固體物料的干燥培訓(xùn)教材

1、第十一章 固體物料的干燥11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.3.1 濕物料的性質(zhì)11.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.3.3 空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化一、絕熱干燥過程1.絕熱干燥過程的狀態(tài)變化理想干燥等焓干燥pA0H1t2tB1I21II 0t2H1HCv 不向干燥器補充熱量v 干燥器的熱損失可忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓相等12IID= 0 L= 0 一、絕熱干燥過程2.絕熱干燥過程的條件 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL12II 一、絕熱干燥過程 故)(01IILQP 則二、非

2、絕熱干燥過程1.非絕熱干燥過程的狀態(tài)變化實際干燥pA0H1tB1I0t1H12II 12II 12tt CCC等溫干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 不向干燥器補充熱量v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IID= 0 L 0 2.非絕熱干燥過程的條件二、非絕熱干燥過程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非絕熱干燥過程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 則升焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 需向干燥器補充熱量v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IIL

3、DQIIGQ)(12且 L 0 二、非絕熱干燥過程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非絕熱干燥過程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 則 因LDQIIGQ)(12等溫干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IIv 需向干燥器補充熱量D足夠大，維持 t1= t2且 L 0 二、非絕熱干燥過程第十一章 固體物料的干燥11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.3.1 濕物料的性質(zhì)11.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.3.3 空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化

4、11.3.4 干燥系統(tǒng)的熱效率一、干燥系統(tǒng)的熱效率%100量向干燥系統(tǒng)輸入的總熱蒸發(fā)水分所需的熱量干燥系統(tǒng)的熱效率定義 %100DPvvQQQQQ蒸發(fā)水分所需熱量一、干燥系統(tǒng)的熱效率由 )187. 488. 12490(12tWQv忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則 )88. 12490(2tWQv故 %100)88. 12490(2QtW對于理想干燥器%1000121tttt二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施提高干燥系統(tǒng)熱效率措施v 提高 而降低2H2tv 提高空氣入口溫度1tv 采用二級干燥v 采用內(nèi)換熱器v 干燥系統(tǒng)的保溫v 采用廢氣循環(huán)工藝二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（1

5、）二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（2）【例題與解題指導(dǎo)】【例11-1】某常壓空氣干燥器，其操作參數(shù)如附圖所示。濕物料的平均比熱容為 3.28 kJ(kg絕干料）。忽略預(yù)熱器的熱損失，干燥器的熱損失為1.2 kW。試求：（1）水分蒸發(fā)量W；（2）新鮮空氣消耗量L0；（3）若風(fēng)機裝在預(yù)熱器的空氣入口處，求風(fēng)機的風(fēng)量；（4）預(yù)熱器消耗的熱量Qp；（5）干燥系統(tǒng)消耗的總熱量Q；（6）向干燥器補充的熱量 QD；（7）干燥系統(tǒng)的熱效率。 W2=0.001解（1）水分蒸發(fā)量W kg水分/h （2）新鮮空氣消耗量L020水的飽和蒸汽壓 pS=2.3341 kPa，則由式5-5知 kg/kg絕

6、干氣絕干空氣消耗量 kg絕干氣/h新鮮空氣消耗量為 kg新鮮空氣/h（3）風(fēng)機的風(fēng)量V 首先計算新鮮濕空氣的比容 m3新鮮空氣/h 故 m3新鮮空氣/h（4）預(yù)熱器中消耗的熱量Qp kJ/h=43.11kW(5) 干燥系統(tǒng)消耗的總熱量Q kg絕干物料/h =2.812 105 kJ/h=78.11kW (6)向干燥器補充的熱量QD =78.1143.11 =35.00kW(7)干燥系統(tǒng)的熱效率 若忽略濕物料的水分帶入系統(tǒng)中的焓，則可用式5-37計算 ，即 【例11-2】如本題附圖1所示，某常壓連續(xù)逆流干燥器采用廢氣循環(huán)操作，循環(huán)比(循環(huán)廢氣中絕干空氣質(zhì)量和混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比)為0.8。設(shè)

7、空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓過程，忽略預(yù)熱器的熱損失。試求新鮮空氣耗量及預(yù)熱器的熱負(fù)荷。 解：如本例附圖2所示，由t0=25、H0=0.005kg/kg絕干氣可確定新鮮空氣的狀態(tài)點；由t240，H20.034kgkg絕干氣可確定循環(huán)廢氣的狀態(tài)點；根據(jù)杠桿規(guī)則可確定混合氣的狀態(tài)點，其中 由此可查得混合氣的性質(zhì)參數(shù)為tm=37, Hm0.0282kgkg絕干氣，Im=110kJ/kg絕干氣?；旌蠚庠陬A(yù)熱器經(jīng)歷等濕過程，在干燥器經(jīng)歷等焓過程，因此，點的等H線與點的等線的交點即為混合氣離開預(yù)熱器（進(jìn)入干燥器）的狀態(tài)點，讀得性質(zhì)參數(shù)為t1=54, H1Hm0.0282kgkg絕干氣，I1=128kJ/kg絕干

8、氣。水分蒸發(fā)量為hkgwwwGGGW/5 .48403. 0103. 05 . 010001221121對整個干燥系統(tǒng)進(jìn)行物料衡算可得， 絕干氣的耗量為 kg絕干氣/h故新鮮空氣用量為 混合氣的流量為 預(yù)熱器的熱負(fù)荷為 第十一章 固體物料的干燥11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.4 干燥速率與干燥時間 11.4.1 物料中水分的性質(zhì)一、平衡水分與自由水分)(*fX 濕物料濕空氣X接觸時間*XX 平衡曲線達(dá)平衡狀態(tài)時平衡濕含量X*X1.平衡曲線平衡含水量X*與空氣相對濕度 的關(guān)系（25 ）1新聞紙2羊毛、毛織物3硝化纖維4絲5皮革6陶土7煙葉8肥皂9牛皮膠10木材11玻璃絨12棉花在一

9、定的干燥條件下不能被除去的水分平衡水分 X* 大于平衡水分的水分自由水分 X-X* 物料所含水分平衡水分自由水分平衡水分 自由水分 按能否被除去劃分，取決于物料的性質(zhì)和空氣的狀態(tài)。2.平衡水分與自由水分一、平衡水分與自由水分結(jié)合水分的特點spp 結(jié)合力強，不易除去。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分物料表面吸附及空隙中所含的水分物料細(xì)胞壁及毛細(xì)孔道內(nèi)所含的水分濕物料結(jié)合水分非結(jié)合水分非結(jié)合水分的特點spp 結(jié)合力弱，容易除去。物料所含水分結(jié)合水分非結(jié)合水分結(jié)合水分 非結(jié)合水分 按除去的難易程度劃分，僅取決于物料的性質(zhì)，而與空氣的狀態(tài)無關(guān)。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分固體物料中所含水分的性質(zhì)X總水分*X平衡水

10、分自由水分%100spp 非結(jié)合水分結(jié)合水分第十一章 固體物料的干燥11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 11.4 干燥速率與干燥時間 11.4.1 物料中水分的性質(zhì)11.4.2 恒定干燥條件下干燥時間的計算一、干燥實驗和干燥曲線1.恒定干燥實驗恒定干燥條件v 間歇操作v 用大量的空氣干燥少量的物料v 維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變實驗數(shù)據(jù)時 間 物料溫度 物料濕含量 X洞道干燥實驗流程示意圖 1洞道干燥室 2離心鼓風(fēng)機 3孔板流量計 4溫度計 5干燥物料 6重量傳感器 7加熱器 8濕球溫度計 9干球溫度計10重量顯示儀11溫度顯示儀12濕球溫度顯 示儀13電加熱控制 儀表一、干燥實驗和干燥曲線預(yù)熱階段恒速干燥階段（第一干燥階段）干燥階段X較小ddXX很大ddX不變降速干燥階段（第二干燥階段）X逐漸減小趨近于零ddX熱量主要用于物料升溫?zé)崃坑糜谄譄崃坑糜谄趾图訜嵛锪弦?、干燥實驗和干燥曲線2.干燥曲線 將物料含水量（或物料表面溫度 ）對干燥干燥曲線X 曲線 曲線時間繪圖，所得圖形稱為干燥曲