干燥過程的計算

1、思考： 試在濕度圖上畫出干燥全過程7.3 干燥過程的計算預(yù)熱室1已知：干燥介質(zhì)（空氣）的進口條件，如溫度、濕度、壓力等；物料的進口條件，如溫度，濕含量，質(zhì)量或質(zhì)量流率；物料的干燥要求（濕含量）。求解：干燥介質(zhì)用量；干燥條件（如進干燥室的空氣溫度，出干燥室的空氣溫度和濕度等）；整個設(shè)備的熱能消耗；干燥室尺寸 等等。2一、濕物料中含水率的表示方法3求解：干燥介質(zhì)用量，蒸發(fā)的水分量等二、物料衡算注意：濕空氣通過預(yù)熱器的前后濕度不變，H1=H04求解：整個設(shè)備的熱能消耗三、熱量衡算1、預(yù)熱器的熱量衡算52、干燥室的熱量衡算6加入干燥系統(tǒng)的全部能量有四個用途： 加熱空氣、蒸發(fā)水分、加熱物料和熱損失3、干

2、燥系統(tǒng)的總熱量：74、干燥設(shè)備的熱效率一般，=3060%，在應(yīng)用部分廢氣循環(huán)時，=5070%Q汽化=W(2492+1.88t2-4.1871)8提高熱效率的途徑：(1)提高空氣的預(yù)熱溫度t1;(2)降低廢氣的出口溫度t2;(但不能太低，否則會析出水，使物料返潮)(3)盡量利用廢氣中的熱量，例如用廢氣預(yù)熱冷空氣或濕物料，或?qū)U氣循環(huán)使用.95、干燥器空氣出口狀態(tài)的決定A、特點：(a)干燥器內(nèi)不補充熱量，Qd=0;(b)干燥器的熱損失忽略不計, QL=0;物料在干燥過程中不升溫，進出干燥器的焓相等，I2=I1.空氣在干燥器內(nèi)等焓變化過程I1=I210100CH0=H1 H2t0ABt1t2021I

3、I1=I2等焓干燥過程中濕空氣的狀態(tài)變化圖B、空氣的出口狀態(tài)的確定：W=L(H2-H1)I2=I1=(1.01+1.88H2)t2+2492H2（H2,I2)(1) 圖示法：(2) 計算法：11t0H0t1 I1 H1H2 I2,t2G112 L QP(C) 等焓過程干燥效率：12CH0=H1 H2t0ABt1t2021II1=I2CC”a:當(dāng)QD=0,QL0,I2 I1時 ， I2 GC(I2 -I1)+QL時 ， I2 I113物料衡算熱量衡算理想干燥過程（等焓干燥過程）14例3 常壓下擬用溫度為20、濕度為0.008kg水/kg干氣的空氣干燥某種濕物料?？諝庠陬A(yù)熱器中被加熱到90后送入干

4、燥室，離開時的濕度為0.022kg水/kg干氣?，F(xiàn)要求每小時將1200kg的濕物料由含水率3%（濕基）干燥至0.2%（濕基）。干燥過程為等焓過程。試求： (1)絕干空氣用量，kg/h；濕空氣用量， kg/h。 (2)預(yù)熱器的加熱量QP，kW； (3) 熱效率。 (4)空氣的出口溫度t2t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022 t2G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP15(1)絕干空氣用量，kg/h；濕空氣用量， kg/h t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP16(2)預(yù)熱器的加熱

5、量QP，kW 理想干燥過程舉例 t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP17理想干燥過程舉例 t0=20 H0=0.008t1=90 H1I1H2=0.022 I2G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP(3)熱效率18例4：在逆流絕熱干燥裝置中用空氣將濕物料中所含水分由0.18降低至0.005。濕空氣進入預(yù)熱器前的溫度為25，濕度為0.00755kg/kg干氣，進入干燥器的焓為125kJ/kg干氣，離開干燥器的溫度為50 。試求：（1）空氣經(jīng)預(yù)熱后的溫度t1;（2）單位空氣的消耗量l；（3）若加熱裝置的總

6、熱量為900kW,則干燥產(chǎn)品量為多少kg/h?19解：（1） 空氣經(jīng)預(yù)熱后的溫度t1據(jù)焓的定義求解： I1=(1.01+1,88H0)t1+2492H0 即：125=（1.01+1.880.00755) t1+24920.00755解得:t1=103.7(2)單位空氣的消耗量l:關(guān)鍵是計算H2。對于絕熱干燥過程則有：I2=(1.01+1,88H2) 50+2492H2=125H2=0.02883kg/kg干氣20(3)干燥產(chǎn)品量G2 G2=GC(1+X2)對理想干燥器，有 Q=QP=L(1.01+1.880.00755)(t1-t0)即：900= (1.01+1.880.00755)(103.

7、7-25) L L=11.2kg干氣/s=40200 kg干氣/h由 L(H2-H0)=GC(X1-X2) 得2140200(0.02883-0.00755)=GC(0.2195-0.00503)GC=3989 kg干物料/hG2=3989 （1+0.00503）=4009kg產(chǎn)品/h22例5：采用如圖所示的帶有廢氣循環(huán)系統(tǒng)的干燥流程干燥某種物料。溫度25、濕度為0.01kg/kg干氣的新鮮空氣與溫度為50,濕度為0.04 kg/kg干氣的廢氣混合后進入預(yù)熱器。若新鮮空氣中的絕干空氣量與廢氣中絕干空氣量的質(zhì)量比為1：2，假若為絕熱干燥過程，預(yù)熱器的熱損失忽略不計，系統(tǒng)的操作壓強為101.3kP

8、a。試求：（1）在H 圖上示意畫出空氣在整個干燥過程中的狀態(tài)變化；（2）空氣進入預(yù)熱器的濕度Hm及焓Im,空氣進入干燥器的溫度t1;（3）新鮮空氣的流量L0；（4）整個干燥系統(tǒng)所消耗的熱量Q。23新鮮空氣Lt0=25 H0=0.01t1 H1H2 t2G1=0.5kg/s 1=0.452=0.05QPL2L,t2,H23LHmtm廢氣24解：分析： 在帶有廢氣循環(huán)的流程中，有圖知，最終排出干燥器的干空氣量L等于新鮮干空氣量L，而循環(huán)的絕干空氣量為2L。因此求L時的作物料衡算及求Q時的熱量衡算均可把循環(huán)系統(tǒng)包括在內(nèi)做整個系統(tǒng)的衡算，求算L及Q時就與空氣的混合參數(shù)無關(guān)。（1）圖示空氣的狀態(tài)變化：做

9、法：由t0、H0定A點，由t2、H2定C點。因干新鮮空氣量與干廢氣量的質(zhì)量比為1：2，利用杠桿規(guī)則連AC，使得MC/AM=1/2，則M點為進入預(yù)熱器的混合點，由M點作等濕線與過C點作等線相交于B，MB為預(yù)熱過程，BC為絕熱干燥過程。25ICH0t0ABt1t2=100%MH2Hm26（2）Hm、m及t1對于混合氣體濕度和焓的計算：0.03kg/kg干氣119.5kJ/kg干氣27t1可由1求出：Hm=0.03kg/kg干氣，I1=I2=153.9kJ/kg干氣t1=74.3(3)新鮮空氣量L0作包括循環(huán)氣在內(nèi)的整個干燥系統(tǒng)的物料衡算：28W=GC(X1-X2)GC=G1(1-1)=0.5(1-0.45)=0.275kg干料/sW=GC(X1-X2)=0.275(0.8182-0.0526)=0.211kg/s已知H2=0.04kg/kg干氣，H1=H0=0.01 kg/kg干氣，新鮮空氣流量：L0=L(1+H0)=7.03(1+0.01)=7.1kg濕空氣/s29(4)整個干燥系統(tǒng)所消耗的熱量： 因該干燥過程為絕熱干燥過程，干燥器補充熱量為零，且預(yù)熱器的熱損失可忽略不計，則總熱消耗為：Q=QD+QP=QP=3L(）因已求出=