化工原理-學時

第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.1濕物料的性質5.3.2干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.3空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化一、絕熱干燥過程1.絕熱干燥過程的狀態(tài)變化理想干燥等焓干燥ABC

不向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失可忽略

物料進出干燥器的焓相等ＱD=0

ＱL=0

一、絕熱干燥過程2.絕熱干燥過程的條件

由一、絕熱干燥過程

故

則二、非絕熱干燥過程1.非絕熱干燥過程的狀態(tài)變化實際干燥AB等溫干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥過程應滿足以下條件

不向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等ＱD=0

ＱL>

0

2.非絕熱干燥過程的條件二、非絕熱干燥過程二、非絕熱干燥過程

由

故

則升焓干燥過程應滿足以下條件

需向干燥器補充熱量

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等且

ＱL>

0

二、非絕熱干燥過程二、非絕熱干燥過程

由

故

則

因等溫干燥過程應滿足以下條件

干燥器的熱損失不能忽略

物料進出干燥器的焓不相等

需向干燥器補充熱量ＱD足夠大，維持t1=

t2且

ＱL>

0

二、非絕熱干燥過程第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.1濕物料的性質5.3.2干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.3.3空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化5.3.4干燥系統(tǒng)的熱效率一、干燥系統(tǒng)的熱效率干燥系統(tǒng)的熱效率定義

蒸發(fā)水分所需熱量一、干燥系統(tǒng)的熱效率由

忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則

故

對于理想干燥器二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施提高干燥系統(tǒng)熱效率措施

提高而降低

提高空氣入口溫度

采用內換熱器

干燥系統(tǒng)的保溫

采用廢氣循環(huán)工藝二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（1）二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（2）第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.4干燥速率與干燥時間

5.4.1物料中水分的性質一、平衡水分與自由水分濕物料濕空氣接觸時間～平衡曲線達平衡狀態(tài)時平衡濕含量～X*X1.平衡曲線平衡含水量X*與空氣相對濕度的關系（25℃

）1－新聞紙2－羊毛、毛織物3－硝化纖維4－絲5－皮革6－陶土7－煙葉8－肥皂9－牛皮膠10－木材11－玻璃絨12－棉花在一定的干燥條件下不能被除去的水分平衡水分X*

大于平衡水分的水分自由水分X-X*

物料所含水分＝平衡水分＋自由水分平衡水分

自由水分

按能否被除去劃分，取決于物料的性質和空氣的狀態(tài)。2.平衡水分與自由水分一、平衡水分與自由水分結合水分的特點結合力強，不易除去。二、結合水分與非結合水分物料表面吸附及空隙中所含的水分物料細胞壁及毛細孔道內所含的水分濕物料結合水分非結合水分非結合水分的特點結合力弱，容易除去。物料所含水分＝結合水分＋非結合水分結合水分

非結合水分

按除去的難易程度劃分，僅取決于物料的性質，而與空氣的狀態(tài)無關。二、結合水分與非結合水分固體物料中所含水分的性質總水分平衡水分自由水分非結合水分結合水分第5章固體物料的干燥5.3干燥過程的物料衡算與熱量衡算

5.4干燥速率與干燥時間

5.4.1物料中水分的性質5.4.2恒定干燥條件下干燥時間的計算一、干燥實驗和干燥曲線1.恒定干燥實驗恒定干燥條件

間歇操作

用大量的空氣干燥少量的物料

維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變實驗數據時間τ

物料溫度θ物料濕含量X洞道干燥實驗流程示意圖1－洞道干燥室2－離心鼓風機3－孔板流量計4－溫度計5－干燥物料6－重量傳感器7－加熱器8－濕球溫度計9－干球溫度計10－重量顯示儀11－溫度顯示儀12－濕球溫度顯

示儀13－電加熱控制

儀表一、干燥實驗和干燥曲線預熱階段～～恒速干燥階段（第一干燥階段）～干燥階段～～～降速干燥階段（第二干燥階段）～～～熱量主要用于物料升溫熱量用于汽化水分熱量用于汽化水分和加熱物料一、干燥實驗和干燥曲線2.干燥曲線

將物料含水量Ｘ（或物料表面溫度

）對干燥干燥曲線X～τ

曲線θ

～τ曲線時間τ繪圖，所得圖形稱為干燥曲線。干燥曲線（X～τ關系

）預熱階段恒速干燥階段降速干燥階段干燥曲線（θ

～τ關系

）預熱階