化工原理课件-干燥

比容湿 1k空 g绝 气干 的空 体气 积
[m3湿空气 ⁄ kg干空气]
H 1 k g 干 空 气 的 1 k 体 g 干 积 空 气 H k g 水 汽 体 积
2191 H 822.427 23 73 tP P 0
H(2 1 91 H 8)22.427 2 3 73 t （常压下）
V nRT P
干燥过程：物料的去湿过程
传质、传热同时发生
介质的降温增湿过程
本章讨论以空气作干燥介质，以水为湿份的对流干燥过程。
§5-2 湿空气的性质及湿焓图
一、湿空气的性质*
1．湿度Ｈ与相对湿度φ
2．比容vH 3．比热容cH 4．焓I 5．干球温度t与湿球温度tw 6． 绝热饱和温度tas 7． 露点td
二、湿空气的 H-I 图*
V T P0 V0 P T0
V T P0 n22.4 273 P
湿空气的性质*
3．比热容（湿比热）cH
比热容是指常压下，含1kg绝干气的湿空气之温度升高（或降低）1℃所吸 收（或放出）的热量，cH。
cHcgcvH
1.011.88H
Biblioteka Baidu
[kJ/(kg干气℃)]
cH f H
cg干空气的比热，kJ/(kg·℃) 1.01kJ/(kg·℃)
（低压干燥原理： pv ↘ ， ps不变， → φ↘ ）
（冰箱，冷冻干燥）
居室里比较舒适的气象条件是：室温达25℃ 时，相对湿度控制在40%~50％ 为宜；室温达18℃ 时，相对湿度应控制在30%~40％ 。
湿空气的性质*
2. 比容（湿容积）vH
含1kg绝干气的湿空气之体积称为湿空气的比容 ，vH
I Ig IvHcgcvHtr0H
I 1 .0 1 1 .8 8 H t 2 4 9 0 H
湿空气的性质*
5．干球温度 t 和湿球温度 tw
干球温度t：用普通温度计直接测得的湿空气的温度。是湿空气的真实温度。
湿球温度计：用湿纱布包裹温度计的感温部分（水银球），纱布下端浸在水 中，以保证纱布一直处于充分润湿状态，这种温度计称为湿球温度计。
pv 100%
ps
H 0.622 pv 0.622 ps
P pv
P ps
相对湿度代表湿空气的不饱和程度。
φ=0，绝对干燥空气，吸纳水汽能力最强。
φ=1，湿空气达到饱和，不能作为干燥介质。
0<φ<1，湿空气未达到饱和。
Φ愈低，表明该空气吸湿能力越大。
高温干燥原理： H一定， t↗， ps↗，而 pv不变，→ φ↘ 。
将湿球温度计置于温度为ｔ、湿度为Ｈ的流
动不饱和空气中，湿纱布中的水分汽化，并向 空气主流中扩散；同时汽化吸热使湿纱布中的 水温下降，与空气间出现温差，引起空气向水 分传热。
湿球温度tw：当空气传给水分的显热恰好等 于水分汽化所需的潜热时，空气与湿纱布间的 热质传递达到平衡，湿球温度计上的温度维持 恒定。此时湿球温度计所测得的温度称为湿空 气的湿球温度。
化工原理 A（2）
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章
蒸馏 吸收 蒸馏和吸收塔设备 液-液萃取 干燥
本章内容提要 §5-1 概述 §5-2 湿空气的性质及湿度图* §5-3 干燥过程的物料衡算与热量衡算* §5-4 干燥过程物料的平衡关系与速率关系 §5-5 干燥器
§5-1 概述 一、除湿及其方法
1、何为除湿？
从湿物料中脱除湿分的过程称为除湿。 湿分不一定是水分！（水分或其它液体）
2、除湿方法
机械法 ：挤压（拧衣服、压榨、过滤、离心分离） 吸附法：固体吸附剂吸附（硅胶、无水CaCl2、分子筛等） 干燥法：加热（利用热能，使湿物料中的湿分汽化而除去）
§5-1 概述
二、干燥方法
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。
§5-1 概述 三、对流干燥的传热传质过程
对流干燥是热量和质量同时、反向的传递过程。
1、传热过程
干燥介质 Q 湿物料表面 Q 湿物料内部
2、传质过程
湿物料内部 湿分 湿物料表面 湿分 干燥介质
湿 tw
t
Q
物
料
N
pw
p
§5-1 概述
干
传热
燥
介 传质 质
推动力（t－tw）
方向相反
推动力（pw－p）
干燥介质：载热体、载湿体
干球温度 t 和湿球温度 tw
空气以对流方式传给水的热量速率 = 水分气化所需的潜热速率
Sttw NtwrtwkHSHs,twHrtw
twtkHrtw Hs,twH
实验证明，传质系数kH和对流传热系数均与空气流速的0.8次方成正比， 故可认为其比值/ kH与气流速度无关，对于空气～水蒸汽系统，当被测气 体温度不太高、流速>5m/s时， / kH =1.09。
对流干燥 热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所
干
带走。如干燥介质：热空气 湿分：水
燥
方 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
法
面，为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行车表面油漆干燥。
介电干燥 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。如微波干燥食品。
cv水汽的比热，kJ/(kg·℃)
1.88kJ/(kg·℃)
湿空气的性质*
4．焓I 含1kg绝干气的湿空气的焓，I。
若 Ig—绝干空气的焓，kJ/kg绝干气 Iv—水汽的焓，kJ/kg水汽
则 I Ig IvH
[kJ/kg干气]
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零。
Ig cgt Iv r0 cvt r0＝2490 kJ/kg（水0℃时的汽化热）
1． H-I 图中的线群 2． H-I 图应用
§5-2 湿空气的性质及湿焓图
一、湿空气的性质*
湿空气的性质：湿度、比容、比热容、焓、温度等。
1、湿度与相对湿度 （1）湿度H
又称湿含量或绝对湿度 , 为湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比，H。
水汽的质量 H绝干空气的质量
[kg 水/kg 干空气]
绝 水 干 汽 空 的 气 摩 的 尔 摩 数 尔 数 M M g v n n g v M M g v P p v p v 1 2 8 9
H 0.622 pv P pv
Hf P,pv
饱 和 湿 度Hs 0.622P psps
HS f (P,t)
湿空气的性质*
(2)相对湿度φ
湿空气中水汽分压pv与同温度水的饱和蒸汽压ps的百分比称为相对湿度，φ 。