制藥化工原理第九章第三節(jié) 干燥過程的物料與熱量衡算

第九章

干燥

Drying一、濕物料中含水量的表示方法二、干燥系統(tǒng)的物料衡算

三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算

四、空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化

第三節(jié)

干燥過程的物料與熱量衡算2023/11/2一、濕物料中含水量的表示方法1、濕基含水量W

2、干基含水量X3、換算關(guān)系

2023/11/2二、干燥系統(tǒng)的物料衡算

1、水分蒸發(fā)量以s為基準(zhǔn)，對水分作物料衡算2023/11/22、空氣消耗量L

每蒸發(fā)1kg水分時，消耗的絕干空氣數(shù)量l2023/11/23、干燥產(chǎn)品流量G2

對干燥器作絕干物料的衡算2023/11/2三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算

1、熱量衡算的基本方程

忽略預(yù)熱器的熱損失，以1s為基準(zhǔn)，對預(yù)熱器列焓衡算2023/11/2單位時間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量為：對干燥器列焓衡算，以1s為基準(zhǔn)單位時間內(nèi)向干燥器補充的熱量為單位時間內(nèi)干燥系統(tǒng)消耗的總熱量為——連續(xù)干燥系統(tǒng)熱量衡算的基本方程式

2023/11/2假設(shè)：新鮮干空氣中水汽的焓等于離開干燥器廢氣中水汽的焓

濕物料進(jìn)出干燥器時的比熱取平均值

濕空氣進(jìn)出干燥器時的焓分別為：2023/11/2濕物料進(jìn)出干燥器的焓分別為2023/11/2可見：向干燥系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣；加熱物料；蒸發(fā)水分；熱損失2023/11/22、干燥系統(tǒng)的熱效率

蒸發(fā)水分所需的熱量為忽略物料中水分帶入的焓2023/11/2四、空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化

1、等焓干燥過程(理想干燥過程)

規(guī)定：不向干燥器中補充熱量QD=0；忽略干燥器向周圍散失的熱量QL=0；物料進(jìn)出干燥器的焓相等

2023/11/2將上述條件代入H0t0AIHt1Bt2C2023/11/22、非等焓干燥過程

1）操作線在過B點等焓線下方條件：不向干燥器補充熱量QD=0；不能忽略干燥器向周圍散失的熱量

QL≠0；物料進(jìn)出干燥器時的焓不相等

2023/11/2IHt1Bt2CC1C2C32023/11/22）操作線在過點B的等焓線上方

向干燥器補充的熱量大于損失的熱量和加熱物料消耗的熱量之總和3）操作線為過B點的等溫線

向干燥器補充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進(jìn)行2023/11/2例：某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)行干燥，濕物料的流量為1kg/s，初始濕基含水量為3.5%，干燥產(chǎn)品的濕基含水量為0.5%?？諝鉅顩r為：初始溫度為25℃，濕度為0.005kg/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)干燥器的溫度為140℃，若離開干燥器的溫度選定為60℃和40℃，試分別計算需要的空氣消耗量及預(yù)熱器的傳熱速率。又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)備中溫度下降了10℃，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設(shè)干燥器為理想干燥器。2023/11/2解：因在干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程，℃℃

2023/11/2絕干物料量：絕干空氣量2023/11/2預(yù)熱器的傳熱速率℃

2023/11/2分析物料的返潮情況

當(dāng)t2=60℃時，干燥器出口空氣中水汽分壓為t=50℃時，飽和蒸汽壓ps=12.34kPa，即此時空氣溫度尚未達(dá)到氣體的露點，不會返潮。當(dāng)t2=