化工原理干燥
化工原理干燥实验
化工原理干燥实验化工原理中，干燥是一项重要的工艺过程，在化工生产中具有广泛的应用。
干燥是指将物料中的水分蒸发或者挥发出去的过程，以达到降低物料含水量的目的。
干燥实验是化工原理课程中的重要实践环节，通过干燥实验，可以了解不同干燥方法的原理和特点，掌握干燥过程中的关键参数及其影响规律，为工业生产中的干燥操作提供理论依据和实践指导。
一、实验目的。
本次干燥实验的目的是通过对不同物料进行干燥实验，掌握不同干燥方法的原理和特点，了解干燥过程中的关键参数及其影响规律，提高学生对化工原理的理论认识和实践操作能力。
二、实验原理。
干燥是通过热量传递，使物料中的水分蒸发或者挥发出去的过程。
常见的干燥方法包括自然风干、日晒干、空气干燥、真空干燥、喷雾干燥等。
不同的干燥方法适用于不同的物料和工艺要求，具有各自的特点和适用范围。
三、实验步骤。
1. 准备不同物料样品，如粉状物料、颗粒状物料、纤维状物料等。
2. 分别采用自然风干、日晒干、空气干燥、真空干燥、喷雾干燥等不同干燥方法进行实验，记录每种干燥方法的操作步骤和关键参数。
3. 观察并记录不同干燥方法下物料的干燥效果，包括干燥时间、干燥后的含水量、物料的外观和质地等。
4. 分析比较各种干燥方法的优缺点，总结不同干燥方法适用的物料范围和工艺要求。
四、实验数据记录与分析。
在实验中，我们记录了不同干燥方法下物料的干燥效果数据，并进行了分析比较。
通过实验数据的记录与分析，我们可以得出不同干燥方法的优缺点，了解不同干燥方法适用的物料范围和工艺要求，为工业生产中的干燥操作提供理论依据和实践指导。
五、实验结论。
通过本次干燥实验，我们掌握了不同干燥方法的原理和特点，了解了干燥过程中的关键参数及其影响规律。
同时，我们也对不同干燥方法的优缺点有了更深入的理解，可以根据物料的特性和工艺要求选择合适的干燥方法。
这对于化工生产中的干燥操作具有重要的指导意义。
六、实验注意事项。
1. 在进行干燥实验时，应严格按照操作规程进行，注意安全防护。
化工原理干燥概念的理解
化工原理干燥概念的理解
干燥是将湿物质中的水分去除，使其达到一定的干燥程度的过程。
化工原理中的干燥通常通过热风、真空、压缩空气等方式进行。
在干燥过程中，湿物质中的水分会被蒸发并转化为水蒸气，然后通过不同的方式将水蒸气从湿物质中分离出来。
干燥的目的是降低湿物质的水分含量，可以提高其质量稳定性、延长保存期限、改善物质的加工性能等。
干燥的方式可以根据具体的工艺要求和物质特性来选择。
常见的干燥方式包括：
1. 热风干燥：通过提供热风，使湿物质中的水分蒸发，然后将水蒸气带走。
热风干燥常用于湿物质的表面干燥，如烘干机、烘箱等设备。
2. 真空干燥：在低压环境下进行干燥，可以降低水分的沸点，快速将水分转化为水蒸气并抽走。
真空干燥适用于对热敏物质的干燥，如药品、食品等。
3. 压缩空气干燥：通过经过冷凝和膨胀等处理，使湿空气中的水分冷凝成水，并将其分离出来。
压缩空气干燥广泛应用于工业生产中对空气质量的要求，如气体净化、压缩空气干燥等。
化工干燥过程中的关键参数包括干燥温度、湿物质的水分含量和湿物质的性质等。
不同的物质要求不同的干燥方式和工艺参数，以达到最佳的干燥效果。
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
化工原理第十三章干燥
第十三章 干燥 Drying
13.2.1 湿空气的性质
13.2.2 湿度图及其应用
第二节 湿空气的性质和湿度图
2024/2/8
13.2.1 湿空气的性质
1、湿含量H（ humidity）
单位质量干空气中所含水汽的质量 ，又称湿含量。
湿空气中水汽的质量 H 湿空气中绝干空气的质量
气中汽化
温增湿
焓 不 变
tas
饱和
一般情况下，绝热增湿过程可看视为等焓过程，即 空气释放的显热与水分汽化带回的潜热相等：
cH (t tas ) (Has H )ras
Has H cH 1.011.88H
tas t
ras
ras
Has、ras是tas的函数，cH是H的函数
2024/2/8
不饱和空气：t tas(t ) td
饱和空气： t tas (t ) td
2024/2/8
13.2.2 湿度图及其应用
1、H-t图
•F=2-1+2=3,总压P一定，则F=2.
•6条线
-等t线 –等H线 –等相对湿度线 –等CH线 –VH线 – tas线
2024/2/8
2、湿度图的应用
1）由测出的参数确定湿空气的状态 a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球温度tw，确 定该空气的状态点A(t,H)。 b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点A(t,H)。 c）水与空气系统中，已知t和φ，求原始状态点A的位置 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气 的其他参数和性质
tM1)
qL
cwtM1
物料升温所需热量
2024/2/8
l
(I2
化工原理实验报告干燥
化工原理实验报告干燥化工原理实验报告：干燥概述：干燥是化工过程中常见的一种操作，用于除去物料中的水分或其他溶剂，以提高产品质量或满足后续工艺的需要。
本实验旨在探究干燥的原理及其在化工工艺中的应用。
一、干燥的原理干燥是通过将物料暴露在适当的条件下，使水分或其他溶剂从物料中蒸发出来，达到去除水分的目的。
常见的干燥方法包括自然干燥、加热干燥、真空干燥等。
1. 自然干燥自然干燥是将物料暴露在自然环境下，利用自然界的温度、湿度和风力等因素，使水分逐渐蒸发。
这种方法操作简单，但速度较慢，且受环境因素的影响较大。
2. 加热干燥加热干燥是通过加热物料，提高其表面温度，使水分蒸发。
常见的加热干燥方法包括烘箱干燥、喷雾干燥等。
烘箱干燥是将物料放入烘箱中，利用热空气对物料进行加热，使水分蒸发。
喷雾干燥是将物料以液滴形式喷入热空气中，通过瞬间蒸发的方式进行干燥。
3. 真空干燥真空干燥是在低压条件下进行干燥，通过降低环境压力，使水分在较低温度下蒸发。
真空干燥适用于对热敏性物料的干燥，能够避免物料的热分解或变质。
二、干燥在化工工艺中的应用干燥在化工工艺中具有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 化工产品的干燥在化工生产中，很多产品需要经过干燥操作，以去除其中的水分或其他溶剂。
例如，某些化工产品在含水状态下容易发生反应或降解，因此需要进行干燥以提高稳定性和保存性。
2. 溶剂的回收在溶剂回收过程中，通常需要对溶剂进行干燥，以去除其中的水分或其他杂质。
通过干燥，可以提高溶剂的纯度和再利用率，减少资源的浪费。
3. 催化剂的干燥在催化反应中，催化剂的活性往往与其表面的水分有关。
因此，在使用催化剂之前，通常需要对其进行干燥，以提高催化剂的活性和稳定性。
4. 原料的干燥在某些化工工艺中，原料的水分含量会影响反应的速率和产物的质量。
因此，在反应之前，需要对原料进行干燥，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
结论：干燥是化工过程中常见的一种操作，通过去除物料中的水分或其他溶剂，提高产品质量或满足后续工艺的需要。
化工原理干燥现象的原理
化工原理干燥现象的原理
干燥是指将湿物质中的水或其他溶剂除去的过程。
化工原理中的干燥现象主要涉及到物质传质、热传导和质量平衡等原理。
1. 物质传质：湿物质中的水分子存在着与固体或其他溶质之间的相互作用力。
在干燥过程中，水分子需要克服这些相互作用力，才能从湿物质中逸出到气相中，实现传质过程。
传质通常是由高浓度到低浓度的方向进行，即从湿物质表面到气相中。
2. 热传导：在干燥过程中，通过向湿物质提供热量，可以提高物质的温度，促进水分子的蒸发和传质过程。
热传导的速度取决于热传导系数、温度梯度和物质的热容等因素。
3. 质量平衡：在干燥过程中，湿物质中的水分子通过蒸发从湿物质中逸出，同时空气中的水分子通过扩散等方式进入湿物质。
这种水分子的进出平衡使得湿物质中的水分子的含量逐渐减少，直到达到物料表面的饱和度。
综上所述，干燥现象主要是通过物质传质、热传导和质量平衡等原理来实现湿物质中水分子的从湿物质中蒸发并逸出的过程。
《化工原理》干燥
《化工原理》第九章干燥§1 概述一、概念干燥是利用热能除去湿固体物料中湿份（水分或其它液体）的操作。
二、干燥与蒸发的区别蒸发：溶剂分子从料液表面进入气相。
料液表面溶剂蒸汽分压始终是饱和蒸汽压，蒸发速率由传热速率控制。
干燥：溶剂分子从湿物料表面进入气相。
湿物料表面溶剂蒸汽分压不一定是饱和蒸汽压，干燥速率同时由传热速率和传质速率所控制。
三、干燥操作进行的必要条件干燥是热质同时传递过程，干空气将热量传给湿物料；湿物料将湿份传给干空气。
湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→干燥湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压等于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→平衡湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压小于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压→增湿（回潮）干燥操作进行的必要条件：湿物料表面水汽（或其它蒸汽）的分压必需大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。
四、干燥分类1、按操作压力的大小分类常压干燥和真空干燥2、按操作方式分类1） 传导干燥（间接加热干燥）2） 对流干燥（直接加热干燥）3） 辐射干燥4） 介电加热干燥（高频加热干燥）3、按操作流程分类连续干燥间歇干燥§2 湿空气的性质一、水蒸气分压P w湿空气 P 总 = P a + P w饱和湿空气 P 总 = P a + P S二、湿度（湿含量）H定义：单位质量绝干空气中所含水分的质量。
w w a w a w a a w w p P p p p M M n M n M H -⋅=⋅=⋅⋅==2918量湿空气中绝干空气的质湿空气中水蒸气的质量湿空气的湿度：w w p P p H -⋅=622.0饱和湿空气的湿度：S S S p P p H -⋅=622.020o C 233.2m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 015.033.23.10133.2622.0=-⨯=80o C 24.47m kN p S =,绝干空气水kg kg H S 55.04.473.1014.47622.0=-⨯=例：求20o C 下mmHg p w 54.17=时的H 和H S 及50o C 下mmHgp w 35=时的H 和H S 。
化工原理知识点总结干燥
化工原理知识点总结干燥干燥是指将含水物质中的水分除去的过程，广泛应用于化工、冶金、食品、药品、农业等行业中。
干燥工艺可以提高产品质量，延长产品保存期限，增加产品附加值。
本文将从干燥的基本原理、传热传质机理、常见的干燥设备和干燥过程中的控制因素等方面对干燥做出总结。
一、基本原理1.1水分除去过程干燥的基本原理是将物质中的水分除去，水分从物质中逸出，物质变得更干燥。
水分除去的方式分为蒸发和挥发两种。
蒸发是指物质表面的水分被热能所吸收，转化为水蒸气散发出去；挥发是指水分通过物质内部的孔隙、裂缝等介质被蒸发并逸出。
1.2干燥速率干燥速率是指在干燥过程中，单位时间内从物质中脱除的水分量。
干燥速率受温度、湿度、空气流速等因素的影响。
1.3干燥曲线干燥曲线是指在干燥过程中，物质含水量随着时间变化的曲线。
常见的干燥曲线有初始下降期、常速期和末速期。
二、传热传质机理2.1传热机理干燥中传热主要通过对流传热和辐射传热两种方式实现。
对流传热是指通过对流换热将热量传递给物质表面，将水分蒸发出去；辐射传热是指通过辐射换热将热能传递给物质表面，促使水分蒸发。
2.2传质机理干燥中传质主要通过扩散传质实现，即水分从物质内部向外部扩散传递。
传质速率受物质的性质、温度、湿度、压力等因素的影响。
三、常见的干燥设备3.1流化床干燥流化床干燥是指将物料通过气体流化，使得气体均匀地穿透物质，从而提高传热传质效率。
流化床干燥适用于颗粒状、粉末状的物料。
3.2喷雾干燥喷雾干燥是指通过将液态物料雾化成细小颗粒，然后与热空气接触，使得水分蒸发，从而实现干燥。
喷雾干燥适用于液态物料的干燥。
3.3真空干燥真空干燥是指在低压条件下进行的干燥过程。
通过减压降低水的沸点，从而实现水分的除去。
真空干燥适用于对热敏感物料的干燥。
3.4离心干燥离心干燥是指将物料通过高速旋转的离心机，使得水分被甩出物料的表面，从而达到干燥的目的。
离心干燥适用于颗粒状、液态的物料。
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高
tastcrH 0 HasH
可见 tasf， (t,H )
tas
湿空气
t ,H I 1
Ic a c w 《H 化工t原 理》r 0 电H 子教案/第十三章绝 热 饱 和 塔 示 意 16图
一．湿空气的性质 twtkH rwHwH
湿球温度tw与绝热饱和温度tas的异同：
tastcrH 0 HasH
Hs H
t t d tw (tas ) 《化工原理》电子教（案P/=第1十a三tm章时）
23
三、湿度图的应用
2．表示湿空气的状态变化过程
（1）加热过程 （2）冷却过程
（3）干燥过程
等焓 焓减小
增湿、降温 焓增大
24
《化工原理》电子教案/第十三章
三、湿度图的应用
2．表示湿空气的状态变化过程
（1）加热过程 （2）冷却过程
因为pw最大只能达到总压P。
6
《化工原理》电子教案/第十三章
2．湿比容H
一．湿空气的性质 比容的一般定义：
比 容
1kg物 质 的 体 1kg物 质
积
-----1kg干空气对应的湿空气的体积，单位为m3湿空气 ⁄ kg干空气
H1k干 g 空 1k气 干 g的 H 空k 水 体 气 g 气 积体
积
1kg
第五节 干燥器
一、常用工业干燥器
第十三章 小结
第三版第18次印刷的教材更正
2
化工原理》电子教案/目录
第十三章 干燥
第一节 概述
湿分
湿物料：
湿分----水分或其它液体 除湿方法：
湿物料
（1）机械分离法-----即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。 这种方法无法彻底去除湿分。
（2）吸附脱水-----即用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去物料中所 含的水分。这种方法只能除去少量湿分。
思考4：绝热温度是水温，为什么要在湿空 气性质里介绍？
补充水 饱和空气
原因如下：
tas
I a s tas
湿空气为等焓变化 I1 Ias
绝热
c a c w H t r 0 H c a c w H a t a s r 0 s H as 塔 无
穷
假设 c a c w H c a c w H a sc H
（3）干燥法------指利用热能，使湿物料中的湿分气化而除去的方法。
本章将介绍
3
《化工原理》电子教案/第十三章
第一节 概述
传导干燥
------热能通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。 本章介绍的内容 ，
对流干燥
《化工原理》电子教案/第十三章
湿比热容线cH,kJ/kgK
湿度图
等线
H0.622ps Pps
湿比热容线
饱和比容线H S 0.77 13 .24 H S4 227 7 t33
cH1.0 11.8H 8
干空气比容线
a
0.773273t 273
绝热饱和线 tastcrH 0 HasH H
等湿球温度线 tw tas
传热、传质终了（即达到平衡）时， 传热、传质仍在进行。
湿球温度计
思考3：若空气（大量）静止，湿球温 度计测出的温度与tw相比高还是低？
动态平衡
若空气大量，则测出的温度就是
tw，只不过，达到tw所需时间要更长 ，因为传热方式此时以导热、自然
对流为主，比强制对流要小。
大量 空 气
pw
思考4：为什么空气要大量、快速流动？
17
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
湿球温度tw与绝热饱和温度tas的异同：
不同之处： tw----大量空气与少量水接触后的
稳定的水温；
tas
补充水 空气
tas ,H as
空气的状态（t，H）不变； 空 气
绝热
属动态平衡。
tas----少量空气与大量水经过接 t , H 触后达到的稳定温度；
4
《化工原理》电子教案/第十三章
第二节 湿空气的性质及湿度图
一．湿空气的性质
湿空气---气体混合物
本章用到的湿空气性质包括： 水的浓度、比热容、比容（密度）、焓、温度等。
1．湿空气中水蒸气含量的表示方法 （1）水汽分压pw
总压P
pa 干空气 pw 水蒸汽
（2）湿度 ---又称湿含量，单位kg水/kg干空气
对空气水系统，当被测气体温度不
太高、流速>5m/s时，
大量 空 气
kHcH1.0k 9Jkg K （称为Lewis规则）pw
思考6：上述湿球温度测定过程中，湿
t, H
空气是等焓的吗？
湿球温度计
tw
传热
传质p s
t, H
因空气 t、H 不变，故湿空气为等焓
twt
14
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
t H pw
冷却
pw pd H Hd
td Hd pd
思考：若已知t、H，如何求td？
Hd H0.62P2 pdpd
pd
查饱和蒸汽压表
思考：若已知t、td ，如何求H ？
19
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
汇总：
H0.622 pw Ppw
0.622 ps Pps
pw 100%
ps
（3）干燥过程
（4）两股湿空气混合 ----杠杆原则
B
LBHCHAtCtA H B LA HBHC tBtC
达到平衡时，传质所需的热量速率等于传热速 率，湿纱布中的水温达到稳定值（肯定比 t 低），这一温度就是湿球温度，用tw 表示。
tw
传热
传质p s
t, H
twt
思考1：为什么酷暑的季节，在水里比在岸上凉快？
《化工原理》电子教案/第十三章
t > tw
11
湿球温度计
一．湿空气的性质
思考2：上述传热、传质平衡为动态平衡，为什么？
twtkH rwHwH
tw
可见，tw＝f（t，H），而与水 大量 空 气
的初始状态无关。
pw
传热
思考5：湿球温度是水温，为什么要在
t , H 传质ps
t, H
湿空气性质里介绍？
twt
13
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
twtkH rwHwH
kH、主要与空气流速有关，
k H 却几乎与流速无关；
思考3：上述传热、传质平衡为静态平衡， 为什么？
绝 热 传质 H
塔
t
无
少量
穷 高
传热 湿 空 气
t ,H
t tas
tas
塔顶没有净的质量、热量传递进行。
绝 热 饱 和 塔 示 意 15图
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
7．绝热饱和温度tas ---是水温
但是却由空气决定，与水无关t a 。s
7．绝热饱和温度tas ---是水温
少量空气与大量水； 经过无限长时间接触； 空气温度与水温相等
tas
补充水 饱和空气
思考1：绝热饱和温度在什么场合下能遇到？
tas
tas
设备在绝热条件下干燥湿物料时
思考2：上述绝热塔中，湿空气等焓吗？
是的。因为空气降温放出的显热给了 水，但水并没有升温，这部分能量又被 水蒸汽以潜热的形式带回空气中。
t, H
tw
传热
传质p s
t, H
为了快速、准确地测出tw。
twt
12
《化工原理》电子教案/第十三章
一．湿空气的性质
6、湿球温度 tw ---是水温，但是却由空气决定，与水无关。
空气以对流方式传给水的热量速率＝水分汽化所需的潜热速率
A t tw N w A wr
湿球温度计
k H H wH A wr
----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；
大量 空 气
✓传热---产生传热温差，热量将从空 气传入湿纱布；
pw
开始时，传质速率最大，传热速率最小。当t , H
H 0 .7 7 1 .2 3H 4 2 4 2 7 t7 3 1 .3 0P 1 15 3 0
cH1.0 11.8H 8
twtkH rwHwH
I 1 .0 1 .8H 8 t 24 H 92
tastcrH 0 HasH
td
不饱和湿空气性质：P、H、pw、、cH、I、t、tw、tas、td，共10个
自由 F C 度 2 数 2 1 2 3
只需已知3个变量，其他均可通过上述函数关系计算得 到，但有时需试差。
若用图求解就不用试差了。
20
《化工原理》电子教案/第十三章
二．湿度图
常用的湿度图： 3个独立变量取为P、t、H----温湿图（t-H图） P、I、H----焓湿图（I-H图）
21
？H
1H2.24273t1.013105
29 18
273 P
kg
干空气 水汽
H0.7
731.2
4H 4273t1.0
273
131 P
05
思考1：为什么取1kg干空气作为定义基准？
湿空气
思考2： 1kg干空气对应的湿空气的质量为多少kg？体积呢？
V nRT P
V T P0 V0标态 T0 P