固體物料的干燥

第十一章固體物料的干燥主要內(nèi)容：濕空氣的性質(zhì)幾濕度圖；干燥過(guò)程的物、熱衡算；干燥速率和干燥時(shí)間；干燥器。重點(diǎn)內(nèi)容：干燥器的物料衡算與熱量衡算；干燥速度與干燥時(shí)間。難點(diǎn)：空氣干燥器的熱量恒算。課時(shí)安排：6第一節(jié)概述一、干燥的分類和用途講到干燥，自然聯(lián)想起農(nóng)村曬谷子， 生活中曬衣服，想必干燥即除水操作。 如果干燥在太陽(yáng)下才能實(shí)現(xiàn)，則化肥廠，制藥廠，染織廠需要開(kāi)辟大規(guī)模的“曬場(chǎng)” ，才能正常生產(chǎn)。顯然生活中的曬衣服與干燥的操作是有區(qū)別的。利用熱能使?jié)裎锪系臐穹萜?，水汽或濕份蒸汽?jīng)氣流帶走，從而獲得固體產(chǎn)品的操作。如圖11-1所示?！保ㄋ?!\::

濕產(chǎn)他h圖111干燥示意圖二、干燥操作在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用化工原料工業(yè)，聚氯乙稀的含水量不能高于 0.3%,否則影響制品的質(zhì)量。制藥工業(yè)，抗菌素的水分含量太高，會(huì)影響使用期限。染料工業(yè)，未經(jīng)干燥的染料，影響染色質(zhì)量。所以化工、輕工、造紙、制革、木材、食品等工業(yè)均利用到多種類型的干燥操作。三、干燥操作的分類按傳熱方式分為：傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥、介電加熱干燥；按操作壓力分為：常壓干燥、真空干燥；按操作方式分為：連續(xù)式、間歇式。第二節(jié)濕空氣與性質(zhì)濕度圖濕空氣概述什么是濕空氣：大氣是干空氣與水汽的混合物，亦稱為濕空氣。要研究空氣的性質(zhì)，首先想到，濕空氣是混合物，則混合的比例是多少呢？所以要研究，濕度性質(zhì)（濕度，相對(duì)濕度，絕對(duì)濕度百分?jǐn)?shù)）其次想到，空氣是氣體，應(yīng)適用于氣體狀態(tài)方程，即溫度、壓力、體積。所以要研究，溫度性質(zhì)（干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和濕度、露點(diǎn)）容積性質(zhì)（濕容積、飽和濕容積）。由于大氣壓力，對(duì)一定地區(qū)，約為定值，所以不研究壓力性質(zhì)。再其次，要研究空氣對(duì)濕物料的傳熱，所以要研究，一一空氣的比熱性質(zhì)（濕熱?焓）所以要研究濕空氣，實(shí)質(zhì)是研究空氣的四大類性質(zhì)。為了敘述方便，我們假設(shè)下面三個(gè)前提：（1）干燥過(guò)程的濕空氣，可作為理想氣體處理，諸如理想氣體方程式，道爾頓分壓定律，均可應(yīng)用于濕空氣。（2）因?yàn)楦煽諝馐亲鳛闊彷d體，它的質(zhì)量在干燥過(guò)程中始終不變，所以濕空氣的有關(guān)參數(shù)均為單位質(zhì)量的干空氣為基準(zhǔn)。 （3）系統(tǒng)總壓P=101.3kPa。濕空氣性質(zhì).濕度h――濕空氣中單位質(zhì)量干空氣所具有的水汽質(zhì)量， kgkg」干空氣。濕空氣中水汽的質(zhì)量 MwnwH二Mw=式中，Mw—水汽的分子量， 18kg濕空氣中干空氣的質(zhì)量MgngMg=29kgkmol_1;Mg――空氣的分子量,若濕空氣總壓為P，水汽分壓為P，則干空氣分壓為P-pnw——水汽的摩爾數(shù)，kmol；ng——空氣的摩爾數(shù)，kmol；pv二nwRT，(P-P)V二ngRT,相除得:nHu18p0.622 — (I)29P—p P-P在式(I)中，若分壓等于同溫度下的飽和蒸氣壓，即P=Ps時(shí)，則此時(shí)濕度H稱PsHsWp-Ps為飽和濕度，用Hs表示，.絕對(duì)濕度百分比。在一定溫度和總壓下，濕空氣的濕度與飽和濕度之比的百分?jǐn)?shù),即是:H100%=(PPs)P100%Hs 7P-P)Ps.相對(duì)濕度一一在一定總壓下，濕空氣的水汽分壓 P與同溫下飽和水蒸汽壓 Ps之比,即相對(duì)濕度，以「示之。 (II)P sPs二f(T)由定義得P的物理意義,

s-P二Ps-「Ps二Ps(1一J?T0時(shí)，Ps-pT當(dāng)=1時(shí)，推動(dòng)力?T0時(shí)，Ps-pTps，說(shuō)明此時(shí)濕空氣吸濕能力增至最大。 所以說(shuō)，相對(duì)濕度：，「減少，即：v1時(shí)，Ps-P。，濕空氣吸收能力增加。表示了濕空氣吸濕能力。H能否表達(dá)濕空氣的吸濕能力呢?H二

s0.622H二

s0.622s P一0.622dP所以Ps-P=Ps—0g1H由此式看出，H的大小，并不能確定推動(dòng)力 (Ps-P)的大小，所以說(shuō)，H 只能表達(dá)濕空氣中，水汽含量的絕對(duì)值，并不能表示濕空氣吸濕能力的大小。所以并 式⑴、(II)合得，申R Qa)H=0.622 ,PNPs此式將H, ，T聯(lián)系在一起，是個(gè)重要公式。4.濕空積VH濕空氣的比容，即每kg干空氣和其所帶的 Hkg水汽所具有的體積， U表示，H”~單位是m3kgd干空氣。干空氣比容，每kg干空氣的體積，Vg示之；水汽比容，每kg水汽的體積，Vw/示「之。VH-Vg VwH其體積為：(c)1kg干空氣，為12gkmol,在壓力為101.3kPa,溫度為T其體積為：(c)RTV，29kg干空氣，在壓力為101.3kPa,溫度為273K時(shí)，其體積為：1R273TOC\o"1-5"\h\z22.41 ，101.3⑶ 2241T T/(b)得：Vg二2241 =0.773±同理，1kg水汽，摩爾數(shù)為L(zhǎng)在壓力為101.3kPa'時(shí)','…g29 273 273±RTV=13(d)w(d)101.3得:

22.41T T=1.244

18273 273(III)VH匕…773口忙亦可這樣導(dǎo)出，1kg干空氣為‘gkmol,Hkg水汽為h促kmol,在壓力為(III)1H(f)(29 28)rt(f)101.3VH=22.41(29VH=22.41(29Vh=(0.7731.244H)101.3kPa時(shí)，總體積為：5.飽和容積VHS Vh 被水汽飽和的濕空氣比容，以VHS表示。(得：-被水汽飽和的濕空氣濕度為 H273T(III)273■73「244心令.濕熱CH濕空氣的比熱。 在常壓下，1kg干空氣和其所帶的Hkg水汽升高溫度1K，所需的熱量，稱為濕熱。chq CvH式中，Cg 干空氣比熱，kJkg干空氣KCv——水汽的比熱，kJkgJ干空氣K4在工程計(jì)算中，常取Cg=1.01kJkg4K*，Cv=1.88kJkg_K_1C-1.011.88H (IV)H.焓IH濕空氣熱焓，為每1kg干空氣與其所帶的Hkg水汽所具有的熱焓之和。

(g)IH=IgIvH(g)般焓的計(jì)算是以273K為基準(zhǔn)的。1g二Cg(T-273)Iv二Cv(T-273)ro式中，L――濕空氣的焓，kJkgj干空氣K」；1g――干空氣的焓，kJkg，干空氣K」；Iv——水汽的焓，kJkgJ干空氣Kj；r0――水在273K時(shí)的汽化潛熱，取r0=2492kJkgj。代入式（g），得:IH二Cg(T-273)Cv(T-273)Hr°H=(CgQH)(T-273)r°HIH=(1.011.88H)(T-273)2492H，，(V).干球溫度T。一一用普通溫度計(jì)量法所測(cè)得的濕空氣的溫度，稱為干球溫度。單位用開(kāi)爾文溫度。IH=(1.011.88H)(T-273)2492H，，(V).干球溫度T。一一用普通溫度計(jì)量法所測(cè)得的濕空氣的溫度，稱為干球溫度。單位用開(kāi)爾文溫度。.露點(diǎn)Tdo——不飽和的濕空氣在總壓與濕度保持不變的情況下，降低溫度，使之達(dá)到飽和狀-0.622P態(tài)之濕度，即為露點(diǎn)。某濕空氣Td下的濕度Hs與該濕空氣在某一溫度下的濕度H應(yīng)相等。（Hs=H），即已知露點(diǎn)求濕度的原理。若總壓P,濕度H為已知，；Hs=H=0.622Ps，可求出飽和水蒸氣分壓s PPsps,查水蒸氣壓表，與Ps相應(yīng)溫度即為露點(diǎn)。此即已知濕度求露點(diǎn)的原理。.T

.w如圖11-2所示，左邊的溫度計(jì)(A),感溫球裸露在空氣中，則此溫度計(jì)所測(cè)得的溫度度計(jì)，假定開(kāi)始時(shí)，A.B溫度計(jì)顯示出相同的溫度To由于濕紗布表面的水汽分壓 Pw-P，濕紗布中的水分會(huì)汽化。 單位時(shí) q^wr；由于汽化的熱量，只能取自于水中的顯熱，所以紗布中的水溫要降低，比如降至 T',這時(shí)空氣中的溫度高于水的溫度，為空氣的干球溫度。右邊的溫度計(jì)（B），感溫球用紗布包裹， 紗布用水保持濕潤(rùn)，則此溫度計(jì)所測(cè)得的溫圖11-2即TT',于是有熱量由空氣傳至紗布中,單位時(shí)間傳遞的熱量為q2二〉A(chǔ)仃-T'）。起初,則q2上升，當(dāng)T-T'則q2上升，當(dāng)如圖9-3速率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，紗布中的水溫不再降低,此時(shí)水溫Tv即為濕空氣的濕球溫度。如圖9-3所示。由qi=q2得 -TW)(a)kWK4；二空氣至紗布的對(duì)流傳熱膜系數(shù)，式中，A――濕紗布與空氣的接觸面積，Tw時(shí)的飽和水蒸氣壓，kPa。PwTw 濕球溫度，K;T 干球溫度，K;另一方面，水汽擴(kuò)散的推動(dòng)力，亦可用其對(duì)應(yīng)的濕度差 (Hw_H)表示。Hw為水汽分壓為Pw時(shí)的濕度。則依水汽通過(guò)有效氣膜的傳質(zhì)速率，可寫出：TOC\o"1-5"\h\zWKh(HwH) ， (b)A.2 1 iH P\o"CurrentDocument"w wkgkg-J Hw濕球溫度下(Tw)的飽和濕度， -0?622pPw式中，KH――以濕度差為推動(dòng)力的傳質(zhì)系數(shù)， kgms_HPw是與Tw對(duì)應(yīng)的水的飽和蒸氣壓 ；H――濕空氣的濕度，kJkg干空氣K。Tw=T- L^(Hw-H) (VI)聯(lián)立式(a)、(b)，得：一(T-Tw)=Kh(Hw-H)若已知干球溫度，求濕球溫度Tw，要用試差法。11.絕熱飽和溫度Tas。如圖11-4所示絕熱飽和器。當(dāng)濕度為H?溫度為T的不飽和空氣與大量的循環(huán)水密切接觸時(shí)，水就向空氣中汽化變?yōu)樗?所需潛熱只能取自空氣中的顯熱。 即空氣的濕度在增力口，而溫度則在下降。因?yàn)槭墙^熱過(guò)程，所以空氣的焓是不會(huì)變的。當(dāng)空氣被水汽飽和時(shí)(Ps=P)，水不再汽化，空氣溫度也不再下降，而等于循環(huán)水的溫度，此溫度稱為該空氣的絕熱飽和溫度Tas,其對(duì)應(yīng)的飽和濕度為 Has,進(jìn)入濕空氣的焓為1比，濕空氣經(jīng)增濕冷卻后的焓為|圖11-4絕熱飽和器示意圖?HI(1.011.88H)(T-273)Hro=(1.011.88HJ(Tas-273)心。設(shè)(1.011.88H):(1.011.88Has)CH貝VCh(T?73)Hro=CH(Ts-273)%十(HHas)ro5(T273)Tsc竺°hc 273 4asL二丁H) 4asL二丁H)(VII)式中，T――空氣的干球溫度， K； Tas――空氣的絕熱飽和溫度，K；H——H——空氣的濕度，kgkgJ；Has——空氣在Tas，kgkgJ；r0——水在273K時(shí)的汽化潛熱，r0=2492kJ?kg。簡(jiǎn)言之，當(dāng)空氣在焓不變的情況下增濕冷卻，而達(dá)到飽和的溫度，即為空氣的絕熱飽和簡(jiǎn)言之，當(dāng)空氣在焓不變的情況下增濕冷卻，而達(dá)到飽和的溫度，即為空氣的絕熱飽和溫度。ot若將式(VI)溫度。ot若將式(VI)與式(VII)進(jìn)行比較，如果CH，I：rW則Tas二Tw。例如當(dāng)H=0.01~0.1時(shí)，CH=1.03~12溫度不太高(如T=320K)，相對(duì)濕度不太低（如=0.6）時(shí)，得H=0.047kgkg'干空氣。所以CH=1.011.880.047=1.10。而'1.09，即可認(rèn)為K而'1.09，即可認(rèn)為KHaKH=CH。所以當(dāng)空氣溫度不太高，相對(duì)濕度不太低時(shí)，即濕球溫度接近273K時(shí)，rw球溫度接近273K時(shí)，rw:-r0,則溫度與濕球溫度相等。CH。對(duì)于空氣一水系統(tǒng)的計(jì)算可認(rèn)為絕熱飽和對(duì)于不飽和的濕空氣，T-Tw■Td對(duì)于飽和的濕空氣，T=Tw=Td四、濕空氣計(jì)算舉例【例11-1】某濕空氣的總壓P二101.3kPa，干球溫度T二343（相對(duì)濕度二40%。試求濕空氣的濕度H；濕球溫度Tw或絕熱飽和溫度Tas；露點(diǎn)Td;濕容積VH;飽和濕容積VHS;濕熱CH；焓IH；水蒸氣分壓P。解：查T=343K時(shí)，水的飽和蒸氣壓ps=31.16kPa。d.p 04A3116 _（1）H=0.622ps=0.622 0.0872kgkg,干空氣P，ps 101.3-0.4V1.16要用試差法求Tw，2373=3431.09-0.622137Hw=0.622— P2101137.3-wrT-「1.092373=3431.09-0.622137Hw=0.622— P2101137.3-wrT-「1.09（Hw H）-0.0973kg卜9」干空氣（0.0973-0.0872）=321.1K（說(shuō)明假設(shè)Tw偏圖）又設(shè)又設(shè)Tw=32K4,在32K4的飽和蒸氣壓Pw=13.02kParw二2376kJkg4-Hw=0.622-Tw=34313.02101.3-13.02=0.091723761.09（0.0917-0.0872）=333K（說(shuō)明假設(shè)Tw偏低）這說(shuō)明Tw在325K和324K之間，試差法難于計(jì)算。所以Tw=324.7K。Hs二H=0.622匚PH 1013000.08720.622H Ps— 0.6220.0872=12450PaP-Ps查水的飽和蒸氣壓表，得Td=323.5K273TOC\o"1-5"\h\zV=(0.7731.244H)±(0.7731.2440.0872)343=1.107m3kgH 273 273273T=343K時(shí)，ps=31.16kPa\o"CurrentDocument"p 3116H二0.622—二0.622 0.276s P-Ps 101.3-31.16.VHS=(0.7731.244Hs).VHS=(0.7731.244Hs)T273(0.7731.2440.276)3432731.403m3kgCH-1.011.88H-1.011.880.0872=1174Jkg」K」IH=(1.011.88H)(T-273) 2492H=1.174(343-273)24920.0872二299.5kJkgH=0.622rP-PIio 。八=HP °^721013——i2.46kPap=0.622H0.6220.07872五、濕空氣T-H圖繪制利用公式計(jì)算濕空氣的各種性質(zhì)參數(shù)，相當(dāng)繁瑣，有時(shí)還要用試差法計(jì)算，利用算圖，則十分便捷。關(guān)于濕空氣的算圖已繪有數(shù)種，且各有所長(zhǎng)，亦有所短，就準(zhǔn)確而論，當(dāng)推譚天恩的I-x圖，只可惜不能求取濕空氣的比容 VH與比熱CH，又沒(méi)有采用國(guó)際單位制，用45°的斜座標(biāo)系，使初學(xué)者學(xué)起來(lái)難以理解。由本課件主持人祁存謙所繪制的、改進(jìn)的濕空氣T-H圖，如圖9-5所示，各種參數(shù)求算全面，精度亦足夠準(zhǔn)確，采用國(guó)際單位制，且為常用的直角坐標(biāo)系，為一實(shí)用的濕空氣算圖。圖11-5大氣壓下濕空氣T—H圖.等溫線。在圖11-5中，是與縱軸平行的一組直線，每根直線都是等溫度線。.等濕線。在圖11-5中，是與橫軸平行的一組直線，每根直線都是等濕度線?！窹S-0.622P~Ps （II）等相對(duì)濕度線（等’線）。對(duì)于某一定值的=\,取溫度T1,T2,T3,,，由飽和蒸氣壓表，查得相應(yīng)的Ps1,Ps2,Ps3然后由式（II）計(jì)算得到相應(yīng)的H1,H2，出”?？傻玫?1時(shí)的一條等「線。100%共再令；：=；：2，又可得到一條等；：2線，圖9-5繪出了=1%.5%.10%”100%共12條等「線。濕熱一濕度線（CH~H線?CH=1.011.88H按上式作圖即濕熱-濕度線。汽化潛熱線。將各種溫度下水的汽化潛熱（查水蒸氣性質(zhì)表），標(biāo)注在圖上，即汽化潛熱線。濕容積線。由下列式（111），以H為參變量，由H=0至0.14kgkgJ干空氣，共作了八條濕容積線。V=（0.7731.244H）± ””，（III）H 273式中，VH――濕空氣比容， m3卜9」干空氣。這樣，由圖11-5中可直接讀出濕容積，避免了內(nèi)插法。水蒸氣分壓線。由下列式（I）,可作出水蒸氣分壓一濕度線。HPp二 0.622H式中，p 濕空氣的水蒸氣分壓， kPa；六、T-H圖的絕熱冷卻線絕熱冷卻線應(yīng)該是等焓冷卻至飽和的線，其方程為： IH=1Hs，或?qū)懗桑海?.011.88H）（T-273）Hr。=（1.011.88Has）（Tas—273）Has「。 （a）式中，IH、1Hs――濕空氣的焓和飽和濕空氣的焓， kJkgJ干空氣；T、T――濕空氣的干球溫度和絕熱飽和溫度，K；asH、Has――濕空氣的濕度和溫度為 Tas時(shí)空氣的飽和濕度， kg卜9'干空氣；r0——溫度為273K時(shí)水的汽化潛熱，r0=2492kJkg。由方程（a）得到一系列線群，即為絕熱冷卻線。若令Tas=315K,計(jì)算得Has=0.05476kgkg*干空氣，IHS=183.21kJkg_1干空氣，代入上式（a）得：(1.011.88H)(T-273)Hr0=183.211.011978.81.88T458.941.011978.81.88TT+1978.81.88T由上式看出，此線的斜率與截距都隨 T而變。但當(dāng)T由315K變至373K時(shí)，斜率由—3.928X10‘變至—3.769X10‘截距由0.1785變至0.1712,由于變化甚微，可當(dāng)作直線處理。該直線即為等Tas(=315K)線，亦為等焓線(IH=183.21kJkgJ干空氣)，亦為絕熱冷卻線。何理，本文共作了 12條絕熱冷卻線，由圖9-5中看出，它們之間并不相互平行。各絕熱冷卻線的方程，可看作是過(guò)該線兩個(gè)端點(diǎn)的直線。例如 Tas=315K的這條線，可看成是過(guò)下列兩點(diǎn)：(T1=315K,H1=0.05476kgkg」干空氣)和T2=373K,H0.03066kgkg」干空氣)，其方程為：h--4.15510T0_.41856當(dāng)T=273K時(shí)，則：H=0.07217kg卜9」干空氣現(xiàn)將其他各線之計(jì)算結(jié)果列在表11-1中。3Will人干檸1公斤1個(gè)'門diff〔TI空*1〉址曲貳點(diǎn)的直坨力世AEATC-2711Olfe片fAH斤i空％)比物靠松(TfK/公斤水i2751J12.:M)蟲(chóng)TOII-4-tOJT+G.II迦0.(X)：Wi25J322.W11=1,DWXIQAT+O119330.0090411.470001A1252628534.QFH=A.oioxIOH+QI，秫亍O.OIASS0.005憶TRII4.007xio1r+0830CI891O.fXNiW2560±ffiFUh11=3.!WSX10l1+0.0.02八4JO嬸o.oowt2551時(shí)H=3晰X10；1F0-H2J0(H；靳2:1530.01OT2254ti：朋MQ.17H&990=107+。燈刖0(M34712.100,01261.■H2.b?11=KWrXLO'T+O淖？］0Q：i*WW印0,0lW?海腳:師曲苔U236.24II*1【麗乂lOU+O1幺帝ftII4■淵0處10計(jì)十。一衛(wèi)】04 a0721752.01e02G81250067.270,026?225)8302.6111:4.1ISK*!04T+0.男Ma.H?tfiH.QIO.QX'il250Tll=-l(i7bxloH+0G.表11T;焓差與濕度差之比例系數(shù)計(jì)算表由表11-1中看出，焓差與濕度差之比例系數(shù)近于常數(shù)，其相對(duì)誤差在一1%以內(nèi)。因此,我們可以將焓值等刻度列在等T(=273K線上。由圖9-5確定某空氣狀態(tài)的焓值時(shí)，可過(guò)該空氣狀態(tài)點(diǎn)，作鄰近兩條絕熱冷卻線的平行線，與焓值座標(biāo)相交，即讀得焓值。

Tas=315K的絕熱冷卻線與飽和空氣線 （=100%）之點(diǎn)座標(biāo)，由下列方程組可得到:H=-4.15510T0.41856H=0.622匚P-Ps式中，Ps、P――濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的水蒸氣分壓和濕空氣總壓 kPa用試差法求解，得T=315K，即交點(diǎn)溫度與Tas相等。所以，過(guò)某點(diǎn)作絕熱冷卻線之平行線，其與飽和空氣線相交，讀得 T即為Tas。as關(guān)于等濕溫度線，可由下列方程逐條畫出。T二TJT二TJ：c1.09（Hw_H）式中，Tw――濕空氣的濕球溫度， K； rw――溫度為Tw時(shí)水的汽化潛熱，kJkgJ；Hw――溫度為Tw時(shí)空氣的飽和濕度，kgkgJ干空氣。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Tw：：320K時(shí)，TwTas,而且Tw320K時(shí)，丁八：：Tas，但相差甚少。所以，圖11-5中未畫出濕球溫度線，而取TwTas七、T-H圖應(yīng)用舉例（I）【例11-2】利用濕空氣T-H圖，求【例11-1］中的濕空氣有關(guān)參數(shù)。解：首先在圖11-5中找到=40%的相對(duì)濕度線與T=343K的等溫線之交點(diǎn)A。過(guò)A作水平線，交濕度座標(biāo)得濕度H=0.0873kgkg,干空氣，交-=100%的相對(duì)濕度線于B點(diǎn)，由B作垂線交溫度座標(biāo)得露點(diǎn)Td=323.3K,交濕熱線于C點(diǎn)，由C作垂線交濕熱線橫座標(biāo)得濕熱CH=1.174kJkg4干空氣K，交水蒸氣分壓線于D點(diǎn)，由D作垂線交水蒸氣分壓座標(biāo)得p=12.5kNmAo再過(guò)A作相鄰絕熱冷卻線的平行線，交焓值座標(biāo)得焓IH=300kJkg4干空氣，交.=100%的相對(duì)濕度線于E點(diǎn)。由E作垂線交溫度座標(biāo)得濕球溫度Tw=324.8K。最后過(guò)A作垂線交H=0.0873kg卜9*干空氣的容積線于F點(diǎn)，

交飽和容積線于G點(diǎn)，由F和G作水平線交比容座標(biāo)分別得濕容積 VH=1.11m3kg-干空氣和飽和濕熱容積vHS=1.40m3kgJ干空氣。圖9-6簡(jiǎn)要表達(dá)了查圖方法。PCH圖11-6【例11-2】附圖現(xiàn)將計(jì)算法.本課件T-H圖、柯?tīng)柹璗-H圖法、I-x圖法所得的結(jié)果列在表11-2中。表11-2各種算圖計(jì)算結(jié)果比較方法項(xiàng) 目計(jì)算法本課件T-H圖法柯?tīng)柹璗-H圖法Ix圖法杳圖換算H（kg水kg」干空氣）0.08720.08730.1080.0860.086Tw或Tas（K）324.7324.832852C325Td（K）323.5323.332750C323VH（m3kg4干空氣）1.1071.11內(nèi)插VHs（m3kgJ干空氣）1.4031.401.40CH（kJkgJ干空氣Kq）1.1741.1741.22

iH（kJkg干空氣）299.530070?71kcalkg.296.1p(kPa)12.4612.593.0mmHg12.4從表11-2中看出，文獻(xiàn)的圖相差甚大，而本文的 TH圖，較之其他各類算圖，具有求算全面?數(shù)值準(zhǔn)確?節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。八、T-H圖應(yīng)用舉例（II）【例11-3】在常壓連續(xù)干燥器中，須蒸發(fā)水分量為 W=468kghJ。空氣采用廢氣循環(huán)操作。循環(huán)比（循環(huán)廢氣中絕干空氣質(zhì)量與混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比）為 0.8。設(shè)空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓增濕過(guò)程。已知新鮮空氣的狀態(tài)為11T0=298K,H0=0.005kgkg干空氣；廢氣狀態(tài)為T2=311K,HA0.034kgkg干空氣。試求新鮮空VH0VH0=O.85m3kg_1B點(diǎn)為廢氣狀況。Tm二308.3KB點(diǎn)為廢氣狀況。Tm二308.3K,M點(diǎn)為混合氣狀況， M點(diǎn)由循環(huán)比確定，即BM「MA=14。得Hm=比=0.0283kgkg」干空氣，IHm=108kJkg-i干空氣。對(duì)包括預(yù)熱器，混合器及干燥器的整個(gè)系統(tǒng)作水分的衡算，并令新鮮空氣消耗皿得:C點(diǎn)為Hm干燥器前狀況，得圖C點(diǎn)為Hm干燥器前狀況，得圖11-71例11-3】附圖L_w 468 16140公斤干空氣H2-H0 0.034-0.005新鮮空氣體積流量 V，二LVH0=13720m3hj,預(yù)熱器傳熱量Q=5L（Ihi-lHm）=1.372106kJh_1九、三種類型濕度圖比較從蘇聯(lián)沿襲過(guò)來(lái)并由譚天恩繪制的 I-x圖，目前國(guó)內(nèi)教材使用較多，其特點(diǎn)是等濕線?等焓線平行，但等溫線不平行。如圖 9-8所示，而且該圖不能讀取VH、VHS、CH?？?tīng)柹滩牡腡-H圖，歐美國(guó)家使用較多。其特點(diǎn)是等溫線，等焓線（或絕熱飽和線）平行，但等濕線不平行，而且該圖不能讀取焓 lH和水蒸氣分壓Pso本課件主持人祁存謙繪制“改進(jìn)的濕空氣 T-H圖”，其特點(diǎn)是等溫線，等濕線平行，但等焓線不平行，可以讀出所有參數(shù)值， 采用直角坐標(biāo)體系，初學(xué)者更容易理解。該圖初載于1984年第4期“化學(xué)世界”。王振中編寫的《化工原理》教材引用了該圖。該教材 1986年由化學(xué)工業(yè)出版社出版以來(lái)， 截止至2001年9月，已總計(jì)印刷35萬(wàn)冊(cè)，倉(cāng)恫類教材印刷'數(shù)目之最柯?tīng)柹腡-H圖柯?tīng)柹腡-H圖等溫線平行，等焰線（絕熱冷卻線）平行，但等濕線是發(fā)散的。前蘇聯(lián)的1-x圖等濕線平行，等烙線平行，但等溫線是發(fā)散的。祁存謙改進(jìn)的T-H圖等溫線平行，等濕線平行，等焰線發(fā)散。圖11-8三種濕度圖比較第三節(jié)物料衡算與熱量衡算、物料衡算概述在干燥器的設(shè)計(jì)計(jì)算中，通常已知：(1)單位時(shí)間被干燥物料的質(zhì)量G,,(2)干燥前、后物料中的含水量W,和W2,(3)濕空氣進(jìn)入干燥器前的狀態(tài)比和1,(4)如果確定了濕空氣離開(kāi)干燥器時(shí)狀態(tài)H2，T2，這將利用熱量衡算加以解決。則可以求得水分蒸發(fā)量和干燥產(chǎn)品的質(zhì)量G2,而空氣消耗量L,直接關(guān)系到預(yù)熱器的能力和干燥器尺寸的設(shè)計(jì)。如何進(jìn)行物料衡算?濕物料中水分的質(zhì)量濕基含水量濕基含水量濕物料的總質(zhì)量1.物料含水量的兩種表示方法W與X之間的換算關(guān)系的推導(dǎo)：設(shè)水分質(zhì)量為mw,絕干料質(zhì)量為mc基含水量X-濕物料中水分的質(zhì)量基口量的質(zhì)量濕物料中絕對(duì)干料m基口量的質(zhì)量濕物料中絕對(duì)干料mwmwmcmwmc式相除得\二.VXwmc、物料衡算方程如圖11-9所示，濕物料與熱空氣并流進(jìn)入干燥器，連續(xù)操作廢氣A(!1,9.T)產(chǎn)品濕物料GiiWi 熱空氣 L圖11-9干燥器物料衡算對(duì)干燥器中的水分進(jìn)行衡算：LHG1w1=LH2^G2w2L(H2-Hi)=G對(duì)干燥器中的水分進(jìn)行衡算：LHG1w1=LH2^G2w2L(H2-Hi)=GI-G?W?(a)Gc二GI(1-WI)=G2(1-W2)GcG 11 G -q-GC--W- 2 1-W2設(shè)水分式發(fā)的得量流率為HW-kg<J則Gc-Gc則2—-W2Lg-HJ七。1-X2)式中，Gc――濕物料中絕干料的質(zhì)量流量kg干料;L——干空氣的質(zhì)量流率， kg干空氣￡」；G1,W1――分別為濕物料的質(zhì)量流率和濕基含水量，kgs'；G2，w2――分別為產(chǎn)品的質(zhì)量流率和濕基含水量，kgsJ；W二GcX-X2)=L(H2-HJ設(shè)單位空氣消耗量為I,kg干空氣kg'水分，則若須選定風(fēng)機(jī)型號(hào)，則須計(jì)算濕空氣的流量 V'm3sV'==L(0(0.7.7773311.2.24444HH))而Vh

上式中濕空氣的T和H,由風(fēng)機(jī)所在P位置的空氣狀態(tài)而言。三、物料衡算計(jì)算舉例【例11-4】用干燥器對(duì)某鹽類結(jié)晶進(jìn)行干燥，一晝夜將 10噸濕物料，由最初濕含量10%干燥到最終濕含量1%（以上均為濕基），經(jīng)預(yù)熱器后的空氣的溫度為 373K，相對(duì)濕度為5%空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的溫度為 338K，相對(duì)濕度為25%且已知進(jìn)預(yù)熱器前空氣溫度為293K。當(dāng)338K時(shí)，水的飽和蒸氣壓為24.99kPa。試求：（1）產(chǎn)品的質(zhì)量流率kgh―1，（2）如干燥器的截面為園形，假設(shè)熱空氣在干燥器的線速度為 0.4mSJ，干燥器的直徑。解：如圖9-10所示:圖11-10【例11-4】附圖-G—G少1°0(1。1)二一w~-W 24(1-0.01) 378.8G2(1-W2)=G<](1-W<)(2)思考路線V'=LVhTL(H2HJ=Gc(%X2)0.05101.3HA0.622 . =0.622101.30.05101.31大氣壓，即101.3kPa）0.01-0.01011-0.01=0.0327kgkg-1大氣壓，即101.3kPa）0.01-0.01011-0.01（P1即為373k或100時(shí)水的飽和蒸氣壓，應(yīng)為0.1(0.2524.99=0.622Y0113)一0.2524.99二0.0409V0.785u0.111X2V0.785u0.111X2W2H2Gc二G2(1-W2)=378.8(1-0.01)=374.2kgh*GcgX2)374.2(0.1110.0101)0.0409-0.0327二4609kg干空氣hj濕空氣比容，按進(jìn)入干燥器的空氣狀態(tài)計(jì)算，即 T1,H1VH1=(0.7731.244HJ(0.7731.2440.0327)竺273 273=1.112m3kgj 142-二.7850.42.13m濕空氣流量為V'=LVh=46091.112=5125m3h=1.42m3s」干燥器直徑 0.785u四、干燥器熱量衡算通過(guò)對(duì)干燥器的熱量衡算，可以確定多項(xiàng)熱量的分配情況和熱量的消耗量，可作為計(jì)

算空氣預(yù)熱器的傳熱面積，加熱劑用量，干燥器尺寸，干燥器的熱效率和干燥效率的依據(jù)。威如：！氣訓(xùn)上除的T嫌水份如圖11-11所示。圖11-11干燥器熱量衡算上圖中，QyQ2――分別為進(jìn)料和產(chǎn)品的溫度， K；G,G2――分別為進(jìn)料和產(chǎn)品的質(zhì)量流率,kgsCs,Cw――分別為干料和水分的比熱， kJkg-JKJ；W――蒸發(fā)水分流率，kgs」；下面以273K為基準(zhǔn)，對(duì)干燥器進(jìn)行衡算。輸入的熱量為：⑴熱空氣輸入的：L[(1.011.88HJG；-273)2492HJkJ-sj濕物料中的蒸發(fā)水分輸入的：q2'=W6(^-273)kJsj濕物料中，將成為產(chǎn)品的干料輸入的：qs'GcCsG-273)X2GcCw?1-273)kJs'輸出的熱量為：廢氣中，原來(lái)濕空氣帶走的：q4'=L[(1.011.88HJ(T2-273)2492H1]廢氣中被蒸發(fā)水汽帶走的：q5、W[24921.88(T2-273)產(chǎn)品中帶走的： q6‘=GcCs(r2-273)?X2GcCw包-273)干燥器的熱損失： q3qiq?'q3'=q4‘q5‘q6‘q39/4)二心'?？')G7')73二qq?q3L(1.011.88H1)(TA273)-L(1.011.88H1)(T2-273)=W[24921.88(T2-273)-Cw(A-273)36(6-如73空氣在干燥器中放出的熱量(qj-q4')=蒸發(fā)水分須熱(qj+產(chǎn)品升溫(q2)+熱損失93)即L(1.011.88H1)(T1-T2)二W[24921.88(T2-273)-Cw(6-273)]GcCw?J)73 (XI)將LW 代入上式，得：H2-比T1IW[24921.88(T2-273)-Cw(3-27?GcS?-如73

H2-出W(1.011.88H1H2-出此式在確定出口空氣狀態(tài)時(shí)，將用到?！纠?1-5】有一逆流操作的轉(zhuǎn)筒干燥器，如圖 9-12所示，筒徑1.2m,筒長(zhǎng)7m,用于干燥濕基含水量3%的某晶體，干燥產(chǎn)品的濕基含水量為 0.2%,干燥器的生產(chǎn)能力1080kghJ產(chǎn)品，冷空氣為To=293K及0=60%流經(jīng)預(yù)熱器（器內(nèi)加熱水蒸氣的飽和溫度為 383K）加熱至363（進(jìn)入干燥器，而空氣離開(kāi)之溫度為328K，晶體物料在干燥器中溫度由293K升至333K而排出，絕對(duì)干料的比熱為1.26kJkgJKJ。試求：（1）蒸發(fā)水分量；（2）空氣消耗量及出口空氣濕度H2；（3）預(yù)熱器中加熱水蒸氣消耗量（若熱損失為 10%）。。產(chǎn)293KT363K0戶333K293KG:=10S0kg4i圖11-121例11-5T363K0戶333K293KG:=10S0kg4i圖11-121例11-5】附圖W-1 w2解：(1)W二5(XXJ=G41W，( 1 )G110803600(1—0.002)(1-W20.030970087kgS1"W11W11W2W=G1W1七池=6(瓷W1一耐二益(遵0A-0.002)二1080(0.0308-0.002)=0.00865kgs'3600忽略干燥器的熱損失，即q3-0.WHfH匚L(1.01+1.88HJ5-T2)=W[2492+1.88(T2-273)-4.187?-273)/