化工原理精品课程课件41-42学时下详解

一、热量衡算基本方程
预热器热量衡算
LI0 Qp LI1
干燥器热量衡算
QP L(I1 I0 )
QD L(I2 I1) G(I2 I1) QL
整个系统热量衡算
Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
一、热量衡算基本方程
由 I I g HI v cgt HI v
一、湿物料的含水量
2.干基含水量 干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料
的质量比。
湿物料中水分质量
X
湿物料中绝干物料质量
两种含水量之间的关系
w X 1 X
X w 1 w
kg / kg绝干料
二、湿物料的比热容 cm
定义 将以 1kg 绝干料为基准的湿物料的温度升 高（或降低）1 ℃ 所吸收（或放出）的热 量
符号 cm
单位 kJ / (kg绝干料·℃)
设 湿物料的干基湿含量为 X
则 cm cs Xcw
绝干料 比热容
水分的 比热容
二、湿物料的比热容 cm
在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水·℃)
故有
cm cs 4.187X
三、湿物料的焓 I
定义 以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值
第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质
一、湿物料的含水量
1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。
湿物料中水分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿含量。
符号 I
单位 kJ/kg绝干料
设 绝干料的焓值为 Is
水的焓值为 Iw
则 I Is XIw
三、湿物料的焓 I
以0℃为基准
设 湿物料的温度为
湿物料的干基湿含量为 X
I cs ( 0) Xcw( 0) (cs Xcw)
则 I (cs 4.187X ) cm
第十一章 固体物料的干燥
I1 I2 p
H0 H1 H2
一、绝热干燥过程
2.绝热干燥过程的条件
❖ 不向干燥器补充热量 ＱD= 0
❖ 干燥器的热损失可忽略 ＱL= 0
❖ 物料进出干燥器的焓相等
I2 I1
一、绝热干燥过程
由 Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL QP L(I1 I0 )
燥
降
焓
干
燥
二、非绝热干燥过程
2.非绝热干燥过程的条件 降焓干燥过程应满足以下条件
❖ 不向干燥器补充热量 ＱD= 0
❖ 干燥器的热损失不能忽略 ＱL> 0
一、物料衡算
单位空气消耗量为
l L 1 W H2 H1
kg绝干气/ kg 水
单位时间内消耗 的绝干空气量
一、物料衡算
3.湿物料处理量及干燥产品流量 绝干料衡算
G G2 (1 w2 ) G1(1 w1) 湿物料处理量
G1
G2 (1 w2 ) 1 w1
kg/s
干燥产品流量
G2
G1(1 w1) 1 w2
加热 空气
加热 物料
蒸发 损失 水分 热量
第十一章 固体物料的干燥
11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质 11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.3 空气通过干燥器时的状态变化
一、绝热干燥过程
1.绝热干燥过程的状态变化
理想干燥 等焓干燥
I1
B
t1
C
t2 A t0
得 L G(X1 X 2 ) W H2 H1 H2 H1
kg绝干气/s
单位时间内消耗 的绝干空气量
一、物料衡算
设 绝干空气消耗量为 L 湿空气的湿度为 H1
则 湿空气(新鲜空气)的消耗量为
L0 L(1 H1) kg新鲜气/s
湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为
Baidu Nhomakorabea
V LvH
m3新鲜气/s
比体积
11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质 11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
一、物料衡算
绝干空 气流量
绝干物 料流量
新鲜空气 L H1
W 干燥器 L H 2 废气
干燥产品
G G2
wX22
湿物料
G G1
wX11
kg/s
二、热量衡算
QL
新 鲜
L t0
空 I0H0
气
预热器 QP
L t1
I1 H1
干燥器
干
燥
产
品
G
2
I
2
QD
L t2
废 气
I2 H2 湿
G
I
1
1
物 料
干燥器热量衡算示意图
Qp— 预热器消耗热量，kW QD— 干燥器补充热量，kW QL— 热损失速率，kW
通过热量衡算可以得到： 1.预热器消耗的热量 2.向干燥器补充的热量 3.干燥过程消耗的总热量
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
湿物料 处理量
一、物料衡算
1.水分蒸发量W 以1 s 为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥
器作物料衡算
LH1 GX1 LH2 GX2 则 W L(H2 H1) G(X1 X2) kg/s
单位时间 内
水分蒸发 量
一、物料衡算
2.空气消耗量 L
由 W L(H2 H1) G(X1 X2)
则 Q L(I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) 故 I2 I1
二、非绝热干燥过程
1.非绝热干燥过程的状态变化
I1
C
t1
BC
实
C
际
A
干
t0
燥
H0 H1
等
温
t2 t1
干
I2 I1 I2 I1
燥 升 焓
干
p
绝干 空气
水汽 的焓
的焓
I0 cgt0 H0Iv0
I2 cgt2 H2Iv2
设 Iv0 Iv2
则 I2 I0 cg (t2 t 0) Iv2 (H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
以0 ℃为基准
Iv2 r0 cvt2 r0 2490 cv 1.88 cg 1.01
故 I2 I0 1.01(t2 t0) (2490 1.88t2 )(H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
物料的焓值
I1 cm1
湿物料的 平均比热
容
I2 cm2
I2 I1 cm (2 1)
cm cs Xcw cs 4.187 X
绝干料的 平均比热
容
水的比 热容
一、热量衡算基本方程
由 Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
整理得
Q 1.01L(t2 t0) Gcm (2 1) W (2490 1.88t2) QL