固体物料的干燥

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三、干燥过程与其他除湿方法的比较
工程中的常用除湿方法
机械除湿 物理除湿 利用热能除湿
沉降 过滤 吸附
干燥
离心
干燥除湿的特点
除湿彻底 能耗高
为节能工业上多采用联合除湿
机械除湿
干燥除湿
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第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用 11.1.2 干燥过程的分类
分析


～ 吸收水 分能力
～ 传质推 动力
～ 干燥 能力
～ 干燥 速率
p= 0 p= ps
=0
= 100％
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绝干空气 饱和空气
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三、比体积 vH
定义 以1 kg 绝干气为基准的湿空气的体积
符号 vH
单位 m3湿空气 / kg绝干气
vH

m3湿空气 kg绝干气
m3绝干气 m3水汽
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六、温度
1.干球温度与湿球温度
(1)干球温度 t
用普通温度计直接测得的湿空气的温度，称为
干球温度，简称温度，以 t 表示。它是湿空气的真
实温度。
(2)湿球温度 tW
用湿球温度计测得的湿空气的温度，称为湿 球温度。湿球温度可度量湿空气的湿度大小。
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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
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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 11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
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一、湿度 H (湿含量)
干燥介质 湿空气 干燥湿分 水分 计算基准 1kg 绝干气 定义 湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比 符号 H 单位 kg水汽 / kg绝干气 kg / kg绝干气
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一、湿度 H (湿含量)
湿空气中水汽的质量
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N 推动力 pw- p p热
空
t气
Q 推动力 t - tw
气膜
气相主体
固体物料干燥过程
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二、干燥过程的应用
应用示例 湿尿素干燥成尿素产品 含水量 3% 干燥 含水量 ≤0.5% 湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品 含水量 2% 干燥 含水量 ≤0.3%
H
湿空气中绝干气的质量
湿空
气中
M v Y 18 Y 0.622Y
水汽 与绝
Mg 29
干气 的摩
常压下湿空气可视为理想气体
尔比
水汽
H 0.622 p
的 分压
p总 p
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总压
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一、湿度 H (湿含量)
若 p ps
湿空气被水所饱和
空气温度下纯 水的饱和蒸气
在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水·℃)
故有
cm cs 4.187X
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定义 以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值
符号 I
单位 kJ/kg绝干料
设 水的焓值为 Iw
则 I Is XIw
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三、湿物料的焓 I
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干燥过程的分类
按操作压力分类
常压干燥
干燥
√
真空干燥√
按操作方式分类
间歇干燥
干燥
√
连续干燥
√
按传热方式分类
干燥
传导干燥
√
对流干燥
√
辐射干燥
介电加热干燥
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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 11.2.1 湿空气的性质
kg绝干气 谢谢观赏
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三、比体积 vH
设 湿空气的温度为 t
湿空气的湿度为 H 湿空气的总压力为 p总
vH


1 29

H 18

22.4
273 273
t

1.013 105 p总
273 t 1.013105
(0.772 1.244H )
水汽的焓值为 Iv
则 I Ig HIv
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五、焓 I
以0℃为基准
设 湿空气的温度为 t
湿空气的湿度为 H
I cg (t 0) Hcv (t 0) Hr0
(cg Hcv )t Hr0
则 I (1.01 1.88H )t 2490 H
联立得
tw
t
kH rt w

(Hs,tw
H)
tw f (t，H )
测定 t、tw
湿度 H
不饱和湿空气 t > tw
饱和湿空气
t = tw
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六、温度
2.绝热饱和冷却温度 tas
不饱和 湿空气
水
绝热 状态 接触
湿度差 质量传递
水分汽化:向气相主体传递 (汽化热为水分本身温度降低 放出显热)
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第十一章 固体物料的干燥
11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用
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一、干燥过程的原理
分离物系 固体中的湿分 形成两相体系的方法 引入一气相（干燥介质） （固相＋气相） 传质原理 气、固相中所含湿分的不同
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pW
湿 物 料
tW
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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
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
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湿物料 处理量
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六、温度
(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系
设 湿空气的干球温度为 t 湿空气的湿球温度为 tw
湿空气的湿度为 H
气膜中饱和湿度为 Hs,tw
传热速率为 Q S(t tw )
J/s
传质速率为 N kHS(Hs,tw H )
kg/s
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六、温度
稳态下 Q Nrtw
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
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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wenku.baidu.com分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
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 谢谢观赏
绝干料 比热容
水分的 比热容
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二、湿物料的比热容 cm
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新乡学院化工原理精品课程 I
A % t
tW tas td
p
H
已知状态点求湿空气的参数
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I
t tW tas
td
新乡学院化工原理精品课程 A %
p
H
已知状态点求湿空气的参数
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新乡学院化工原理精品课程 I
A % t
tW tas td
p
H
已知状态点求湿空气的参数
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湿球温度计示意图
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六、温度
湿球温度的测量机理
不饱和 湿空气
水
接触
湿度差 质量传递
水分汽化:向气相主体传递 (汽化热为水分本身温度降低 放出显热)
温度差 热量传递
不饱和 湿空气
t ＝ tw
达平衡状态 热量由气相主体传递给水分
温度维持不变
(气相温度下降)
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湿空气谢的谢观H赏-I 图
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一、 H-I 图的构造
H-I 图由以下线群组成
等湿度线（等 H 线） 范围 0～0.2 kg/kg绝干气 等焓线（等 I 线） 范围 0～680 kJ/kg绝干气 等干球温度线（等 t 线） 范围 0～250 ℃ 等相对湿度线（等 线） 范围 5～100 ％

273
p总
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四、比热容 cH
定义 常压下将以 1kg 绝干气为基准的湿空气 的温度升高（或降低）1 ℃ 所吸收（或 放出）的热量
符号 cH
单位 kJ / (kg绝干气·℃)
设 湿空气的湿度为 H
则 cH cg Hcv 谢谢观赏
绝干气 比热容
水汽的 比热容
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练习题目
思考题 1.湿空气的湿度、相对湿度、比体积、比热容和
焓各表示何意义，如何计算？ 2.湿空气的干球温度、湿球温度、绝热饱和冷却
温度、露点各表示何意义，其关系如何？
作业题: 1、2
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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 11.2.1 湿空气的性质 11.2.2 湿空气的湿度图
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一、 H-I 图的构造
在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个 是独立的，只要确定了湿空气的两个独立参数，湿 空气的状态就确定了。工程上为了方便计算，常将 湿空气各参数标绘成图，称为湿空气的湿度图。
湿空气的 湿度图
湿度-焓（H-I）图 √ 湿度-温度（H-t）图
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=100 ％ 饱和空气线 蒸汽分压线（ p 线） 范围 0～26 kPa
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二、 H-I 图的应用
1.已知状态点求湿空气的参数
已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值：
湿度 H 相对湿度
温度
焓I 水汽分压 p
干球温度t 露点td 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)
I1 (cg Hcv )t Hr0
饱和湿空气的焓
I2 (cg Hascv )tas Hasr0
绝热过程
I1 I2
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六、温度
因为H、Has值很小
cg Hcv cg Hascv cH
整理得
tas
t

ras cH
Has H
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I
t tW tas
td
新乡学院化工原理精品课程 A %
p
H
已知状态点求湿空气的参数
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二、 H-I 图的应用
2.由两个独立参数确定其它参数
已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的
状态点，继而求出湿空气的各参数值。
已知温度 t－湿球温度 tW 已知温度 t－露点 td 已知温度 t－相对湿度
四、比热容 cH
在常用温度范围内 cg =1.01 kJ / (kg绝干气·℃) cv =1.88 kJ / (kg水汽·℃)
故有
cH 1.011.88H
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五、焓 I
定义 以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值 符号 单位 kJ/kg绝干气
设 绝干气的焓值为 Ig
通常
/ kH cH ras rtw
比较得 tw tas
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六、温度
3.露点 td
不饱和 湿空气
等湿下冷却达饱和状态
t ～ ps ～
饱和湿 空气
示例：露珠的产生
t ＝ td
H Hs,td ＝ 100％
不饱和湿空气 饱和湿空气
t > tw（tas）> td t ＝ tw谢（谢观ta赏s）= td
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿物料的含水量。
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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
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kg / kg绝干料
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温度差 热量传递
饱和湿空气
达饱和状态 热量由气相主体传递给水分 (气相温度下降－绝热冷却)
t ＝ tas
H ＝ Has
＝ 100％ 谢谢观赏
新乡学院化工原理精品课程 绝热状态
1－塔 身 2－填 料 3－循环泵
绝热饱和冷却塔示意图 谢谢观赏
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六、温度
绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系 不饱和湿空气的焓
压
饱和湿空气
HS

0.622 pS p总 pS
ps f (t)
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二、相对湿度
定义 湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸气 压之比
符号
单位 ％
p 100%
ps
H 0.622ps p总 ps
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二、相对湿度