化工原理课件干燥实验
固体物料的干燥PPT(化工原理)
03 干燥过程分析
干燥过程的物理变化
01
02
03
去除水分
通过蒸发或升华的方式， 将固体物料中的水分去除， 使其达到所需的干燥程度。
形态变化
随着水分的去除，固体物 料的形态会发生变化，如 从湿润状态变为干燥状态。
在真空环境中，利用低温或高温使物 料中的水分蒸发，适用于易氧化、易 分解或热敏性物料的干燥。
06
其他干燥方法
如微波干燥、冷冻干燥等。
干燥的物理化学基础
湿分的概念
湿分是指物料中所含的水分或其他溶剂，是影响干燥过程的重要因素。湿分的性质、含量和状态对干燥速率、产品质 量和能耗等都有重要影响。
湿分蒸发的原理
通过干燥可以去除物料 中的水分或其他溶剂， 获得一定组成的干制品 。
干燥后的物料体积缩小 ，重量减轻，便于运输 和贮存。
干燥可以改善物料的外 形、色泽和口感，提高 产品质量。
在许多加工过程中，如 造纸、纺织、陶瓷等， 干燥是必不可少的工艺 环节。
干燥的原理和分类
干燥原理
干燥是利用热能将物料中水分或其他溶剂蒸发 掉的过程。根据传热方式和传质推动力的不同，
其他领域的干燥应用
污泥的干燥
污泥在处理过程中需要经过干燥 处理，以降低水分含量，便于后 续的处理和利用。
废水的蒸发
废水在处理过程中需要通过蒸发 工艺，将水分从废水中分离出来 ，实现废水的净化。
05 干燥的优缺点分析
干燥的优点
高效节能
通过去除物料中的水分，提高 其含水率，使其达到所需的干 燥程度，从而减少能源消耗。
化工原理 PPT 第5章 干燥
k H rt w
( H s ,t w H )
：空气向湿棉布的对流传热系数，W/(m2 •℃)；
k H ：以湿度差为推动力的传质系数，kg/(m2 •s•H)；
rtw
H
：湿球温度下水的汽化潜热，kJ/kg水；
H s ,tw：湿球温度tw下空气的饱和湿度，kg水/kg绝干气；
：空气的湿度， kg水/kg绝干气。
30
（2）湿空气状态点的确定
31
（3）简单分析：
a.当H、p一定时， 。 t
因此，提高湿空气温度 t，不仅提高了湿 空气的焓值，使其作为载热体外，也降低了相
对湿度使其作为载湿体。
pv b.因pv py、ps f t 及 100% pS 故t一定时，p ，故加压对干燥不利。
H f ( p，pV )
当p为一定值时，
H f ( pV )
当空气达到饱和时，相应的湿度称为饱和湿度 Hs，此时湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯 水的饱和蒸气压 ps。
0.622pS HS p-pS
即：
H S f (t，p)
10
2.相对湿度百分数（简称相对湿度） 定义：在一定总压下，湿空气中水汽分压pV与同
20
影响湿球温度tw的三方面因素： ①物系性质：与α 、 kH有关的物性； ②空气状态：t、H； ③流动条件： α/kH 。 实验表明，α与 kH都与空气速度的 0.8次幂成正比，故α与kH之比值与流速 无关，只与物性有关。当物系已确定， 则物系性质就不再改变，此时，湿球温 度只与气相状态有关，即：
tas ：是由热量衡算与物料衡算导出的，属于静平衡。
• tw与tas 数值上的差异取决于α/kH与cH两者之间的差别。 （1）空气—水蒸气体系， c H ，r0 rt 得 t w t as w kH （2）空气—甲苯体系， k 1.8c H ，tw tas
化工原理课件-干燥
干燥
一、除湿及其方法 1、何为除湿？
§5-1 概述
从湿物料中脱除湿分的过程称为除湿。
湿分不一定是水分！（水分或其它液体）
2、除湿方法
机械法 ：挤压（拧衣服、压榨、过滤、离心分离）
吸附法：固体吸附剂吸附（硅胶、无水CaCl2、分子筛等） 干燥法：加热（利用热能，使湿物料中的湿分汽化而除去）
湿分 湿物料表面 湿分 干燥介质
干燥
§5-1 概述
湿
tw
t Q
干
传热
推动力（t－tw）
方向相反
物
料
pw N p
燥
介 质
传质
推动力（pw－p）
干燥介质：载热体、载湿体
干燥过程：物料的去湿过程 介质的降温增湿过程 本章讨论以空气作干燥介质，以水为湿份的对流干燥过程。
传质、传热同时发生
干燥
§5-2 湿空气的性质及湿焓图
干燥
6．绝热饱和温度tas
tas, Has
湿空气的性质*
绝热饱和温度tas: 在与外界绝热情况下，空气与大 量水经过无限长时间接触后，达到与水温相等的空气 温度。 设塔与外界绝热，初始湿空气（t，H）与大量水充 分接触，水分汽化进入空气中，汽化所需热量由空气 温度下降放出显热供给。若空气与水分两相有足够长 的接触时间，最终空气为水汽所饱和，而温度降到与 循环水温相同。
A2-5
化工原理 A(2)
Principles of Chemical Engineering A(2)
干燥
化工原理 A（2）
第1章
第2章
蒸馏
吸收
第3章 蒸馏和吸收塔设备
大学化学《化工原理-干燥DRY3》课件
p-X图
T ?
p
0
X
四种水
平衡水 Ps p
结合水 0
T
自由水
非结合水 X
四种水的定义
• 平衡水: 用此种空气无法再去除的水; • 自由水: • 非结合水: 机械地附着在物料表面, 产生
的蒸汽压与纯水无异; • 结合水: 与物料之间有物理化学作用, 因
而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱 和蒸汽压.
作业
• 1. 如果让你选择的话, 你会选择哪种作为 干燥介质?
• 2. 想一想, 为什么要混起来呢?
第四章 干燥(DRYING)
第一节 概述 第二节 湿空气的性质 第三节 干燥的平衡关系 第四节 干燥过程的动力学 第五节 干燥设备 第六节 干燥过程和设备的设计计算 讨论课 小结
X-图
• 是什么?
X*
0
X-图
• 为什么?
– 如何从p-X图得到 X-图? – 有何区别?(T) – 有何好处?(不同温度下曲线变化幅度很小,
便于估算)
X-图
•
四
X*
种
水
如
何Hale Waihona Puke 表示0?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
水在气体和固体中组成之间的 关系
1. 气体的组成: pw,H…. 2. 固体的组成:
X(干基含水量, kg水/kg绝干物料) w(湿基含水量, kg水/kg湿物料)
化工原理干燥精品PPT课件
（2）湿度 ---又称湿含量，单位kg水/kg干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水汽的摩尔数 绝干空气的摩尔数
Mv Ma
pw P pw
18 29
思考1：H属于前面介绍的哪一类浓度？
质量比
思考2：取1kg干空气作为湿度定义基准又何好处？
干燥过程中干空气的质量不变
《化工原理》电子教案/第十三章
5/101
t
空气
t, H
t, H
《化工原理》电子教案/第十三章
10/101
一．湿空气的性质
6、湿球温度 tw
----用湿球温度计测出的空气温度
❖大量、快速流动的空气（空气的 流速应大于5m/s）与少量水接触；
湿球温度计
❖传质----因存在传质推动力，湿纱布
中的水汽化进入空气，此过程需要吸 热（水提供），因此水温下降；
V T P0 V0标态 T0 P
V T 1.013105
n 22.4 273
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《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
3．湿比热容cH ----kJ/(kg干气K) 此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
比热容的一般定义： kJ/(kgK)
cH ca cw H 1.01 1.88H
ca干空气的比热，kJ/(kg·K) 1.01kJ/(kg·K) cw水气的比热，kJ/(kg·K) 1.88kJ/(kg·K)
《化工原理》电子教案/第十三章
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一．湿空气的性质
4．湿空气的焓I ----kJ/ kg干气
此时，湿空气的质量＝（1+H）kg
I Ia IwH
ca cw H t r0 H
干燥基础知识ppt课件-PPT课件
第十二章 干 燥
Chapter 12 Drying
概述（Introduction）
在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过 多的水分或有机溶剂 (湿份)，要制得合格的产品需要除去 固体物料中多余的湿份。
除湿方法：机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。 干燥 ——利用热能使湿物料中的湿份汽化。除 湿程度高，但能耗大。 惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除 去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉， 以降低除湿的成本。
3.比热cH (Humid heat)或比热容KJ/(kg· ℃) 比热：1kg 绝干空气及相应水汽温度升高1℃所需要的热量
c c 1 c H H g v
式中：cg — 绝干空气的比热，KJ/(kg· ℃)； cv — 水汽的比热，KJ/(kg· ℃) 。
对于空气-水系统： cg=1.01 kJ/(kg· ℃)，cv=1.88 kJ/(kg· ℃)
干燥过程基本问题
除水分量 空气消耗量 干燥产品量 热量消耗 干燥时间 能量衡算 涉及干燥速率和水在 气固相的平衡关系 物料衡算 涉及湿空气的性质
解决这些问题需要掌握的基本知识有： (1) 湿分在气固两相间的传递规律； (2) 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化； (3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征； (4) 干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。 本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基 本问题，介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。
由于温差的存在，气体以对流方 式向固体物料传热，使湿份汽化； 在分压差的作用下，湿份由物料 表面向气流主体扩散，并被气流 带走。 干燥是热、质同时传递的过程 干燥介质：用来传递热量（载热 体）和湿份（载湿体）的介质。
化工原理课件4--干燥
第七章 干燥
(Drying)
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述 第二节 湿空气的性质与湿度图 第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 第四节 干燥速率与干燥时间 第五节 干燥器
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述
去湿——在化学工业中，有些固体原料、半成 品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿 分）需要除去。
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
四、对流干燥过程
本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，
除去的湿分是水分。
1、对流干燥的流程
预热器 空气 干燥产品 湿物料 干燥器 废气
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
2、对流干燥的特点
对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向 不同，是热、质反向传递过程： 方向 推动力 传热 气 温度差
pw
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件 经过以上分析可知，在空气绝热增湿过程中，空气失去 的显热与汽化水分带来的潜热相等，空气的温度和湿度虽随 过程的进行而变化，但其焓值不变。 进入饱和器的湿空气(t，H)焓＝离开饱和器的湿空气焓(tas，Has) cHa s (t tas ) Hras cHa s (tas tas ) Has ras
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
4、湿空气的温度
（1）、露点 td
定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至 饱和，出现第一滴露珠时的温度。 湿度H与露点 td 的关系：
H 0.622
pd P pd
Pd—td下的饱和蒸汽压。
第七章 干 燥
化工原理下册第十一章干燥课件1PPT
Q hA(t tW ) wrw
w k H (H w H ) A
稳态时， 空气传入的显热等于水的汽化潜热。
补充液，温度 tw
A( t t ) k r A( H H )
W
H
w
w
k H rW tW t ( HW H ) h
注意：湿球温度不是状态函数 。
空气
湿度 H
PS H 0.622 P S 总 P
H=f(,t)
（3） 湿比体积H (m3/kg干空气)
在p=101.3 kN/m2时
H H
22.4 273 t 22.4 273 t H 29 273 18 273 273 t (0.773 1.244H ) 273
对全塔作热量衡算得：
cH 1.01 1.88H
空气
tas、Has
as
c ( t t ) ( H H )r
H as as
r t t (H H ) c
as as as H
t、H
空气 补充水
② 绝热饱和温度是状态函数
t as f (t , H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
绝热饱和塔示意图
即空气的入口焓近似等于空气的出口焓。
（7） 露点td 保持空气的H不变，降低温度，使其达到饱和状态时的温度。
Pd H 0.622 P pd
pd ：为露点 td 时饱和蒸汽压，既该空气在初始状态下的水蒸
气分压pv。
HP pd 0.622 H
11.2.3 湿空气的湿球温度 ① 空气的干球温度与湿球温度 干球温度：普通温度计测出的空气温度； 湿球温度：湿球温度计 。 气流吹过——湿份气化——表面降温——热量传递
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干燥实验
一、实验目的
1．掌握物料干燥速率曲线的测定方法
2．了解操作条件对干燥速率曲线的影响
二、实验任务
测定纸板在恒定干燥条件下的干燥曲线和干燥速率曲线
确定其平衡含水量X* 及其临界含水量X c
三、实验原理
干燥曲线X-T
将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。
记录物料不同时间下质量，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分。
再将物料烘干后称重得到绝干物料重，则物料中瞬间含水率为：
干燥速率曲线为U －X 的关系
干燥速率，单位时间单位面积上汽化水份量。
τ
ττ∆-=
∆∆==+S G G S W Sd dW U i i 1
所测定的U 为物料的含水量有X i 下降至X i+1的干燥速率，为一个平均值。
Gc
G G X c
i i -＝， 是一个瞬时值，在U －X 图中X 应为平均值
S －被干燥物料的汽化面积 τ－干燥时间
△W －一定间隔干燥时间汽化的水份量，本实验中为3g △τ-每汽化△Wg 时水分所需要的干燥时间。
Xi －湿物料在I 时刻的干基含水量，kg 水/kg 绝干料 Gi ，G i ＋1――分别为△τ时间间隔内开始和终了时湿物料重量 Gc ――绝干物料的质量
四、实验设备流程
空气由风机输送,经孔板流量计，电加热器后进入干燥室，对试样进行干燥,干燥后的废气再经风机循环使用。
电加热器由晶体管继电器控制，使空气的温度恒定。
干燥室前方装有干球及湿球温度计，干燥室后也装有干球温度计，用以测量干燥室内空气的热状况。
风机出口端的温度计用以测量流经孔板流量计的空气温度,空气流量用蝶阀调节，任何时候该阀都不能全关，否则电加热器会因空气不流动过热而损坏。
风机进口端的片式阀用于控制系统所吸入的新鲜空气,而出口端的片式阀门则由空气进口端的片式阀则用于调节系统向外排出的废气量。
五、实验步骤：
1．称量支架的重量，向湿球温度计中加水
2．打开面板右侧面上的总电源开关，这时风机启动，仪表自检后显示初始值。
3．打开加热I、加热II、加热III，预热
4．将电子天平复位调零
5．干燥室前干球温度计接近75℃时，断开加热III
6．干燥条件稳定后，电子天平复位调零，放入装好置纸板的支架（注意：放入纸板后不要在按动电子天平上的复位键）
7．将两个计时器复位调零，启动第一个计时器记录干燥时间，同时记录试验的质量（为湿纸板的重量和支架重量的总和）
8．按要求减少的质量（如3克）观察电子天平的显示值，达到时按停第一个计时器，同时开启第二个计时器，记录时间△τ1及试样的质量；将第一个计时器复位调零，按要求减少的质量（如3克）观察电子天平的显示值，达到时按停第二个计时器，同时开启第一个计时器，记录时间△τ2及试样的质量；如此反复，直到达到要求为止（即到达降速段后，再取4～6个实验点）。
9．断开加热I、加热II，关闭总电源开关。
10．取出纸板，测量规格尺寸。
六、实验记录
试样物料：甘蔗渣化学浆板，试样尺寸：_________________
试样的绝干质量：Gc=____________；开始时湿物料的质量G1＝________
流量计示值：_________; 风机出口温度T=______；干燥室前温度t1=___________；
湿球温度t w=__________________；干燥室后温度t2=______________
七、实验结果与讨论
空气物理性质的确定：
流量计处空气温度t o=48.8(℃)，查表得空气密度ρ=1.11(Kg/m3)
湿球温度t w=40(℃)，t w℃下水的气化热(kJ/ kg) γtw=2600。
计算示例：
以第一组数据为例
1、计算干基含水量X=（总重量G T-框架重量G D-绝干物料量G C）/绝干物料量G C
2、计算平均含水量X A V=两次记录之间的平均含水量
3、计算干燥速率U=-（绝干物料量GC/干燥面积S）*（△X/△T）
4、绘制干燥曲线（X—T曲线）和干燥速率曲线（U—X AV曲线）
得出：
平衡含水量、临界含水量
八、思考题
1. 什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒
定干燥条件下进行？
2. 控制恒速干燥阶段速率的因素是什么？控制降速干燥阶段干燥速率的因素
又是什么？
3. 为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中干、湿球温度计是否变
化？为什么？如何判断实验已经结束？
4、分析空气的温度、流速和物料不同时，干燥速率曲线如何变化？
（提示：分段考虑）
5、常用工业干燥器有哪几种？本实验所用哪种类型的干燥器？。