化工原理下干燥-2

干空气用量：
qmL

qmW H2 H1
kg/s
比空气消耗量：
l qmL
1
qmW H 2 H1
kg干空气/kg水
换算为湿空气的质量：
qm L qmL (1 H ) kg湿空气/s
换算为湿气体的体积量：
qV qmL vH
m3湿空气/s
9.5.2 干燥过程的热量衡算及干燥器的热效率
q1 qL
qD
cw1
kW/kg水
I=cHt+r0H 不计干燥过程中cH的变化，上式改写为：
t1 t2 q1 qL qD cw1 r0
H2 H1
cH
（2） 理想干燥过程和非理想干燥过程
① 理想干燥过程
1. 无热损失 2. 不加入补充热量 3. 物料足够湿润
QP qmL (I1 Io ) qmL (1.01 1.88H0 )(t1 to )
③ 干燥器热量衡算
干燥器的热量收支情况表 输入热量
输出热量
1 1. 湿物料带入的热量 干产品带入：qm2cmθ1 蒸发水分带入：qmWcwθ1
2. 空气带入： qmLI1=qmL[(1.01+1.88H1)t1+r0H1]
Q = Q p+ Q D=qmL（I2-I0）+qmC（I2′-I1′）+ Q L
代入qmW=qmL(H2-H1) Q = Q p+ Q D
=1.01qmL（t2-t0）+ qmCcm2（θ2-θ1） + qmW(2490+1.88 t2） + Q L
② 预热器的耗热量
该过程为恒湿增温过程,忽略热损失
目的：确定干燥器的出口空气状态参数或所需的加
热量。
qm1,1,X1
QL
（1）热量衡算
qmL
qmL
QP
QD
qm2,2,X2
基准：连续式干燥器的热量衡算以单位时间为基准， 间歇式干燥器以一次干燥周期为基准。
① 全系统的热量衡算 qmLI0+qmCI1′+QP+ Q D=qmLI2+qmCI2′+ QL
H2 H1
cH
③ 干燥器的热效率 常用的干燥器的热效率定义为：干燥过程中，蒸 发水分所消耗的热量与加入系统的热量之比。
Q汽化
QT 式中 Q汽化 qmW （2490 1.88t2 4.1871）
Q T= Q P+ Q D
干燥器中空气所放出热量全部用来气化湿物料中水分 ：
Q汽化 qmLcH 2 (t1 t2 )
qmW qm1 qm2
qmW qmC ( X1 X 2 ) qm1w1 qm2w2
又 qmC qm1 (1 w1 ) qm 2 (1 w2 )
qmW
qm1
w1 w2 1 w2
qm2
w1 w2 1 w1
（2）空气用量
I0,H0,t0
qmL
qm1, 1,X1 QL I1,H1,t1
9.5 干燥过程的设计计算
9.5.1 干燥过程的物料衡算
目的：确定湿物料干燥到指定含水量所需除去的水分量及所需 的空气量。
qmL QP
qm1,1,X1
QD
QL qmL
qm2,2,X2
（1）湿物料的水分蒸发量
qm1,qm2 : 干燥前后湿物料的质量流量，kg/s qmC : 绝干物料的质量流量，kg/s qmw : 蒸发水量，kg/s
1．干产品带出: qm2cmθ2
2．空气带出: qmLI2= qmL[(1.01+1.88H2)t2+r0H2]
3．干燥器内补充加热： Φ D
3．干燥器内热损失： Φ L
表中 c ( 1 w )c w c
m
2
S
2w
干燥器的热量衡算式：
qm2cm1 qmW cw1 qmLI1 QD qm2cm2 qmLI2 QL
令 Q1 qm2cm (2 1) (产品升温热量)
qmL (I1 I2 ) Q1 QL QD qmW cw1
将
qmL

qmW H2 H1
代入，整理得：
I1 I2 H2 H1
1 qmW
L qmW
D qmW
cw1
或
I1 I2 H2 H1
干燥器出口空气状态利用图解法在温湿图中直接求得：

H
A
C
B
H2 H0=H1
t0
t2 t1
t
=100%
H2
t0
t2
t1
H0= H1
② 非理想干燥过程
▲非理想干燥过程为非等焓干燥过程 ▲空气状态不是沿绝热饱和线变化 ▲实际的干燥过程大多为非理想干燥过程
出口状态参数需由下式计算求得
t1 t2 q1 qL qD cw1 r0
干燥器中无补充热量：Q D=0
Q T= Q P=qmLcH1（t1-t0）
忽略湿比热容的变化:
t1 t2
t1 t0
关于热效率：
◆表示热利用程度，但不能以此判别设计或操作的优劣。
◆ 降低空气出口温度t2和提高空气的出口湿度H2，可以减 少废气带出的热量，减少空气用量，提高热效率 。
◆ 用热空气作干燥介质时，热效率η=30-60%；应用部分 废气循环时，η=50-75%。
◆ 热空气漏出或冷空气漏入会降低干燥器的热效率。
◆尽量利用废气中的热量，如用废气预热冷空气或湿物料， 减少设备和管道的热损失，有助于热效率的提高。
作业：P321
4、6
1= 2=tW
Q1 qm2cm (2 1)
qmL (I1 I2 ) Q1 QL QD qmW cw1
qmL (I1 I2 ) qmW cw1
I I
1
2
理想干燥过程为等焓过程，近似绝热饱和过程。
对于理想干燥过程 ： t1 t2 r0 H1 H2 cH
I2,H2,t2
qmL
Qp
QD
qmL : 干空气用量，kg/s
H1, H2 : 空气进、出干燥器的湿度，kg/kg干空气
Βιβλιοθήκη Baidu
qGm22, 2,X2
进入和排出干燥器的湿分相等：
qmC X1 qmL H1 qmC X 2 qmL H 2
qmW qmC ( X1 X 2 ) qmL (H 2 H1 ) kg/s