化工原理物料衡算和熱量衡算VIP

化工原理物料衡算和熱量衡算2024/3/26化工原理物料衡算和熱量衡算1濕物料的形態(tài)濕物料按其外觀形態(tài)的不同二分為下列幾種：散粒狀：如谷物、各種油料種籽；晶體：經(jīng)過濾分離后的各種晶體，如葡萄糖、檸檬酸、鹽等；塊狀：如馬鈴薯、胡蘿卜、面包等；片狀：如果蔬、肉片、蔥、蒜片、餅干等；一、濕物料的形態(tài)和含水量表示化工原理物料衡算和熱量衡算條狀：馬鈴薯切條、刀豆、香腸等；膏糊狀：如麥乳精、巧克力漿等；粉末狀：淀粉、奶粉等；液態(tài)：包括各種溶液、懸浮液和乳濁液如牛奶、蛋液、果汁等。

濕物料按其物理化學性質不同粗略分為如下兩大類：

（1）含水分的液體

溶液：如葡萄糖、味精等的水溶液及食品的浸出液。

膠體溶液：如蛋白體溶液、果膠溶液等?；ぴ砦锪虾馑愫蜔崃亢馑悖?）含水分的固體結晶質的固體：如糖和食鹽等。膠質分散系：如明膠、淀粉質物料等。其中，后一類是多見的。膠質固體又可分為三類。彈性膠體是典型的膠質固體，如明膠、洋膠、洋菜、面團等。當除去水分后，這種物體將收縮，但保持其彈性。脆性膠體除去水分后變脆，干燥后可能變化為粉末，如木炭、陶質物料。第三類是膠質毛細孔物料，如面包、谷物，其毛細管壁具有彈性，干燥時收縮，干燥后變脆。化工原理物料衡算和熱量衡算2物料濕含量的表示方法（P254）（1）濕基含水量w定義：水分在濕物料中的質量百分數(shù)（2）干基含水量X

定義：水分質量與絕干物料質量之比

X=w/(1-w)w=X/(1+X)(5-23)(5-22)化工原理物料衡算和熱量衡算（3）濕物料的比熱容cm

cm=cs+Xcw

=cs+X·4.187(5-24)（4）濕物料的焓I’

包括：絕干物料的焓（0C為基準）和物料中水分的焓（0C、液態(tài)水為基準）化工原理物料衡算和熱量衡算二、物料衡算絕干物料量2水分氣化量預熱干燥新鮮空氣熱空氣廢氣濕物料產(chǎn)品1產(chǎn)品量(5-30)單位!化工原理物料衡算和熱量衡算3干空氣消耗量

l比空氣用量：每蒸發(fā)1kg水所需干空氣的量，與空氣的初、終溫度有關。

由：LH1+GX1=LH2+GX2

得：

或：(5-28)化工原理物料衡算和熱量衡算GXG1

w1G2

w2化工原理物料衡算和熱量衡算預熱干燥LH0,t0,I0H1,t1,I1H2,t2,I2LLG1,w1,q1,I’1G2,w2,q2,I’2QpQLQD三、熱量衡算整個系統(tǒng)：

進入

離開

熱空氣

LI0LI2

物料

GI′1GI′2加入

Qp+QD

損失

QL化工原理物料衡算和熱量衡算預熱器：

Qp=L(I1-I0)kW忽略預熱器的熱損失，以1s為基準，對預熱器列焓衡算:

對干燥器列焓衡算，以1s為基準

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(5-31/32)(5-33)(5-34)化工原理物料衡算和熱量衡算假設：a）新鮮干空氣中水汽的焓等于離開干燥器廢氣中水汽的焓

b）濕物料進出干燥器時的比熱取平均值

濕空氣進出干燥器時的焓分別為：

化工原理物料衡算和熱量衡算濕物料進出干燥器的焓分別為:

化工原理物料衡算和熱量衡算可見，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。(5-36)化工原理物料衡算和熱量衡算干燥系統(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

?學號請回答！化工原理物料衡算和熱量衡算

一般地，廢氣溫度低而濕度高時，h

就高。但t2應比tas高20~50oC，以保證在干燥后不致返潮。化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算0：示意圖1：W2：L03：V”（體積流量）4：Qp5：Q6：QD

7：

化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算化工原理物料衡算和熱量衡算四、干燥過程在濕焓圖上的表達代入：1典型干燥過程將熱量衡算式各項除以W:化工原理物料衡算和熱量衡算（2）e

=0，非等焓干燥過程又分e<0（I2<I1）和e>0兩種情況t0t1t2H0H2ABCt0t1t2H0H2ABCt0t1t2H0H2ABCC’C’根據(jù)e的值，把干燥器分成兩大類：（1）e=0，稱為理想干燥器或等焓干燥器(P260文字說明)Q:哪一個

<0?化工原理物料衡算和熱量衡算a）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；物料進出干燥器時的焓不相等

IHt1Bt2CC1C2C3化工原理物料衡算和熱量衡算b）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。

c）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行?；ぴ砦锪虾馑愫蜔崃亢馑憷耗撤N濕物料在常壓氣流干燥器中進行干燥，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)預熱后進干燥器的溫度為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熱器的傳熱速率。又若空氣在干燥器的后續(xù)設備中溫度下降了10℃，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設干燥器為理想干燥器?；ぴ砦锪虾馑愫蜔崃亢馑憬猓阂蛟诟稍锲鲀?nèi)經(jīng)歷等焓過程，

℃

℃

化工原理物料衡算和熱量衡算絕干物料量:絕干空氣量：

化工原理物料衡算和熱量衡算預熱器的傳熱速率：℃

化工原理物料衡算和熱量衡算分析物料的返潮情況

當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到氣體的露點，不會返潮。

當t2=40℃時，干燥器出口空氣中水汽分壓為：t=30℃時，飽和蒸汽壓ps=4.25kPa，物料可能返潮。

化工原理物料衡算和熱量衡算2中間加熱干燥過程預熱干燥新鮮空氣廢氣目的：降低熱空氣溫度。