化工原理：13_1干燥

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由上式可知，湿空气的焓值只与湿空气
的湿度及温度有关。即： I f (H，t)
t I H
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四、湿空气的比容（湿容积）υH [m3湿空气/kg干气] 定义：每单位质量绝干空气中所具有的湿空气（绝干
空气和水蒸汽）的总体积。
式中：
H a wH
：压力P H
、温度t下湿空气比容。
[m3湿气/kg干气]
此时的湿度H为饱和湿度Hs。
HS
0.622
pS P-pS
二、相对湿度
即： HS f (t，P)
定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pw与
同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。
pw 100%
pS
即： f ( pw，t)
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当 φ =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
a ：压力P 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气]
w ：压力P 、温度t下水汽比容。 [m3水汽/kg水]
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a 、w 的数值为：
a
22.41 273 t 29 273
1.013105 P
0.773 273 t 273
1.013105 P
w
22.41 18
273 t 273
第十三章 干燥
(一) 湿空气的性质与湿度图 (二) 干燥过程的物料衡算与热量衡算 (三) 干燥速率与干燥时间 (四) 干燥器
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13-1 概述
在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混有大 量的湿分，将湿分从物料中去除的过程，称为去湿。
去湿的方法可分为以下三类：
机械去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。
16 29 P pw 273
P
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综合以上分析可得：
当总压力P为一定值时， H f (t，H )
t H
H
另外：湿空气密度
kg湿气 1 H m3湿气 H
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五、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
吸附去湿：用于去除少量湿分。 热能去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中
的湿分的单元操作。
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干燥过程的分类： 按操作压力分 常压干燥 真空干燥 连续式 按操作方式分 间歇式
按供热方式分
传导干燥（间接加热干燥） 对流干燥（直接加热干燥） 辐射干燥 介电加热干燥
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根据供热方式不同，干燥可分为以下四种情况：
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
固
温度差
传质
固
气
水汽分压差
干燥过程进行的必要条件： * 物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压； * 干燥介质要将汽化的水分及时带走。
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第一节 湿空气的性质与湿度图
13-1 湿空气的性质
通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小： 湿度 H 及相对湿度 φ
1.013 105
P
1.244
273 t 273
1.013 105
P
所以：
H
a
wH
( 22.4 29
22.4 18
H ) 273 t 273
1.013105
P
(0.773 1.244H ) 273 t 1.013105
273
P
22.4 ( P ) 273 t 1.013105
传导干燥（间接加热干燥）： 热能通过壁面以传导方式加热物料。
对流干燥（直接加热干燥）： 干燥介质与湿物料直接接触，并以对流
方式加热湿物料。 辐射干燥：
热能以电磁波的形式射到湿物料表面。 介电加热干燥：
将湿物料置于高频电场内，使其被加热。
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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。
一、湿度（湿含量）H 定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量比。
湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。
H=
Kg水汽
Kg绝干空气 =
nwMw ng Mg
=
18.02nw 28.95ng
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nw：湿空气中水汽的摩尔数，kmol； ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol； Mw：水汽的分子量，kg/kmol； Mg：空气的平均分子量， kg/kmol。
pd：td下的饱和蒸汽压。
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P=760mmHg，求20℃ 时的相对湿度 ；若空气分 别被加热到50℃和120℃，求值 。
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三、湿空气的比热与焓
1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。
cH ca cwH 1.011.88H f (H )
当 φ <1时： pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
结论： 湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而
相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
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相对湿度 φ 与湿度 H 的关系：
H 0.622 ps P ps
H f (，t)
【例13-1】 湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg，总压
当湿空气可视为理想气体时，则有： nw pw pw ng pg P pw
式中：pw为空气中水蒸汽分压。
H 18.02nw 0.622 pw
28.95ng
P pw
即： H f (P，pw)
当P为一定值时， H f ( pw )
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当湿空气中水蒸汽分压 pw 恰好等于同温度下 水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达到饱和，
at (r0 cwt) H r0H (ca cwH )t 2492H (1.011.88H )t 2492H cHt
式中： I：温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。[kJ/kg干气]； Ia：干空气的焓值。 [kJ/kg干气]； Iw：水汽的焓值。 [kJ/kg水汽]； r0：0℃时水的汽化潜热。r0=2492 kJ/kg水汽。
式中 ca ：干空气比热 = 1.01 kJ/kg干气• ℃ cw ：水汽比热 = 1.88 kJ/kg水汽• ℃
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2、焓（热含量）I
[kJ/kg干气]
定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。
计算基准：
以0℃干空气及0℃液态水的焓值为0作基准。
因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气， 其焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及 湿空气由0℃升温至t℃所需的显热之和。