化工原理夏清版配套課件(3940學(xué)時)

第5章干燥通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握干燥的基本概念和原理；濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖；干燥過程的物料衡算與熱量衡算方法；干燥過程的平衡關(guān)系與速率關(guān)系，了解干燥時間的計算方法。學(xué)習(xí)目的與要求1第5章干燥通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握干燥的基本概念5.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥25.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥2一、干燥過程的原理氣、固相中所含濕分的不同。分離物系固體中的濕分。形成兩相體系的方法引入一氣相（干燥介質(zhì)）。傳質(zhì)原理（固相＋氣相）3一、干燥過程的原理氣、固相中所含濕分的不同。分離物系固體中的固體物料干燥過程濕物料熱空氣氣膜氣相主體Q

推動力t-twN

推動力pw-p一、干燥過程的原理4固體物料干燥過程濕熱氣膜氣相主體Q推動力t-t二、干燥過程與其他除濕方法的比較工程中的常用除濕方法：①機(jī)械除濕②物理除濕③利用熱能除濕干燥除濕的特點(diǎn)：①除濕徹底，②能耗高，為節(jié)能工業(yè)上多采用聯(lián)合除濕；機(jī)械除濕干燥除濕。沉降、過濾、離心；吸附；干燥。5二、干燥過程與其他除濕方法的比較工程中的常用除濕方法：①機(jī)5.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分類與應(yīng)用第5章干燥65.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分1.按操作壓力分類干燥2.按傳熱方式分類一、干燥過程的分類常壓干燥

真空干燥√傳導(dǎo)干燥

對流干燥√3.按操作方式分類輻射干燥介電加熱干燥√干燥間歇干燥

連續(xù)干燥√干燥√√71.按操作壓力分類干燥2.按傳熱方式分類一、干燥過程的分類常二、干燥過程的應(yīng)用應(yīng)用示例：濕聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯產(chǎn)品濕尿素干燥成尿素產(chǎn)品。含水量3%含水量

≤0.5%干燥含水量2%含水量

≤0.3%干燥8二、干燥過程的應(yīng)用應(yīng)用示例：濕聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯產(chǎn)品濕尿5.1概述5.2.1濕空氣的性質(zhì)5.2濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖第5章干燥95.1概述5.2.1濕空氣的性質(zhì)5.2濕空氣的性一、濕度H(濕含量)干燥介質(zhì)：干燥濕分：計算基準(zhǔn)：濕空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比定義：濕空氣水分1kg絕干氣Kg（水汽）/kg絕干氣），H符號：單位：kg

/kg（絕干氣）10一、濕度H(濕含量)干燥介質(zhì)：干燥濕分：計算基準(zhǔn)：濕空氣中水常壓下濕空氣可視為理想氣體水汽的分壓總壓一、濕度H(濕含量)11常壓下濕空氣可視為理想氣體水汽的總壓一、濕度H(濕含量)11濕空氣被水所飽和若飽和濕空氣空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓一、濕度H(濕含量)12濕空氣被水所飽和若飽和濕空氣空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓一、濕二、相對濕度濕空氣中水汽分壓與同溫度水的飽和蒸汽壓之比。％定義：符號：單位：13二、相對濕度濕空氣中水汽分壓與同溫度水的飽和蒸汽％定義：符號～干燥能力吸收水分能力～～干燥速率傳質(zhì)推動力～pv

=0

=0

絕干空氣pv

=ps

=100％飽和空氣分析：二、相對濕度14～干燥吸收水～～干燥傳質(zhì)推動力～pv=0=三、比體積

vH以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積M3（濕空氣）/kg（絕干氣）定義：符號：單位：15三、比體積vH以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積M3設(shè):濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，濕空氣的總壓力為p，則三、比體積

vH16設(shè):濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，濕空氣的總壓力四、比熱容cH常壓下將以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量kJ/(kg（絕干氣）·℃)定義：符號：單位：設(shè)濕空氣的濕度為H則絕干氣比熱容水汽的比熱容17四、比熱容cH常壓下將以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的在常用溫度范圍內(nèi)

cg=1.01kJ/（kg（絕干氣）·℃）cv=1.88kJ/（kg（水汽）·℃）故有

四、比熱容cH18在常用溫度范圍內(nèi)cg=1.01kJ/（kg（絕干氣五、焓IkJ/kg（絕干氣）以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的焓值定義：符號：單位：設(shè)絕干氣的焓值為Ig，水汽的焓值為Iv，則19五、焓IkJ/kg（絕干氣）以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕以0℃為基準(zhǔn)，設(shè)濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，則

五、焓I20以0℃為基準(zhǔn)，設(shè)濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為六、溫度1.干球溫度與濕球溫度

用普通溫度計直接測得的濕空氣的溫度，稱為干球溫度，簡稱溫度，以t表示。它是濕空氣的真實溫度。(1)干球溫度

t(2)濕球溫度tW

用濕球溫度計測得的濕空氣的溫度，稱為濕球溫度。濕球溫度可度量濕空氣的濕度大小。21六、溫度1.干球溫度與濕球溫度用普通溫濕球溫度計示意圖六、溫度22濕球溫度計示意圖六、溫度22不飽和濕空氣

水接觸水分汽化:向氣相主體傳遞(汽化熱為水分本身溫度降低放出顯熱)熱量傳遞

濕度差

質(zhì)量傳遞

溫度差

熱量由氣相主體傳遞給水分(氣相溫度下降)達(dá)平衡狀態(tài)

t＝tw

溫度維持不變

不飽和濕空氣

濕球溫度的測量機(jī)理六、溫度23不飽和水接觸水分汽化:向氣相主體傳遞熱量傳遞濕度差質(zhì)量(3)濕球溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系設(shè)濕空氣的干球溫度為t，濕空氣的濕球溫度為tw，濕空氣的濕度為

H，氣膜中飽和濕度為Hs,tw，則傳熱速率為J/s傳質(zhì)速率為kg/s六、溫度24(3)濕球溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系設(shè)濕空氣的穩(wěn)態(tài)下聯(lián)立得測定

t、tw

濕度

H

未飽和濕空氣，t>tw

飽和濕空氣，t=tw

六、溫度25穩(wěn)態(tài)下聯(lián)立得測定t、tw濕度H不飽和濕空氣

水絕熱狀態(tài)接觸水分汽化:向氣相主體傳遞(汽化熱為水分本身溫度降低放出顯熱)熱量傳遞

飽和濕空氣濕度差

質(zhì)量傳遞

溫度差

熱量由氣相主體傳遞給水分(氣相溫度下降－絕熱冷卻)達(dá)飽和狀態(tài)

t＝tas

H＝Has

＝100％

2.絕熱飽和冷卻溫度tas六、溫度26不飽和水絕熱狀態(tài)接觸水分汽化:向氣相主體傳遞熱量傳遞飽和絕熱飽和冷卻塔示意圖1－塔身2－填料3－循環(huán)泵絕熱狀態(tài)27絕熱飽和冷卻塔示意圖1－塔身絕熱狀態(tài)27絕熱飽和溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系如下：未飽和濕空氣的焓飽和濕空氣的焓絕熱過程六、溫度28絕熱飽和溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系如下：未飽和濕空氣的焓飽和因為H、Has值很小，故整理得通常比較得六、溫度29因為H、Has值很小，故整理得通常比較得六、溫度29不飽和濕空氣

飽和濕空氣等濕下冷卻達(dá)飽和狀態(tài)

t＝td

H＝Hs,td

＝100％

t～ps～示例：露珠的產(chǎn)生不飽和濕空氣，

t>

tw（tas）>

td飽和濕空氣，t＝

tw（tas）=

td3.露點(diǎn)td六、溫度30不飽和飽和濕等濕下冷卻達(dá)飽和狀態(tài)t＝tdH＝練習(xí)題目思考題作業(yè)題:11.濕空氣的濕度、相對濕度、比體積、比熱容和焓各表示何意義？如何計算？2.濕空氣的干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和冷卻溫度、露點(diǎn)各表示何意義？其關(guān)系如何？31練習(xí)題目思考題作業(yè)題:11.濕空氣的濕度、相對濕第5章干燥通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握干燥的基本概念和原理；濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖；干燥過程的物料衡算與熱量衡算方法；干燥過程的平衡關(guān)系與速率關(guān)系，了解干燥時間的計算方法。學(xué)習(xí)目的與要求32第5章干燥通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握干燥的基本概念5.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥335.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥2一、干燥過程的原理氣、固相中所含濕分的不同。分離物系固體中的濕分。形成兩相體系的方法引入一氣相（干燥介質(zhì)）。傳質(zhì)原理（固相＋氣相）34一、干燥過程的原理氣、固相中所含濕分的不同。分離物系固體中的固體物料干燥過程濕物料熱空氣氣膜氣相主體Q

推動力t-twN

推動力pw-p一、干燥過程的原理35固體物料干燥過程濕熱氣膜氣相主體Q推動力t-t二、干燥過程與其他除濕方法的比較工程中的常用除濕方法：①機(jī)械除濕②物理除濕③利用熱能除濕干燥除濕的特點(diǎn)：①除濕徹底，②能耗高，為節(jié)能工業(yè)上多采用聯(lián)合除濕；機(jī)械除濕干燥除濕。沉降、過濾、離心；吸附；干燥。36二、干燥過程與其他除濕方法的比較工程中的常用除濕方法：①機(jī)5.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分類與應(yīng)用第5章干燥375.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分1.按操作壓力分類干燥2.按傳熱方式分類一、干燥過程的分類常壓干燥

真空干燥√傳導(dǎo)干燥

對流干燥√3.按操作方式分類輻射干燥介電加熱干燥√干燥間歇干燥

連續(xù)干燥√干燥√√381.按操作壓力分類干燥2.按傳熱方式分類一、干燥過程的分類常二、干燥過程的應(yīng)用應(yīng)用示例：濕聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯產(chǎn)品濕尿素干燥成尿素產(chǎn)品。含水量3%含水量

≤0.5%干燥含水量2%含水量

≤0.3%干燥39二、干燥過程的應(yīng)用應(yīng)用示例：濕聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯產(chǎn)品濕尿5.1概述5.2.1濕空氣的性質(zhì)5.2濕空氣的性質(zhì)及濕焓圖第5章干燥405.1概述5.2.1濕空氣的性質(zhì)5.2濕空氣的性一、濕度H(濕含量)干燥介質(zhì)：干燥濕分：計算基準(zhǔn)：濕空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比定義：濕空氣水分1kg絕干氣Kg（水汽）/kg絕干氣），H符號：單位：kg

/kg（絕干氣）41一、濕度H(濕含量)干燥介質(zhì)：干燥濕分：計算基準(zhǔn)：濕空氣中水常壓下濕空氣可視為理想氣體水汽的分壓總壓一、濕度H(濕含量)42常壓下濕空氣可視為理想氣體水汽的總壓一、濕度H(濕含量)11濕空氣被水所飽和若飽和濕空氣空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓一、濕度H(濕含量)43濕空氣被水所飽和若飽和濕空氣空氣溫度下純水的飽和蒸汽壓一、濕二、相對濕度濕空氣中水汽分壓與同溫度水的飽和蒸汽壓之比。％定義：符號：單位：44二、相對濕度濕空氣中水汽分壓與同溫度水的飽和蒸汽％定義：符號～干燥能力吸收水分能力～～干燥速率傳質(zhì)推動力～pv

=0

=0

絕干空氣pv

=ps

=100％飽和空氣分析：二、相對濕度45～干燥吸收水～～干燥傳質(zhì)推動力～pv=0=三、比體積

vH以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積M3（濕空氣）/kg（絕干氣）定義：符號：單位：46三、比體積vH以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的體積M3設(shè):濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，濕空氣的總壓力為p，則三、比體積

vH47設(shè):濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，濕空氣的總壓力四、比熱容cH常壓下將以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量kJ/(kg（絕干氣）·℃)定義：符號：單位：設(shè)濕空氣的濕度為H則絕干氣比熱容水汽的比熱容48四、比熱容cH常壓下將以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的在常用溫度范圍內(nèi)

cg=1.01kJ/（kg（絕干氣）·℃）cv=1.88kJ/（kg（水汽）·℃）故有

四、比熱容cH49在常用溫度范圍內(nèi)cg=1.01kJ/（kg（絕干氣五、焓IkJ/kg（絕干氣）以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕空氣的焓值定義：符號：單位：設(shè)絕干氣的焓值為Ig，水汽的焓值為Iv，則50五、焓IkJ/kg（絕干氣）以1kg絕干氣為基準(zhǔn)的濕以0℃為基準(zhǔn)，設(shè)濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為H，則

五、焓I51以0℃為基準(zhǔn)，設(shè)濕空氣的溫度為t，濕空氣的濕度為六、溫度1.干球溫度與濕球溫度

用普通溫度計直接測得的濕空氣的溫度，稱為干球溫度，簡稱溫度，以t表示。它是濕空氣的真實溫度。(1)干球溫度

t(2)濕球溫度tW

用濕球溫度計測得的濕空氣的溫度，稱為濕球溫度。濕球溫度可度量濕空氣的濕度大小。52六、溫度1.干球溫度與濕球溫度用普通溫濕球溫度計示意圖六、溫度53濕球溫度計示意圖六、溫度22不飽和濕空氣

水接觸水分汽化:向氣相主體傳遞(汽化熱為水分本身溫度降低放出顯熱)熱量傳遞

濕度差

質(zhì)量傳遞

溫度差

熱量由氣相主體傳遞給水分(氣相溫度下降)達(dá)平衡狀態(tài)

t＝tw

溫度維持不變

不飽和濕空氣

濕球溫度的測量機(jī)理六、溫度54不飽和水接觸水分汽化:向氣相主體傳遞熱量傳遞濕度差質(zhì)量(3)濕球溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系設(shè)濕空氣的干球溫度為t，濕空氣的濕球溫度為tw，濕空氣的濕度為

H，氣膜中飽和濕度為Hs,tw，則傳熱速率為J/s傳質(zhì)速率為kg/s六、溫度55(3)濕球溫度與干球溫度及濕度的關(guān)系設(shè)濕空氣的穩(wěn)態(tài)下聯(lián)立得測定

t、tw

濕度

H

未飽和濕空氣，t>tw

飽和濕空氣，t=tw

六、溫度56穩(wěn)態(tài)下聯(lián)立得測定t、tw濕度H不飽和濕空氣

水絕熱狀態(tài)接觸水分汽化:向氣相主體傳遞(汽化熱為水分本身溫度降低放出顯熱)熱量傳遞

飽和濕空氣濕度