第二讲干燥介质的性质

和压力。 （特例：常压过热蒸汽）
5．过热蒸汽的焓
• 在常压状态下，过热蒸汽的焓可由下式表示
（从产生过程来计算） ： in=i1+i2+i3 i1：表示单位质量的水由0℃到100℃所具有的焓。 i2：表示100℃的水完全变成100℃的干饱和蒸汽所
具有的焓，即水的汽化潜热。
i3：表示100℃的干饱和蒸汽变成某一温度过热蒸汽 所具有的焓。
一、过热水蒸气的性质
1．过热水蒸气的产生
水蒸气的定压发生过程：
水 湿饱和蒸汽（湿蒸汽） 干饱和蒸汽（干蒸汽） 过热蒸汽
湿饱和蒸汽：水在汽化过程中形成的汽、水两相混合 物，白色、雾状。
干饱和蒸汽：水在汽化过程中形成的与沸腾水相平衡的 蒸汽，无色、透明。
过 热 蒸 汽：温度高于相同压力下饱和蒸汽的蒸汽。
作业： •1.什么是干燥介质？常用的干燥介质是什么？
湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽中，哪几 种可作干燥介质？
•2. 什么是干度？什么是过热度？
湿球温度和干球温度的区别是什么？
•3.绝对湿度和相对湿度的物理意义有何不同？两者 有何联系？
•4.湿容量和湿含量有何区别？
x

干饱和蒸汽质量 饱和水质量 干饱和蒸汽质量
水的干度为（），干饱和蒸汽的干度为（），湿饱和蒸 汽的干度介于（）和 （）之间。
3．饱和蒸汽（saturated vapor）的温度与其压力的关系 饱和蒸汽的压力称为饱和压力，相对应的温度称
为饱和温度。
二者存在对应关系，在90~250℃范围内，可近似 地用下式表示：
二、湿空气的状态参数
1．湿空气的组成：湿空气由干空气和水蒸 气组成。湿空气可以看作是理想气体，遵循 理想气体的状态方程。
2．湿空气的压力：湿空气的压力P等于干空 气 的 压 力 Pgk 与 水 蒸 气 的 压 力 Psz 之 和 。 即 ： P=Pgk+Psz
(在一定温度条件下，Psz是衡量湿空气干燥与潮 湿的基本指标)
△i1=in-in′=2（t1－t2) 木料中1kg水分变为温度为t2的过热蒸汽后，焓的增量为：
△i2= in′－419= 2257+2（t2-100） • 假设从木料中蒸发1kg水分所需之过热蒸汽量为Lkg，则有：
L△i1＝ 1△i2 • 所以蒸发1kg水所需要的过热蒸汽为：
L= △i2/ △i1 =（1029+ t2 ）/（ t1－t2 ） • 1千克过热蒸汽蒸发水的量为L的倒数，即：
例：计算从木料中蒸发1kg水分需要多少过热蒸汽？
• 设蒸发水分前1kg常压过热蒸汽所具有的焓为： in=i1+i2+i3=419+2257+2（t1-100）=2476+2t1（kJ/kg）
• 蒸发水分后过热蒸汽的温度由流入材堆时的t1降到流出材堆时的t2，其焓减为：
in′=419+2257+2(t2-100) • 则蒸发水分前后过热蒸汽焓的减少量为：
相对湿度也称为湿空气的饱和度，说明在一定温度条件下 湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。φ为0时则为干空气， φ为100%时则为饱和空气。
相对湿度的测定：干湿球温度计法、 平衡含水率法（湿敏试片法）。
Pt100型温度计
如用铂丝做成的热电阻，其分度号称Pt100。 Pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。 Pt后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的 阻值约为138.5欧姆。 常见的Pt100感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件， 它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经 过复杂的工艺加工而成。 比如用铜丝作的热电阻，分度号Cu50。它在0度时，阻值是 50欧姆，100度时是71.400欧姆。
D=1/L=（ t1－t2 ）/ （ 1029+ t2 ） (kg/kg) = 1000（ t1－t2 ）/ （ 1029+ t2 ） (g/kg)
流过材堆的每1kg过热蒸汽的温度每降低1℃，则会从木料中蒸发出1g的水。 精确计 算时，在100℃～150℃范围内，D值为0.85~0.89g/kg。
1．炉气：煤、燃气、木材及其它燃料燃烧产生的湿热 气体。炉气的主要成分有氮(N)，氧(O)，二氧化碳 (CO2)，一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2，木材燃烧时无 此成分)，水蒸气(H2O)及其它碳氢化合物等。
2．炉气作为木材干燥介质的要求：不要有烟，要完全 燃烧，过剩空气系数大；炉气内不应夹杂火花和灰尘； 炉气流量要稳定。
例1：已知干燥室内循环空气的干球温度为80 ℃，湿 球温度为72 ℃，查表求相对湿度。 解：Δt = t-tM = 80-72 = 8 ℃，则根据t = 80 ℃、
Δt = 8 ℃，查表得： = 70%。
例2：已知某干燥阶段循环空气的干球温度为56 ℃， 相对湿度为53%，此时空气湿球温度为多少?
4．过热度：过热蒸汽的温度与相同压力下饱和 蒸汽温度的差。
过热度越大，过热蒸汽的状态距离饱和蒸汽的状 态越远，过热蒸汽越不饱和，干燥能力越强。 (描述过热蒸汽的量)
• 过热蒸汽的饱和度
过热蒸汽是未饱和蒸汽，其饱和度φ 可表示为：
φ=ρgr/ρbh≈Pgr/Pbh ρgr、Pgr：表示过热蒸汽的密度和压力。 ρbh、Pbh：表示同温度下饱和蒸汽的密度
②.平衡含水率法:
平衡含水率湿度仪包括平衡含水率传感器、直流电阻式含 水率测定仪和连接导线三部分。平衡含水率传感器由感湿木片、 木片夹和插座组成。（MEMC=f（T,φ））
在温度一定的情况下，湿度随气流流速的不同而变化。 一种是用于气干过程，空气流速不大于0.5m/s的湿度表； 另一种是用于常规室干过程，空气流速在1.5～2.0m/s的湿度表。
解：根据t = 56 ℃、 = 53%查表得Δt = 11 ℃，因此
湿球温度tM =t – Δt = 56-11 = 45 ℃。
4．湿空气的湿含量：含有1千克干空气的湿空气 中水蒸气的克数，用d表示，单位：g/kg。
（思考：为什么用干空气的质量作为标准？）
湿含量d 可用下式计算：
d ＝622psz/(p-psz) (g/kg) 当大气压力p为一定值时， d ＝f(psz)
湿饱和蒸汽是水与干饱和蒸汽锅内的水蒸气为什么状态？如锅内的水
被烧干，即“干锅”，这时锅内蒸气状态将发生什么变化？时间长了对
馒头会产生什么影响？为什么？
思考2：上述三种蒸汽中，哪一种可作干燥介质？
2.干度：单位质量的湿饱和蒸汽中含有干饱和蒸汽的量， 用x表示。(描述湿饱和蒸汽的量)
Pbh=（tbh /100）4
注：蒸汽的饱和温度等于在该压力下水的 沸点。
¥±Íº ¹Ñ ¦Á (MPa)
1.8 1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 100 120 140 160 180 200 ± ¥ ºÍ Π¶È (¡æ )
± ¥ ºÍ ѹ Á¦ Ëæ ± ¥ ºÍ ÂÎ ¶È ± ä »¯ Çú Ïß
①.干湿球温度计法：
注：干球温度与湿球温度的差值（ △ t=t-tw）称作干湿球温度 差，或湿度计差（wet-bulb depression or W.B.D）。
1、温、湿度计的传感器应装在室内材堆进风侧具有代表性的 位置，感温包距内壁应不小于150mm安装。 2、湿球温包高出水杯液面的距离，以3～5cm为适，若太小， 会妨碍湿纱布处空气的流通，太大则难以保持湿纱布潮湿。 3、纱布以3～4层医用脱脂纱布为宜。不能太厚，否则将无异 于把湿球浸于水中，反映不出湿球温度差。
I =igk+0.001d isz =cgkt+ 0.001d（r+cszt） =1.0t+0.001d（2500+1.9t） =1.0t+2.5d+0.0019td
6．湿空气的密度：1m3湿空气中含干空气的 质量和水蒸气的质量的总和。
7．湿空气的比体积（旧称比容） v =f(T,d)
三、炉气的性质
5．湿空气的热含量（焓）：指在以1kg干空气为基础的 湿空气中，干空气与水蒸气的热量总和，即 （1+0.001 d ）kg湿空气所含有的热量，用I表示， 单位：kJ/kg 干空气 。
假 么 1k设水g水湿蒸蒸空 气气气 的的中 含焓干 量。空 为气dg的，含其量焓为为10k.0g0，1d其is焓z，为其ig中k，isz那为 则湿空气的质量为：（1+0.001d）kg，其焓I为：
第二讲 干燥介质的性质
主要内容： 1.干燥介质的定义及常用干燥介质的性质
2.过热蒸汽的焓 3.相对湿度、湿容量、湿含量
4.湿空气的焓
干燥介质（drying medium）：在干燥过程中能 够把热量传递给木材、同时又能把木材排出的 水汽带走的媒介物质（可为气体或液体）。
常用的木材干燥介质有： 过热水蒸气(superheated steam)、 湿空气(moist air)、 炉气 (furnace air)
3. 湿空气的湿度：
绝对湿度(absolute humidity)：单位体积的湿空气 中所含水蒸气的质量，用ρsz表示。
• 绝对湿度不能反映湿空气的吸湿能力，如：
T=18℃，若ρsz ＝0.01536kg/m3，湿空气已达饱和状态； T=30℃，若ρsz ＝0.025kg/m3 ，湿空气为未饱和状态。 绝对湿度在气象领域能反映可能的降水量大小。
湿容量：饱和湿空气的绝对湿度，用ρbh表示。
• 湿容量反映湿空气容纳水蒸气的能力，它随温度的升高而明显增加。
T (℃)
－20 －10 0 20 40 60 80 100
ρbh(g/m3)
0.29 0.81 2.1 17.3 51.1 130 293 598
相对湿度RH(relative humidity)：单位体积的湿空气中含 有水蒸气的重量与同温同压下可能含有最大水蒸气的重 量之比。即： 相对湿度为绝对湿度与湿容量之比。用φ表示。