化工原理45-46學時

1、第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.1 濕物料的性質(zhì)5.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.3 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、非絕熱干燥過程

2、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 物料進出干燥器的焓不相等12IILDQIIGQ

3、)(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等溫干燥過程應滿足以下條件 v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進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5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.1 濕物料的性質(zhì)5.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.3 空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化5.3.4 干燥系統(tǒng)的

4、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）二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)

5、的干燥系統(tǒng)（2）第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.4 干燥速率與干燥時間 5.4.1 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

6、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胞壁及毛細孔道內(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。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平衡水分自由水分%100spp 非結(jié)合水分結(jié)合水分第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.4 干燥速率與干燥時間 5.4.1 物料中水分的性質(zhì)5.4.2 恒定干燥條件下干燥時間的計算一、干燥實驗和

7、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熱量用于汽化水分熱量用于汽化水分和加熱物料一、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線。干燥曲線（X關系 ）ABCDE預熱階段恒速干燥階段降速干燥階段干燥曲線（ 關系