筑工程学院
7.1.2 物料的干燥方法
➢ 干燥 利用热能除去固体物料中湿分的单元操作 ➢ 根据传热方式的不同分类
✓ 传导干燥 ✓ 对流干燥 ✓ 辐射干燥 ✓ 介电加热干燥
安徽工业大学建筑工程学院
7.1.3 对流干燥的特点
➢ 干燥介质：载热体、
载湿体
➢ 干燥过程：物料的去
湿过程、介质的降温增 湿过程
湿空气中水汽的质量 H 湿空气中绝干空气的质 量
nvM v 18nv na M a 29na
安徽工业大学建筑工程学院
对于水蒸气~空气系统，可以视为理想气体：
H 18 nw 0.622 pv 0.622 pv
29 ng
pa
p pv
当湿空气中水汽分压pv等于该空气温度下的饱和蒸汽压ps时， 其湿度称为饱和湿度，用Hs表示。
HS
0.622
ps p ps
安徽工业大学建筑工程学院
3. 相对湿度φ
✓ 相对湿度：在总压P一定的条件下，湿空气中水蒸气分压 pv与同温度下的饱和蒸汽压ps之比。 pv 100%
ps
✓相对湿度代表湿空气的不饱和程度，φ愈低，表明该空气 偏离饱和程度越远，干燥能力越大。φ=1，湿空气达到饱 和，不能作为干燥介质。
1.049 m3湿气/kg干气
cH 1.011.88H 1.011.88 0.031 1.068kJ/(kg干气o C)
I (1.011.88H )t 2492H (1.011.88 0.031) 80 2492 0.031 162.69 kJ/kg干气
安徽工业大学建筑工程学院
7.2.2 湿空气的湿度图及其应用
>相对湿度与绝对湿度的关系
H 0.622 ps p ps
安徽工业大学建筑工程学院
4. 湿比热容 cH
✓湿比热容：常压下，将1Kg绝干空气及其所带的H kg水汽的 温度升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量。
cH ca Hcv
cH 1.01 1.88H
5. 湿空气的焓 I H
✓湿空气的焓：湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之 和。
tw
水
大量的 湿空气
t, H
安徽工业大学建筑工程学院
大量的 湿空气
t, H
t
表面水的 分压高
Q,
水向空气 主体传递
tw 水
N,kH 蒸发时 需要吸热
自身降温
tw
t
Baidu Nhomakorabea
kH rw
(Hw
H)
在一定的总压下，已知t、tw能否确定 H ?
安徽工业大学建筑工程学院
8. 露点 td
✓露点：将不饱和空气等湿冷却到出现第一滴露珠（饱和状态
等温线
I
等相对湿
度线
φ
饱和空
气线
t
等焓线
tw
td
水蒸气分压线
pv
H
✓由测出的参数确定湿空气的状态
✓已知两个独立变量，求该湿空气的其他参数和性质
I H Ia HIv cgt H (r0 cvt) (1.011.88H)t 2492H
安徽工业大学建筑工程学院
6. 湿比体积 vH
✓湿比体积：1kg绝干空气体积和相应H kg水汽体积之和，单 位：m3/kg干气。
干空气体积 水汽体积
vH
干气质量
vH
1 29
H 22.4 18
273 t 273
1.013 105 P
0.772 1.244 H 273 t 1.013 105
273
P
安徽工业大学建筑工程学院
7. 干球温度t 和湿球温度tw
✓干球温度t
用普通温度计测得的湿空
气的真实温度
✓湿球温度tw
湿球温度计在温度为t，
湿度为H 的不饱和空气流中，达到平衡或稳
定时所显示的温度。 t
➢ 湿度图：温度－湿度图（t-H图）、焓－湿度图（ I-H图）
➢ 焓湿图
✓ 横坐标：空气的湿度H；纵坐标：空气的焓I；135o斜角 坐标系
✓ 五条线
• 等湿线（等H线） • 等焓线（等I线） • 等干球温度线（等温线，等t线） • 等相对湿度线（等φ线） • 水蒸汽分压线
安徽工业大学建筑工程学院
等湿线
例：常压下湿空气的温度为80oC，相对湿度为10% ，试求该湿空气中水汽的分压、湿度、露点温度、 湿比体积、比热容和焓
➢ 解：查表得： 80oC 时ps=47.379kPa pv ps 10% 47.379 4.738kPa
H 0.622 pv 0.622 4.738 0.031kg/kg干气
φ=100%）时的温度。
H 0.622 pd p pd
或 pd
Hp 0.622 H
安徽工业大学建筑工程学院
9. 绝热饱和温度 tas
✓ 绝热饱和温度：绝热条件下，一定体积不饱和空气与大量水 接触至平衡时的温度。
水分向空 绝热 空 气 降
气中汽化
温增湿
焓 不 变
tas
饱和
安徽工业大学建筑工程学院
第1节 概述
7.1.1 物料的去湿方法 7.1.2 物料的干燥方法 7.1.3 对流干燥的特点
2020/3/23
7.1.1 物料的去湿方法
➢ 去湿：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。
✓ 湿分不是水分
➢ 去湿方法
✓ 机械去湿 ：挤压（拧衣服、过滤） ✓ 吸附去湿：浓硫酸吸收, 分子筛吸附 ✓ 热能去湿：利用热能去除湿分
p pv
101.3 4.738
按φ＝100%时的ps1=4.738kPa，查表得 露点温度 td=31.4oC
安徽工业大学建筑工程学院
vH
0.7721.244H 273 t
273
1.013105 P
(0.7721.244 0.031) 273 80 1.013105 273 1.013105
tas
t
r0 cH
(Has
H)
tas是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。
对于空气~水系统，
cH
kH
tas tw
注意：绝热饱和温度与湿球温度的区别和联系！
➢对于空气~水系统 ✓ 不饱和湿空气 ✓饱和湿空气
t tw (tas ) td t tw (tas ) td
安徽工业大学建筑工程学院
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T
tw
物
Q
料 W
pw
p
第七章 干燥
第2节 湿空气的性质 与湿度图
7.2.1 湿空气的性质 7.2.2 湿空气的湿度图及 其应用
2020/3/23
7.2.1 湿空气的性质
1. 水汽分压
✓ 湿空气＝绝干空气＋水蒸气 ✓ 湿空气总压p＝绝干空气分压pa＋水汽分压pv
湿度H
2. 湿度：湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比， 又称湿含量或绝对湿度，单位：kg/kg干气
安徽工业大学建筑工程学院
7.1.2 物料的干燥方法
➢ 干燥 利用热能除去固体物料中湿分的单元操作 ➢ 根据传热方式的不同分类
✓ 传导干燥 ✓ 对流干燥 ✓ 辐射干燥 ✓ 介电加热干燥
安徽工业大学建筑工程学院
7.1.3 对流干燥的特点
➢ 干燥介质：载热体、
载湿体
➢ 干燥过程：物料的去
湿过程、介质的降温增 湿过程
湿空气中水汽的质量 H 湿空气中绝干空气的质 量
nvM v 18nv na M a 29na
安徽工业大学建筑工程学院
对于水蒸气~空气系统，可以视为理想气体：
H 18 nw 0.622 pv 0.622 pv
29 ng
pa
p pv
当湿空气中水汽分压pv等于该空气温度下的饱和蒸汽压ps时， 其湿度称为饱和湿度，用Hs表示。
HS
0.622
ps p ps
安徽工业大学建筑工程学院
3. 相对湿度φ
✓ 相对湿度：在总压P一定的条件下，湿空气中水蒸气分压 pv与同温度下的饱和蒸汽压ps之比。 pv 100%
ps
✓相对湿度代表湿空气的不饱和程度，φ愈低，表明该空气 偏离饱和程度越远，干燥能力越大。φ=1，湿空气达到饱 和，不能作为干燥介质。
1.049 m3湿气/kg干气
cH 1.011.88H 1.011.88 0.031 1.068kJ/(kg干气o C)
I (1.011.88H )t 2492H (1.011.88 0.031) 80 2492 0.031 162.69 kJ/kg干气
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7.2.2 湿空气的湿度图及其应用
>相对湿度与绝对湿度的关系
H 0.622 ps p ps
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4. 湿比热容 cH
✓湿比热容：常压下，将1Kg绝干空气及其所带的H kg水汽的 温度升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量。
cH ca Hcv
cH 1.01 1.88H
5. 湿空气的焓 I H
✓湿空气的焓：湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之 和。
tw
水
大量的 湿空气
t, H
安徽工业大学建筑工程学院
大量的 湿空气
t, H
t
表面水的 分压高
Q,
水向空气 主体传递
tw 水
N,kH 蒸发时 需要吸热
自身降温
tw
t
Baidu Nhomakorabea
kH rw
(Hw
H)
在一定的总压下，已知t、tw能否确定 H ?
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8. 露点 td
✓露点：将不饱和空气等湿冷却到出现第一滴露珠（饱和状态
等温线
I
等相对湿
度线
φ
饱和空
气线
t
等焓线
tw
td
水蒸气分压线
pv
H
✓由测出的参数确定湿空气的状态
✓已知两个独立变量，求该湿空气的其他参数和性质
I H Ia HIv cgt H (r0 cvt) (1.011.88H)t 2492H
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6. 湿比体积 vH
✓湿比体积：1kg绝干空气体积和相应H kg水汽体积之和，单 位：m3/kg干气。
干空气体积 水汽体积
vH
干气质量
vH
1 29
H 22.4 18
273 t 273
1.013 105 P
0.772 1.244 H 273 t 1.013 105
273
P
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7. 干球温度t 和湿球温度tw
✓干球温度t
用普通温度计测得的湿空
气的真实温度
✓湿球温度tw
湿球温度计在温度为t，
湿度为H 的不饱和空气流中，达到平衡或稳
定时所显示的温度。 t
➢ 湿度图：温度－湿度图（t-H图）、焓－湿度图（ I-H图）
➢ 焓湿图
✓ 横坐标：空气的湿度H；纵坐标：空气的焓I；135o斜角 坐标系
✓ 五条线
• 等湿线（等H线） • 等焓线（等I线） • 等干球温度线（等温线，等t线） • 等相对湿度线（等φ线） • 水蒸汽分压线
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等湿线
例：常压下湿空气的温度为80oC，相对湿度为10% ，试求该湿空气中水汽的分压、湿度、露点温度、 湿比体积、比热容和焓
➢ 解：查表得： 80oC 时ps=47.379kPa pv ps 10% 47.379 4.738kPa
H 0.622 pv 0.622 4.738 0.031kg/kg干气
φ=100%）时的温度。
H 0.622 pd p pd
或 pd
Hp 0.622 H
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9. 绝热饱和温度 tas
✓ 绝热饱和温度：绝热条件下，一定体积不饱和空气与大量水 接触至平衡时的温度。
水分向空 绝热 空 气 降
气中汽化
温增湿
焓 不 变
tas
饱和
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