化工原理干燥

ca干空气的比热，kJ/(kg·K) 1.01kJ/(kg·K) cw水气的比热，kJ/(kg·K) 1.88kJ/(kg·K)
《化工原理》电子教案/第十三章
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一．湿空气的性质
4．湿空气的焓I ----kJ/ kg干气
此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
I Ia IwH
ca cw H t r0 H
气相（又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以
铺在热滚筒上进行干燥。 本章介绍的内容 ，
对流干燥
干燥介质以热空气、 湿分以水为例。
干 ---热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。
燥
法 辐射干燥
----由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，被物料所
吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自
I 1.01 1.88H t 2492H
焓的一般定义： kJ/ kg
通 常 规 定 ， 0℃ 时绝干空气及液态 水的焓为零。
Ia ca t 0 Iw r0 cw t 0
0℃时水的汽化潜热， r0 2492 kJ/kg
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一．湿空气的性质
5．干球温度 t ----用普通温度计测出的空气温度，简称温度， 是空气的真实温度
H
1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.013 105
29 18
273
P
H
0.773 1.244H
273 273
t
1.013 105 P
思考1：为什么取1kg干空气作为定义基准？
1kg ？H
kg
干空气 水汽
湿空气
思考2： 1kg干空气对应的湿空气的质量为多少kg？体积呢？
t
空气
t, H
t, H
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一．湿空气的性质
6、湿球温度 tw
----用湿球温度计测出的空气温度
✓大量、快速流动的空气（空气的 流速应大于5m/s）与少量水接触；
湿球温度计
✓传质----因存在传质推动力，湿纱布
中的水汽化进入空气，此过程需要吸 热（水提供），因此水温下降；
大量 空气
tw
✓传热---产生传热温差，热量将从空 气传入湿纱布；
传热
pw
开始时，传质速率最大，传热速率最小。当t, H 传质ps
t, H
达到平衡时，传质所需的热量速率等于传热速
率，湿纱布中的水温达到稳定值（肯定比 t
低），这一温度就是湿球温度，用tw 表示。
twt
思考1：为什么酷暑的季节，在水里比在岸上凉快？
（2）吸附脱水-----即用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去物料中所 含的水分。这种方法只能除去少量湿分。
（3）干燥法------指利用热能，使湿物料中的湿分气化而除去的方法。
本章将介绍
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第一节 概述
传导干燥
------热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被
对流为主，比强制对流要小。
tw
大量 空气
传热
pw
思考4：为什么空气要大量、快速流动？
t, H 传质ps
t, H
为了快速、准确地测出tw。
twt
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一．湿空气的性质
6、湿球温度 tw ---是水温，但是却由空气决定，与水无关。
空气以对流方式传给水的热量速率＝水分汽化所需的潜热速率
V nRT P
V T P0 V0标 态 T0 P
V T 1.013105
n 22.4 273
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一．湿空气的性质
3．湿比热容cH ----kJ/(kg干气K) 此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
比热容的一般定义： kJ/(kgK)
cH ca cw H 1.01 1.88H
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t > tw
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湿球温度计
一．湿空气的性质
思考2：上述传热、传质平衡为动态平衡，为什么？
传热、传质终了（即达到平衡）时， 传热、传质仍在进行。
湿球温度计
思考3：若空气（大量）静止，湿球温 度计测出的温度与tw相比高还是低？
动态平衡
若空气大量，则测出的温度就是
tw，只不过，达到tw所需时间要更长 ，因为传热方式此时以导热、自然
干燥过程中干空气的质量不变
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第二节 湿空气的性质及湿度图
一．湿空气的性质
1．湿空气中水蒸气含量的表示方法 H 0.622 pw P pw
（3）相对湿度 ----水汽分压与其可能达到的最大值之比。
值愈大，表示空气的吸湿能力越小； ＝1时，饱和。
＝1
pw
ps
行车表面油漆干燥。
介电加热干燥
----将需要干燥的电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电
介质中转变为热能，例如微波干燥食品。
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第二节 湿空气的性质及湿度图
一．湿空气的性质
湿空气---气体混合物
本章用到的湿空气性质包括： 水的浓度、比热容、比容（密度）、焓、温度等。
H 0.622 ps P ps
饱和湿度
Hs
0.622
P
ps ps
此式只能用于ps P情形；
当ps > P时，＝ pw/ P。
因为pw最大只能达到总压P。
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2．湿比容H
一．湿空气的性质 比容的一般定义：
比容
1kg物 质 的 体 积 1kg物 质
-----1kg干空气对应的湿空气的体积，单位为m3湿空气 ⁄ kg干空气
1．湿空气中水蒸气含量的表示方法 （1）水汽分压pw
总压P
pa 干空气 pw 水蒸汽
（2）湿度 ---又称湿含量，单位kg水/kg干空气
H
水汽的质量 绝干空气的质量
水汽的摩尔数 绝 干 空 气 的 摩 尔 数
Mv Ma
pw P pw
18 29
思考1：H属于前面介绍的哪一类浓度？
质量比
思考2：取1kg干空气作为湿度定义基准又何好处？
目录
习题课 第四节 干燥速率和干燥时间
一、干燥速率 二、物料中的几种水分 三、干燥过程及机理 四、恒定干燥条件下干燥时间的计算
第五节 干燥器
一、常用工业干燥器
第十三章 小结
第三版第18次印刷的教材更正
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第十三章 干燥
第一节 概述
湿分
湿物料：
湿分----水分或其它液体 除湿方法：
湿物料
（1）机械分离法-----即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。 这种方法无法彻底去除湿分。