西昌学院《食品工程原理》教案第一讲

概述

去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂(统称为湿分)的过程。

去湿的方法：

机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。

物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。

热能去湿法：如蒸发、干燥等

用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。

干燥过程的分类

按操作压力：常压干燥、真空干燥

按操作方式：连续式、间歇式

按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。

在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。空气既是载热体又是载湿体。

物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。

干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽(或其它蒸汽)的压力大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力。

8.1湿空气的热力学性质

& 1.1水蒸气分压pv

P v = P v = nv

P g P- P v n g

空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有

8.1.2 湿度d ( humidity ) H rm

又称为湿含量或绝对湿度(absolute humidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质

量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号H,其单位为：kg水气/kg干空气。

」湿空气中水气的质量n v M v

d =

湿空气中绝干空气的质量 n g M g

常温下，湿空气可视为理想气体，则有

d 18pv0.622 _P v

29(P - P v) P - P v

在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压 pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有

d s = 0.622 P s

P _ P s

由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函

d = f(t, P)

数，即

8.1.3相对湿度©

在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压

pv 与同温度下水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数，称为相对湿度（relative humidity ），用符号©表示，即

即=Pv 100%

P s

当pv=0时，© =0,表示湿空气不含水分，即为绝干空气。

当pv=ps 时，© =1,表示湿空气为饱和空气。 相对湿度和绝对湿度的关系

相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度， 能用于判定该湿空气能否 作为干燥介质，©值与越小，则吸湿能力越大。

湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。 在一定总压和温度下，两者之间的关系为

& 1.4湿空气的比热CH

在常压下，将湿空气中1kg 绝干空气及相应H kg 水汽的温度升高（或降低） 1oC 所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号 CH 表示，单位 是kJ/（k g 绝干气• oC ）,即

5 二 C a C v d

式中C r ――湿空气的比热， kJ/（k 绝干气°C ）；

C g ――绝干空气的比热，

kJ/（kk 绝干气°C ）; C v ――水气的比热， kJ/（ kg 水气°C ）

在常用的温度范围内，有

C H =1.0 1.93d

上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数

8.1.5湿空气的比容vH

在湿空气中，1kg 绝干气体积和相应的Hkg 水气体积之和，称为湿空气的比 容，亦

称湿容积（humid volume ），用符号vH 表示，单位为：m3湿空气/kg 绝干 气。

d =0.622 Ps P -

273 + t 1.013S05

=(0.772 1.244d) 22.4

273 P

8.1.6湿空气的焓H 湿空气中1kg 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，

称为湿空气的焓，用符号

h 表示，单位是kJ/kg 干空气。

H=Hg+Hvd 式中H ——湿空气的焓，kJ/kg 绝干气；

Hg ——绝干空气的焓，kJ/kg 绝干气；

Hv ——水气的焓，kJ/kg 水气。

注：空气的焓是根据干空气及液态水在 0oC 时焓为零作基准而计算的，因 此，对于温度为t 及湿度为H 的湿空气，其焓包括由0o C 的水变为0o C 的水汽 所需的潜热及湿空气由OoC 升温至t oC 所需的显热之和，即

& 1.7干球温度t 和湿球温度tM

h 二 C a d(L v C v T) =1.00T

d(2500 1.93T)

= (1.0 1.93d )T 2500d

干球温度t :空气的温度

湿球温度tM : 不饱和空气的湿球温度tM 低于干球温度t

形成原理(如图所示)：

在稳定状态时，空气向湿纱布表面的传热速率为： 气膜中水气向空气的传递速率为： N=kdA (ds-d)

在稳定状态下，穿热速率和传质速率之间的关系为： t w 十沁(H s,tw _H)

a

对空气~水蒸气系统而言， a /kH=1.09

强调

湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度， 而并不代表空气的真实温度，由于 此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表 明湿空气状态或性质的一种参数。

对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。对于饱 和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。

& 1.8露点td

V H m 3绝干气• m 3水气

kg 绝干气

V H =( 1 d )22.4 273 七 29 18 273

1.013 105

P Q= a A (t-tM )

Q=NL v