青海大学干燥第5章第1节湿空气的性质及湿度PPT课件
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下册 第5章 干燥
39
1. 热量衡算的基本方程
QL
新 L t0 鲜 预热器 空 I0 H 0 气
QP
L t1
I1 H1
L t2
干燥器
G 2 I 2
I2 H 2
废 气 湿 物 料
干 燥 产 品
G
1
I1
QD
1)预热器热量衡算：
LI 0 Qp LI1
2)干燥器热量衡算：
QP L ( I1 I 0 )
cm cs Xcw cs 4.187X kJ/(kg绝干物料· ℃)
32
4. 湿物料的焓 I'
湿物料的焓指的是湿物料中 1kg 绝干物料的焓 （以 0 ℃ 为基准）及其所带的水份的焓（ 以 0℃ 的 液态水为基准）。
I ' cs Xcw (cs 4.187X ) cm kJ/(kg绝干物料)
( H s,tw H )
r0 tas t H as H cH
相同点： 湿空气均为等焓变化； 均为空气状态（t、H）的函数； 对于空气-水体系， / kH cH （称为Lewis规则）， r0≈rw,因此， tw≈tas
/ kH 1.8cH 但对其它体系，例如空气-甲苯系统， 此时，此时tw与tas就不相等了。
第5章 干燥
1
主要内容
5.1 湿空气的性质及湿焓图 5.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.3 固体物料在干燥过程中的平衡关 系与速率关系 5.4 干燥设备（自学）
2
概述
1. 何谓去湿 2. 何谓干燥 3. 加热和脱湿的方式 4. 对流干燥
3
1. 何为除湿
除湿：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。
1. 热量衡算的基本方程
QL
新 L t0 鲜 预热器 空 I0 H 0 气
QP
L t1
I1 H1
L t2
干燥器
G 2 I 2
I2 H 2
废 气 湿 物 料
干 燥 产 品
G
1
I1
QD
1)预热器热量衡算：
LI 0 Qp LI1
2)干燥器热量衡算：
QP L ( I1 I 0 )
cm cs Xcw cs 4.187X kJ/(kg绝干物料· ℃)
32
4. 湿物料的焓 I'
湿物料的焓指的是湿物料中 1kg 绝干物料的焓 （以 0 ℃ 为基准）及其所带的水份的焓（ 以 0℃ 的 液态水为基准）。
I ' cs Xcw (cs 4.187X ) cm kJ/(kg绝干物料)
( H s,tw H )
r0 tas t H as H cH
相同点： 湿空气均为等焓变化； 均为空气状态（t、H）的函数； 对于空气-水体系， / kH cH （称为Lewis规则）， r0≈rw,因此， tw≈tas
/ kH 1.8cH 但对其它体系，例如空气-甲苯系统， 此时，此时tw与tas就不相等了。
第5章 干燥
1
主要内容
5.1 湿空气的性质及湿焓图 5.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.3 固体物料在干燥过程中的平衡关 系与速率关系 5.4 干燥设备（自学）
2
概述
1. 何谓去湿 2. 何谓干燥 3. 加热和脱湿的方式 4. 对流干燥
3
1. 何为除湿
除湿：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。
湿空气的性质及湿度图
湿空气的性质及湿度图
一、 湿空气的性质
（一）湿度H 湿度又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量比。即
湿空气的性质及湿度图
湿度也可以理解成1kg的绝干空气对应的湿空气中水蒸气的质量。 常压下湿空气可视为理想气体，由道尔顿分压定律可知，混合气体 中各组分的摩尔比等于分压比，则式（9－1）可变为
显然，比热容仅是湿度的函数。
湿空气的性质及湿度图
（五）离心泵的工作原理
当湿空气的温度为t，湿度为H时，1kg绝干空气和Hkg水汽的焓 之和为湿空气的焓值，以IH表示，即
IH=Ig+HIw
（9－8）
式中IH——湿空气的焓，kJ/kg
Ig——绝干空气的焓，kJ/kg
Iw——水汽的焓，kJ/kg水汽。
湿空气的性质及湿度图
湿空气的性质及湿度图
（二）相对湿度
在一定总压下，湿空气中水汽分压pw与同温度水的饱和蒸气压ps 的百分比称为相对湿度百分数，简称为相对湿度，以φ表示，即
湿空气的性质及湿度图
湿度是湿空气含水量的绝对值，由湿度不能判别湿空气能否 作为干燥介质。相对湿度反映空气的不饱和程度，由其可判断湿 空气能否作为干燥介质。当pw=ps时，φ=1，表示湿空气被水汽 所饱和，称为饱和空气，饱和空气不能再吸收水分，因此不能作 为干燥介质；当pw=0时，φ=0，表示湿空气中不含水分，为绝干 空气，这时的空气具有最大的吸湿能力。所以相对湿度值越小， 表明该湿空气的不饱和程度越大，其干燥能力越强。
湿空气的性质及湿度图
（六）湿空气的温度
1. 干球温度
用普通温度计直接测得的湿空气的温度称 为湿空气的干球温度，简称温度，以t表示。它 是湿空气的真实温度。
湿空气的性质及湿度图
第1章_湿空气的物理性质及其焓湿图ppt课件
mg
由Vg=Vq=V，Tg=Tq=T，
Rg=287 J/(kg·K)，Rq＝46l J/(kg·K)
dRgpq 28p7 q 0.62p2q
Rqpg 46pg 1
pg
当大气压力B一定时，水蒸气分压力Pq只取决于
含湿量d。
精
品
4、相对湿度
Air conditioning
相对湿度：湿空气的水蒸气压力与同温度 下的饱和湿空气中的水蒸气压力之比。
Air conditioning
精 品
Air conditioning
第1.1节 湿空气的物理性质
一、基本概念 大气的组成成分：
水蒸气、氧气、二氧化碳等。 干空气 湿空气
精 品
干空气
Air conditioning
➢ 干空气：由各种气体成分组成，在空调 中被视为稳定的混合物。
➢ 一般将海平面高度的清洁空气成分作为 标准组成。（P4表1-1）
精 品
3、湿空气的含湿量d
Air conditioning
➢ 湿空气的含湿量：
湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比。
d =q/g
=0.622 Pq/Pg =0.622 Pq /(B-Pq) （kg/kg干air）
(1-5)
精 品
湿空气的含湿量d
Air conditioning
➢在湿空气中与l kg干空气同时并存的水蒸气 量称为含湿d 量 m q
精 品
2、湿空气的密度
Air conditioning
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度。
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
gqR P g g TR P q q T0.00T B 34 0.080P T 1 q 3
由Vg=Vq=V，Tg=Tq=T，
Rg=287 J/(kg·K)，Rq＝46l J/(kg·K)
dRgpq 28p7 q 0.62p2q
Rqpg 46pg 1
pg
当大气压力B一定时，水蒸气分压力Pq只取决于
含湿量d。
精
品
4、相对湿度
Air conditioning
相对湿度：湿空气的水蒸气压力与同温度 下的饱和湿空气中的水蒸气压力之比。
Air conditioning
精 品
Air conditioning
第1.1节 湿空气的物理性质
一、基本概念 大气的组成成分：
水蒸气、氧气、二氧化碳等。 干空气 湿空气
精 品
干空气
Air conditioning
➢ 干空气：由各种气体成分组成，在空调 中被视为稳定的混合物。
➢ 一般将海平面高度的清洁空气成分作为 标准组成。（P4表1-1）
精 品
3、湿空气的含湿量d
Air conditioning
➢ 湿空气的含湿量：
湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比。
d =q/g
=0.622 Pq/Pg =0.622 Pq /(B-Pq) （kg/kg干air）
(1-5)
精 品
湿空气的含湿量d
Air conditioning
➢在湿空气中与l kg干空气同时并存的水蒸气 量称为含湿d 量 m q
精 品
2、湿空气的密度
Air conditioning
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度。
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
gqR P g g TR P q q T0.00T B 34 0.080P T 1 q 3
第1节湿空气的性质与湿度图
第1节 湿空气的性质与湿度图在干燥操作中，采用不饱和空气为干燥介质，干燥过程所需空气用量、热量消耗及干燥时间等均与湿空气的性质有关。
故首先介绍湿空气的性质。
计算基准：干燥过程中，绝干空气的质量始终不变，故湿空气各种有关性质 及干燥计算均以单位质量绝干空气为计算基准。
5.1.1湿空气的性质 一、湿度H 和相对湿度φ表征空气中所含水蒸气多少的两个参数是湿度H 和相对湿度φ。
1.湿度H湿度又称湿含量，是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
(1)定义式绝干空气kg kg n nn n n M n M H gw g w g g w w /622.02918=== （5-1）式中：gM ——干空气的摩尔质量，kg/kmol ；w M ——水蒸汽的摩尔质量，kg/kmol ；gn ——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol ；w n ——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol 。
(2)以分压比表示p P pH -=622.0 （5-2）式中：p ——水蒸汽分压，Pa ； P ——湿空气总压，Pa 。
(3)饱和湿度Hs ：若湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps ，此时的湿度为在该温度下空气的最大湿度,称为饱和湿度，以Hs 表示。
（5-3）式中：s p ——同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 。
由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压和温度的函数。
2.相对湿度φ又称相对湿度百分数。
即湿空气中水蒸汽分压p 与同温度下的饱和蒸气压之比s p 的百分数,称为相对湿度。
(1)定义式%100⨯=sp pϕ （5-4）相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。
φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。
φ愈小，即p 与s p 差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。
(2)H 、φ、t 之间的函数关系：（5-5）由上式可见， 水蒸汽分压相同，即湿度相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps 值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。
青海大学干燥节湿空气的性质及湿度PPT课件
2020/12/29
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
2020/12/29
对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
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
ti
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
2020/12/29
2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
2020/12/29
对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
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
ti
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
2020/12/29
2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
湿空气性质及焓湿图详解PPT幻灯片课件
蒸气的能力。我们周围的大气通常都是未饱和空气。
2019/10/6
5
1、1 湿空气的物理性质
2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。
湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大，
因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要的 参数。
2019/10/6
8
1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系 将理想气状态方程：PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
2019/10/6
10
1、1 湿空气的物理性质
相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即： Φ≈d/db
相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
2019/10/6
11
1、1 湿空气的物理性质
6、比焓h
基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ：
Rg=287J/Kg·K； Rq=461J/Kg·K
2019/10/6
4
1、1 湿空气的物理性质
注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的
大气压力值可从《采暖通风与 空气调节设计规范》中查得。
水蒸气分压力对空气性质的影响
2019/10/6
5
1、1 湿空气的物理性质
2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。
湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大，
因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要的 参数。
2019/10/6
8
1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系 将理想气状态方程：PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
2019/10/6
10
1、1 湿空气的物理性质
相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即： Φ≈d/db
相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
2019/10/6
11
1、1 湿空气的物理性质
6、比焓h
基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ：
Rg=287J/Kg·K； Rq=461J/Kg·K
2019/10/6
4
1、1 湿空气的物理性质
注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的
大气压力值可从《采暖通风与 空气调节设计规范》中查得。
水蒸气分压力对空气性质的影响
湿空气性质及焓湿图详解PPT课件
1、压力B
湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与
水蒸气的分压力之和，即：
B=Pg+Pq
PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
式中 Pa ；
数，
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，
Mg、Mq —分别为干空气及水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq —分别为干空气及水蒸气的气体常
湿空气的物理性质及焓湿图详解
2020/10/1
1
1、1 湿空气的物理性质
本节的主要内容
湿空气的组成
湿空气的基本状态参数
压力 密度 含湿量 相对湿度 比焓
2020/10/1
2
ห้องสมุดไป่ตู้
1、1 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
1、湿空气的定义
湿空气即为通常所说的“空气”或“大气”，是空气环境的主体及 空气调节的对象。 2、湿空气的组成
12
1.2 湿空气的焓湿图
2020/10/1
13
1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成 湿球温度与露点温度
含湿图的应用
2020/10/1
14
1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一
定时湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
N2 干空气
O2
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
其它微量气体
水蒸气
含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想 气体。
湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与
水蒸气的分压力之和，即：
B=Pg+Pq
PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
式中 Pa ；
数，
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，
Mg、Mq —分别为干空气及水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq —分别为干空气及水蒸气的气体常
湿空气的物理性质及焓湿图详解
2020/10/1
1
1、1 湿空气的物理性质
本节的主要内容
湿空气的组成
湿空气的基本状态参数
压力 密度 含湿量 相对湿度 比焓
2020/10/1
2
ห้องสมุดไป่ตู้
1、1 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
1、湿空气的定义
湿空气即为通常所说的“空气”或“大气”，是空气环境的主体及 空气调节的对象。 2、湿空气的组成
12
1.2 湿空气的焓湿图
2020/10/1
13
1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成 湿球温度与露点温度
含湿图的应用
2020/10/1
14
1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一
定时湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
N2 干空气
O2
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
其它微量气体
水蒸气
含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想 气体。
青海大学干燥课件第5章第1节湿空气性质及湿度图
干燥时间
涉及干燥速率和水在气固 相的平衡关系
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) 湿空气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。
湿比容
湿空气的体积 1kg绝 干 空 气
H
1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.0133105
29 18
273
P
0.772 1.244H 273 t 1.0133105
273
P
V nRT P
2019/7/15
cH cg cv H 1.01 1.88H
cH f H
4．湿空气的焓I
kJ/kg 干气
焓----kJ/kg
I Ig IvH
cg cv H t r0 H
1.01 1.88H t 2490 H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
解：(1)20℃时：
①相对湿度：由附录查出20℃时水蒸汽饱和蒸汽压
ps 2.3346kPa
H 0.622ps P ps
0.014673
0.622 101.3
2.3346 2.3346
100% (不可用作干燥介质)
2019/7/15
②比容
273 t 1.013105
该法脱水快且节省费用，但去湿程度不高。如离心过 滤后水分含量仍达5%-10%，板框压滤后物料一般含 水 50%-60%.
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吸附除湿——用干燥剂吸附除去物料中的水分,用吸湿性物 料如石灰、无水氯化钙、分子筛等吸收水分。该法费
用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿， 或用于除去气体中的水分。
物理除湿——冷冻 加热除湿——利用热能使湿物料中的湿分汽化，并排出生成的
蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。除湿程 度高，但能耗大。（蒸发、干燥等）
b、辐射干燥
由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，为物 料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线 干燥法将自行车表面油漆干燥。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
2021/3/31
❖ c、介电加热干燥
❖
将需干燥的物料置于高频电场内，利用高频电场的交
变作用，材料中的水分的偶极子在微波能量的作用下发生高
操作压强不太高时，空气可视为理想气体。
系统总压P：湿空气的总压(kN/m2)，即P干空气与P水之和。干燥过程中系统总
压基本上恒定不变。且
pH2O nH2O p干空气 n干空气
干燥操作通常在常压下进行，常压干燥的系统总压接近大气压力，热敏性物
料的干燥一般在减压下操作。
2021/3/31
1．湿空气中水蒸气含量的表示方法
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
2021/3/31
2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
2021/3/31
对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
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
ti
传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
2021/3/31
5、 对流干燥流程及其经济性
空气
预热器
干燥器
湿物料
对流干燥流程示意图（并流、连续）
废气 干燥产品
经济性：能耗和热的利用率
2021/3/31
干燥过程的基本问题
除水分量
空气消耗量
物料衡算
干燥产品量
涉及湿空气的性质
热量消耗
能量衡算
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
水汽的摩尔数 绝干空气的摩尔数
干燥时间
涉及干燥速率和水在气固
相的平衡关系
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) 湿空气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。
速旋转与振动而产生热能，将湿物料加热，水分汽化，物料
被干燥。
❖ 高频干燥器：小于300MHz，微波干燥器：大于300MHz
❖ 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。
❖ 缺点：费用大。
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d、对流干燥
热能以对流传热的方式由热干燥介质（通常热空气）传 给湿物料，使物料中的水分汽化。物料内部的水分以气态或 液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至干 燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。 缺点：热利用率低。
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二、湿空气的性质
在干燥操作中，不饱和湿空气既是载热体又是载湿体，因而可通过空 气的状态变化来了解干燥过程的传热、传质特性，为此，应首先了解湿空 气的性质。 湿空气：指绝干空气与水蒸气的混合物。
在干燥过程中，随着湿物料中水份的汽化，湿空气中水份含量不断增 加，但绝干空气的质量保持不变。因此，湿空气性质一般都以1kg绝干空 气为基准。
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定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
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本章主要介绍对流干燥
以干燥介质：热空气、 湿分：水为例
3、对流干燥机理 pW
湿 物 料
tW
N 推动力 pw- p p热
空
t气
Q 推动力 t - tw
气膜
气相主体
对流干燥:热能以对流传热的方式由热干燥介质(通常热空气)传给湿物料，使物料 中的水分汽化。物料内部的水分以气态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的 蒸汽从表面扩散至干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。
2021/过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被气相（ 又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上 进行干燥。
被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多 缺点：受热不均匀，与传热壁面接触的物料易局部过热 而变质。
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第一节 湿空气的性质及湿度图
一、概述 二、湿空气的性质 三、湿度图及其应用
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一、概述
1、去湿
在工业生产中的原料、半成品或产品往往含有过多的水分或有机 溶剂(湿分)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿分。
除湿方法：机械除湿——通过离心分离、沉降、过滤、压榨等方法除湿。
该法脱水快且节省费用，但去湿程度不高。如离心过 滤后水分含量仍达5%-10%，板框压滤后物料一般含 水 50%-60%.
用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿， 或用于除去气体中的水分。
物理除湿——冷冻 加热除湿——利用热能使湿物料中的湿分汽化，并排出生成的
蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。除湿程 度高，但能耗大。（蒸发、干燥等）
b、辐射干燥
由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，为物 料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线 干燥法将自行车表面油漆干燥。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大
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❖ c、介电加热干燥
❖
将需干燥的物料置于高频电场内，利用高频电场的交
变作用，材料中的水分的偶极子在微波能量的作用下发生高
操作压强不太高时，空气可视为理想气体。
系统总压P：湿空气的总压(kN/m2)，即P干空气与P水之和。干燥过程中系统总
压基本上恒定不变。且
pH2O nH2O p干空气 n干空气
干燥操作通常在常压下进行，常压干燥的系统总压接近大气压力，热敏性物
料的干燥一般在减压下操作。
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1．湿空气中水蒸气含量的表示方法
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再 通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
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2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低 连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好 间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了
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对流干燥过程原理——传热与传质
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
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
ti
传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
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5、 对流干燥流程及其经济性
空气
预热器
干燥器
湿物料
对流干燥流程示意图（并流、连续）
废气 干燥产品
经济性：能耗和热的利用率
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干燥过程的基本问题
除水分量
空气消耗量
物料衡算
干燥产品量
涉及湿空气的性质
热量消耗
能量衡算
（1）水汽分压pv （2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气 水蒸汽
水汽的摩尔数 绝干空气的摩尔数
干燥时间
涉及干燥速率和水在气固
相的平衡关系
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) 湿空气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。
速旋转与振动而产生热能，将湿物料加热，水分汽化，物料
被干燥。
❖ 高频干燥器：小于300MHz，微波干燥器：大于300MHz
❖ 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。
❖ 缺点：费用大。
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d、对流干燥
热能以对流传热的方式由热干燥介质（通常热空气）传 给湿物料，使物料中的水分汽化。物料内部的水分以气态或 液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至干 燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。 缺点：热利用率低。
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二、湿空气的性质
在干燥操作中，不饱和湿空气既是载热体又是载湿体，因而可通过空 气的状态变化来了解干燥过程的传热、传质特性，为此，应首先了解湿空 气的性质。 湿空气：指绝干空气与水蒸气的混合物。
在干燥过程中，随着湿物料中水份的汽化，湿空气中水份含量不断增 加，但绝干空气的质量保持不变。因此，湿空气性质一般都以1kg绝干空 气为基准。
2021/3/31
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表 面
传质过程
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体） 和湿份（载湿体）的介质。它将热量 传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥
即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要
条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一
2021/3/31
本章主要介绍对流干燥
以干燥介质：热空气、 湿分：水为例
3、对流干燥机理 pW
湿 物 料
tW
N 推动力 pw- p p热
空
t气
Q 推动力 t - tw
气膜
气相主体
对流干燥:热能以对流传热的方式由热干燥介质(通常热空气)传给湿物料，使物料 中的水分汽化。物料内部的水分以气态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的 蒸汽从表面扩散至干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。
2021/过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被气相（ 又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上 进行干燥。
被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多 缺点：受热不均匀，与传热壁面接触的物料易局部过热 而变质。
2021/3/31
第一节 湿空气的性质及湿度图
一、概述 二、湿空气的性质 三、湿度图及其应用
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一、概述
1、去湿
在工业生产中的原料、半成品或产品往往含有过多的水分或有机 溶剂(湿分)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿分。
除湿方法：机械除湿——通过离心分离、沉降、过滤、压榨等方法除湿。
该法脱水快且节省费用，但去湿程度不高。如离心过 滤后水分含量仍达5%-10%，板框压滤后物料一般含 水 50%-60%.