化工原理課件-142-干燥靜力學(xué)

14.2干燥靜力學(xué)14.2.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)14.2.2濕空氣的濕度圖及應(yīng)用14.2.3水分在氣—固兩相間的平衡14.2干燥靜力學(xué)14.2.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)114.2.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

注意：濕空氣中的各種有關(guān)性質(zhì)均以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)一、空氣中水分含量的表示方法1.水汽分壓pV與露點td露點：總壓一定的情況下，將不飽和空氣等濕降溫至飽和時空氣的溫度。實驗測定：在總壓不變的條件下將空氣與不斷降溫的冷壁相接觸，直至空氣在光滑的冷壁表面上析出水霧，此時的冷壁溫度稱為露點。

14.2.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)注意：濕空氣中2結(jié)果分析：水汽分壓為pV的濕空氣在露點溫度下達到飽和狀態(tài)水汽在溫度為td時對應(yīng)的飽和蒸汽壓為pd

結(jié)果分析：水汽分壓為pV的濕空氣在露點溫度下達到飽和狀態(tài)32.空氣的濕度H定義：1kg干空氣所帶有的水汽量，單位是kg/kg干氣特例：——飽和濕度2.空氣的濕度H定義：1kg干空氣所帶有的水汽量，單位是k43.相對濕度定義計算例如：總壓為101.3kPa，空氣溫度低于100℃。①②3.相對濕度定義計算例如：總壓為101.3kPa，空氣溫度5相對濕度的意義空氣中水汽已飽和，不能再接納水分愈小，空氣距離飽和越遠，可接納的水分愈多濕度H只能表示出水汽含量的絕對值，而相對濕度卻能反映出濕空氣吸收水汽的能力。結(jié)論之間的函數(shù)關(guān)系相對濕度的意義空氣中水汽已飽和，不能再接納水分愈小，空氣距離6【例14-1】濕空氣中水的蒸汽分壓pV=17.5mmHg，總壓p=760mmHg，求20℃時的相對濕度

；若空氣分別被加熱到50℃和120℃，求

值?！纠?4-1】74.干、濕球溫度在空氣流中放置一支普通溫度計，所測得空氣的溫度為t，相對于濕球溫度而言，此溫度稱為空氣的干球溫度。(1)干球溫度(2)濕球溫度條件：a.大量空氣與少量水接觸b.空氣流速足夠大(>5m/s)，氣溫不太高，能排除熱輻射與流動條件對測量的影響。4.干、濕球溫度在空氣流中放置一支普通溫度計8單位時間由空氣向濕紗布傳遞的熱量動態(tài)平衡的條件單位時間自濕紗布表面汽化水分所需的熱量單位時間由空氣向濕紗布傳遞的熱量動態(tài)平衡的條件單位時間自濕紗9單位時間由空氣向濕紗布傳遞的熱量單位時間自濕紗布表面汽化水分所需的熱量

濕空氣在溫度tw下的飽和濕度，kg水/kg干氣當(dāng)流速足夠大時，熱、質(zhì)傳遞均以對流為主，且kH及α都與空氣速度的0.8次冪成正比，一般在氣速為3.8～10.2m/s的范圍內(nèi)，比值α/kH近似為一常數(shù)(對水蒸汽與空氣的系統(tǒng)，α/kH=0.96～1.005)。此時，濕球溫度tw為濕空氣溫度t和濕度H的函數(shù)。單位時間由空氣向濕紗布傳遞的熱量單位時間自濕紗布表面汽化水分105絕熱飽和溫度tas

絕熱飽和溫度：空氣絕熱增濕至飽和時的溫度。氣體放出的顯熱＝液體汽化潛熱過程特點：

降溫增濕等焓計算基準(zhǔn)：1kg干空氣5絕熱飽和溫度tas絕熱飽和溫度：空氣絕熱增濕至飽和時的116.濕球溫度tw與絕熱飽和溫度tas的關(guān)系tw：大量空氣與少量水接觸，空氣t、H不變；tas：大量水與一定量空氣接觸，空氣降溫、增濕。tw：是傳熱與傳質(zhì)速率均衡的結(jié)果，屬于動平衡；tas：是由熱量橫算與物料衡算導(dǎo)出的，屬于靜平衡。tw與tas數(shù)值上的差異取決于α/kH與cH兩者之間的差別。

對于空氣-水體系tw≈tas6.濕球溫度tw與絕熱飽和溫度tas的關(guān)系tw127.濕空氣的t，tw，td，tas的關(guān)系飽和濕空氣：t＝tw(tas)＝td不飽和濕空氣：t>tw(tas)>td7.濕空氣的t，tw，td，tas的關(guān)系飽和濕空氣：13二、與過程計算有關(guān)的參數(shù)1.濕空氣的焓

濕空氣的焓I:1kg干空氣及其所帶H

kg水汽所具有的焓，kJ/kg干氣。焓是狀態(tài)函數(shù)，焓變是狀態(tài)函數(shù)的增量。焓的基準(zhǔn)狀態(tài)：干氣體0℃的氣體水汽0℃的液態(tài)水二、與過程計算有關(guān)的參數(shù)1.濕空氣的焓濕141kg干空氣的焓1kg水汽的焓濕空氣的焓I1kg干空氣的焓1kg水汽的焓濕空氣的焓I15干氣比熱容，空氣為1.01kJ/（kg?℃）蒸汽比熱容，水汽為1.88kJ/（kg?℃）0℃時水的汽化熱，取2500kJ/（kg?℃）濕空氣的比熱容（濕比熱容）cpH

濕空氣的比熱容：將1kg干空氣和其所帶的Hkg水蒸氣的溫度升高1℃所需的熱量。空氣-水系統(tǒng)

干氣比熱容，空氣為1.01kJ/（kg?℃）蒸汽比熱容，水162.濕空氣的比體積

濕空氣的比體積vH：指1kg干氣及所帶的Hkg水汽所占的總體積，單位m3/kg干氣。在常壓下1kg干空氣的體積為在常壓下Hkg水汽的體積為常壓下溫度為t℃、濕度為H的濕空氣比體積為2.濕空氣的比體積濕空氣的比體積vH：指1kg干17濕空氣密度壓力為p(Pa)、溫度為t℃、濕度為H的濕空氣比體積為濕空氣密度壓力為p(Pa)、溫度為t℃、濕1814.2.2濕空氣的濕度圖及應(yīng)用約束方程獨立變量:HpVIttwtd

p一定時獨立參數(shù)：兩個獨立參數(shù)的選取tHIH14.2.2濕空氣的濕度圖及應(yīng)用約束方程獨立變量:19一、空氣-水體系的I-H圖1.等I線2.等H線3.等t線4.等線一、空氣-水體系的I-H圖1.等I線2.等H線3.20①當(dāng)H一定時，t↑，↓，吸收水汽能力↑。所以濕空氣進入干燥器之前須先經(jīng)過預(yù)熱以提高其溫度和焓值有利于載熱外，同時也是為了降低相對濕度而有利于載濕；②=100%的線稱為飽和曲線此線上方為未飽和區(qū)域此線下方為過飽和區(qū)域ps=100kPa=p,H=常數(shù)說明:一定,t≥99.7℃①當(dāng)H一定時，t↑，↓，吸收水汽能力↑。所以21二、空氣-水體系的H-t圖1.等t線(等干球溫度線)2.等H線(等濕度線)3.等線(等相對濕度線)4.絕熱冷卻線(等濕球溫度溫度線)

二、空氣-水體系的H-t圖1.等t線(等干球溫度線)22三、濕度圖的應(yīng)用1.確定空氣的狀態(tài)確定唯一的空氣狀態(tài)點A

2.加熱與冷卻過程①加熱過程H不變,t↑,↓,I↑②冷卻過程t1→t2

t2≥tdH不變,t↓,↑,I↓t2＜tdt1→tdH不變td→t2三、濕度圖的應(yīng)用1.確定空氣的狀態(tài)確定唯一的空氣狀態(tài)點A23【例14-2】在總壓為101.3kPa下，空氣的溫度為20℃，濕度為0.01kg水/kg干氣。試求：1.φ、td、

tw；2.總壓p與濕度H不變，將空氣溫度提高至50℃時的φ；3.溫度t與濕度H不變，將空氣總壓提高至120kPa時的φ；4.若總壓提高至300kPa，溫度仍為20℃，每100m3原來的濕空氣所冷凝出來的水分量？【例14-2】在總壓為101.3kPa下，空氣的溫度為20℃2414.2.3水分在氣—固兩相間的平衡一、濕物料中水分含量的表示方法1.濕基含水量wkg水/kg濕料2.干基含水量Xkg水/kg絕干物料

3.二者關(guān)系

14.2.3水分在氣—固兩相間的平衡一、濕物料中水分含25二、水分與物料的結(jié)合方式①附著水分②毛細管水分濕物料內(nèi)毛細管中所含的水分濕物料表面的機械附著的水分③溶脹水分物料細胞壁或纖維皮壁內(nèi)的水分④化學(xué)結(jié)合水分靠化學(xué)結(jié)合力與物料結(jié)合的水分水分種類二、水分與物料的結(jié)合方式①附著水分②毛細管水分濕物料26①附著水分②毛細管水分③溶脹水分④化學(xué)結(jié)合水分直徑大的毛細管直徑小的毛細管以機械力與物料結(jié)合以化學(xué)力與物料結(jié)合①附著水分②毛細管水分③溶脹水分④化學(xué)結(jié)合水分直徑大27三、結(jié)合水分與非結(jié)合水分總水分=結(jié)合水分+非結(jié)合水分pe=ps的水分（附著水分和直徑大的毛細管中的水分）

pe<ps的水分（溶脹水分、直徑小的毛細管中的水分、化學(xué)結(jié)合水分）三、結(jié)合水分與非結(jié)合水分總水分=結(jié)合水分+非結(jié)合水分p28三、干燥平衡曲線1.平衡蒸汽壓曲線物料中只要有非結(jié)合水分存在而不論其數(shù)量多少其平衡蒸汽壓pe=pw.當(dāng)含水量減少時，非結(jié)合水分不復(fù)存在，此后首先除去結(jié)合較弱的水，余下的是結(jié)合較強的水，因而平衡蒸汽壓pe逐漸下降。三、干燥平衡曲線1.平衡蒸汽壓曲線物料中只要有非結(jié)292.平衡含水量與空氣相對濕度曲線

平衡水分：某物料與一定狀態(tài)的空氣（t,)接觸,物料中的水分不再因與空氣的時間延長而發(fā)生變化。此時物料中所含水分稱為該物料在一定狀態(tài)下的平衡水分。2.平衡含水量與空氣相對濕度曲線平衡水分：30平衡水分的特點：a.平衡水分因物料種類不同而有很大的差別b.同一種物料的平衡水分也因空氣狀態(tài)不同而異c.平衡水分代表物料在一定空氣狀態(tài)下能被干燥的限度.平衡水分的特點：a.平衡水分因物料種類不同而有很大的差別b31四、平衡水分與自由水分根據(jù)物料在一定的干燥條件下其中所含水分能否用干燥的方法除去來劃分自由水分能被干燥除去的水分平衡水分不能被干燥除去的水分水分能否被干燥除去四、平衡水分與自由水分根據(jù)物料在一定的干燥條32五、平衡水分、自由水分、結(jié)合水分、非結(jié)合水分間的差異項目平衡水分自由水分結(jié)合水分非結(jié)合水