电子教案与课件：化工原理(下册)——化工传质与分离过程(第三版) 21. 第六章(02)
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化工分离过程PPT课件
B 交错采出的逆 C 序流程
D
第37页/共45页
C个组分，采用C-1个塔，分离序数为：
SC
C 1
S j SC j 或：SC
i1 (6 28)
[（2 C 1）]！ C！(C 1)!(6
29)
用（6—28）或（6—29）计算结果列入表6—2。
对于特殊精馏： 例萃取精馏：加质量分离剂，且数目多。
第28页/共45页
返回
第29页/共45页
返回
第30页/共45页
返回
第31页/共45页
返回
6.2.4 设置中间冷凝器和中间再沸器的精馏 1. 使操作向可逆精馏方向趋近 2. 采用中等温度的再沸器和冷凝器 图6—13 SRV蒸馏
特点：沿全塔布置的换热元件能大大降低塔 顶、塔釜负荷
提馏段：蒸汽流率自下而上稳定增加 精馏段：液体回流量自上而下稳定增加
出
n j[ xi, j ln（ i, j xi, j )] （6 11）
进
二元混合物分离成纯组分：
Wmin,T RT nF [ x A,F ln（ A,F x A,F） xB,F ln（ B,F xB,F）] （6 12）
例6-1； 例6-2
第7页/共45页
传热速率： Q nk Hk n j H j Wmin，T
第19页/共45页
使净功降低的方法：
降低压差 减少温差 减少浓度与平衡浓度差 1）塔设备
若N越多，使△P↑，不可逆性越大 可使：气速↓，液层高度↓；使△P ↓ 但是：气速↓，生产能力不变时D ↑，投资费↑
液层高度↓，板效率↓ 改进方式：1. 选择合适的塔径、液层高度
2. 改板式塔为高效填料塔
第20页/共45页
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D
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C个组分，采用C-1个塔，分离序数为：
SC
C 1
S j SC j 或：SC
i1 (6 28)
[（2 C 1）]！ C！(C 1)!(6
29)
用（6—28）或（6—29）计算结果列入表6—2。
对于特殊精馏： 例萃取精馏：加质量分离剂，且数目多。
第28页/共45页
返回
第29页/共45页
返回
第30页/共45页
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第31页/共45页
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6.2.4 设置中间冷凝器和中间再沸器的精馏 1. 使操作向可逆精馏方向趋近 2. 采用中等温度的再沸器和冷凝器 图6—13 SRV蒸馏
特点：沿全塔布置的换热元件能大大降低塔 顶、塔釜负荷
提馏段：蒸汽流率自下而上稳定增加 精馏段：液体回流量自上而下稳定增加
出
n j[ xi, j ln（ i, j xi, j )] （6 11）
进
二元混合物分离成纯组分：
Wmin,T RT nF [ x A,F ln（ A,F x A,F） xB,F ln（ B,F xB,F）] （6 12）
例6-1； 例6-2
第7页/共45页
传热速率： Q nk Hk n j H j Wmin，T
第19页/共45页
使净功降低的方法：
降低压差 减少温差 减少浓度与平衡浓度差 1）塔设备
若N越多，使△P↑，不可逆性越大 可使：气速↓，液层高度↓；使△P ↓ 但是：气速↓，生产能力不变时D ↑，投资费↑
液层高度↓，板效率↓ 改进方式：1. 选择合适的塔径、液层高度
2. 改板式塔为高效填料塔
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化工原理(下册)教学课件
基本操作方式：①馏出液组成恒定， 回流比不断加大。②回流比恒定，馏 出液浓度不断变小。
回流比恒定时的间歇精馏计算
1.理论板层数
①先计算最小回流比，最确定R
Rm in
xD1 yF yF xF
R 1.1 ~ 2Rmin
②图解理论板层数
2.操作每一瞬间如下图所示 3.各参数关系式
ln F xF dxW
NA
JA
D z
cA1
cA2
非等分子扩散：
NA
D RTz
P pBm
(
p A1
pA2 )
pBm
Hale Waihona Puke pB2 pB1 ln pB2
pB1
NA
D z
C cBm
(cA1
cA2 )
cBm
cB2 ln
cB1 cB2
cB1
单相内的对流传质
涡流扩散
JA
D
DE
dcA dz
对流传质
NA
Dp RTzG pBm
pA
pAi
N A kG ( pA pAi )
N A kL (cAi cA )
pAi
cAi H
2.3.5 板式塔
板式塔中的理论板概念与精馏塔中相同。
塔高
理论板层数 全塔效率
板间距
Z
NT ET
HT
一、 理论板层数的计算
1.梯级求解法 下图表示一逆流操作的板式吸收塔 BT为操作线 OE为平衡线
CD cSml
(Re
L
)0.67
(
ScL
)0.33
(Ga
)0.33
式中：特征尺寸l为填料直径m。
㈣ 经验公式
回流比恒定时的间歇精馏计算
1.理论板层数
①先计算最小回流比，最确定R
Rm in
xD1 yF yF xF
R 1.1 ~ 2Rmin
②图解理论板层数
2.操作每一瞬间如下图所示 3.各参数关系式
ln F xF dxW
NA
JA
D z
cA1
cA2
非等分子扩散：
NA
D RTz
P pBm
(
p A1
pA2 )
pBm
Hale Waihona Puke pB2 pB1 ln pB2
pB1
NA
D z
C cBm
(cA1
cA2 )
cBm
cB2 ln
cB1 cB2
cB1
单相内的对流传质
涡流扩散
JA
D
DE
dcA dz
对流传质
NA
Dp RTzG pBm
pA
pAi
N A kG ( pA pAi )
N A kL (cAi cA )
pAi
cAi H
2.3.5 板式塔
板式塔中的理论板概念与精馏塔中相同。
塔高
理论板层数 全塔效率
板间距
Z
NT ET
HT
一、 理论板层数的计算
1.梯级求解法 下图表示一逆流操作的板式吸收塔 BT为操作线 OE为平衡线
CD cSml
(Re
L
)0.67
(
ScL
)0.33
(Ga
)0.33
式中：特征尺寸l为填料直径m。
㈣ 经验公式
化工原理第三版(讲课用)PPT课件
七、教学安排 1. 理论课 108学时+课程设计2周+实验 2. 理论课安排 3. 考核
八、 参考书
1. 王志魁.化工原理(第三版). 北京：化学工出版 社,2005
2. 陈敏恒.化工原理(上下册). 北京：化学工出版 社,2000
3. 何潮洪，窦梅，朱明乔，等.化工原理习题精解 (上册).北京：科学技术出版社,2003
2. 欧拉法 描述空间各点的状态及其与时间的关系 例如:速度的描述
ux＝fx(x，y，z，t)
uy＝fy(x，y，z，t) uz＝fz(x，y，z，t)
四、定态与稳定
1. 定态 指全部过程参数均不随时间而变 定态流动：流场中各点的流动参数只随位置变化而 与时间无关。 非定态流动：流场中各点的流动参数随位置与(或) 时间而变化。
二、流体质点与连续性假设 1. 质点的含义 质点：由大量分子构成的集团(微团)，是保持流 体宏观力学性的最小流体单元，从尺寸说是微观上充 分大，宏观上充分小的分子团。 微观上充分大 分子团的尺度>>分子的平均自由程 对分子运动作统计平均，以得到表征宏观现象的物理量
宏观上充分小 分子团的尺度<<所研究问题的特征尺寸 物理量都可看成是均匀分布的常量
三 、本课程研究方法
1 .实验研究方法(经验法)
2. 数学模型法(半经验半理论方法)
合理 分析 简化 过程 机理
数学
物理 描述 数学
模型
模型
求解
含模型参 数的结果
实验
求得模 型参数
四 、联系单元操作的两条主线 传递过程 研究工程问题的方法论
五、 化工过程计算的理论基础
化工过程计算的类型：设计型计算和操作型计算
化工原理全套精品课件 第三版
2. 欧拉法 描述空间各点的状态及其与时间的关系 例如:速度的描述
ux＝fx(x，y，z，t)
uy＝fy(x，y，z，t) uz＝fz(x，y，z，t)
武汉工程大学化工原理课件
四、定态与稳定
1. 定态 指全部过程参数均不随时间而变 定态流动：流场中各点的流动参数只随位置变化而 与时间无关。 非定态流动：流场中各点的流动参数随位置与(或) 时间而变化。
化工原理
全套精品课件
武汉工程大学化工原理课件
0 绪论
一、化工生产过程 1. 化工生产过程：对原料进行化学加工获得有用产品 的过程称为化工生产过程。
武汉工程大学化工原理课件
聚氯乙烯生产
CH2=CH2+Cl2 CH2Cl—CH2Cl
CH2Cl—CH2Cl CHCl=CH2+HCl
2CH2=CH2+2HCl+O2
武汉工程大学化工原理课件
三 、本课程研究方法
1 .实验研究方法(经验法)
2. 数学模型法(半经验半理论方法)
合理 分析 简化 过程 机理
数学
物理 描述 数学
模型
模型
求解
含模型参 数的结果
实验
求得模 型参数
四 、联系单元操作的两条主线 传递过程 研究工程问题的方法论
武汉工程大学化工原理课件
五、 化工过程计算的理论基础
V=10-5cm3 分子数目N=2.7×1014个
武汉工程大学化工原理课件
3. 连续性假定 ① 内容
流体由无数的彼此相连的流体质点组成，是一种连 续性介质，其物理性质和运动参数也相应连续分布。
② 适用范围 绝大多数情况适用，但高真空下的气体不适用。
武汉工程大学化工原理课件
ux＝fx(x，y，z，t)
uy＝fy(x，y，z，t) uz＝fz(x，y，z，t)
武汉工程大学化工原理课件
四、定态与稳定
1. 定态 指全部过程参数均不随时间而变 定态流动：流场中各点的流动参数只随位置变化而 与时间无关。 非定态流动：流场中各点的流动参数随位置与(或) 时间而变化。
化工原理
全套精品课件
武汉工程大学化工原理课件
0 绪论
一、化工生产过程 1. 化工生产过程：对原料进行化学加工获得有用产品 的过程称为化工生产过程。
武汉工程大学化工原理课件
聚氯乙烯生产
CH2=CH2+Cl2 CH2Cl—CH2Cl
CH2Cl—CH2Cl CHCl=CH2+HCl
2CH2=CH2+2HCl+O2
武汉工程大学化工原理课件
三 、本课程研究方法
1 .实验研究方法(经验法)
2. 数学模型法(半经验半理论方法)
合理 分析 简化 过程 机理
数学
物理 描述 数学
模型
模型
求解
含模型参 数的结果
实验
求得模 型参数
四 、联系单元操作的两条主线 传递过程 研究工程问题的方法论
武汉工程大学化工原理课件
五、 化工过程计算的理论基础
V=10-5cm3 分子数目N=2.7×1014个
武汉工程大学化工原理课件
3. 连续性假定 ① 内容
流体由无数的彼此相连的流体质点组成，是一种连 续性介质，其物理性质和运动参数也相应连续分布。
② 适用范围 绝大多数情况适用，但高真空下的气体不适用。
武汉工程大学化工原理课件
15-16学时 一、传质单元数法 《化工传质与分离过程》教学课件-文档资料
令
H OG V KY a
气相总传质 单元高度
N OG
dY 气相总传 Y2 Y Y * 质单元数
Y1
Z HOG N OG
一、传质单元数法
令
H OL L K X a
液相总传质 单元高度 液相总传 质单元数
N OL
X1
X2
dX X *X
Z H OL N OL
填料的有效比表面积 a 很难确定，通常将 KY a 及KX a 作为一体
吸收塔的理 论级模型
二、等板高度法
设完成指定分离任务所需理论级为NT，则所需 的填料层高度可按下式计算：
Z N T HETP
理论 级数 等板 高度
填料层等板高度的意义：分离效果与一个理论 级的作用相当的填料层高度。
二、等板高度法
2. 理论级数的确定 (1) 逐级计算法 平衡关系 Y * mX 操作关系 由 YI =Y2 ( a)
A
A 1
A
克列姆塞尔方程
二、等板高度法
溶质的吸收率
Y1 Y2 A Y1
溶质的最大吸收率
溶质的相对吸收率
ln NT
A,max
Y1 Y2* Y1
A,max
Y1 Y2 Y1 Y2*
代入整理得
A 1 1 ln A
克列姆塞尔方程
克列姆塞尔算图
关系曲线图
练 习 题 目
思考题 1.传质单元高度和传质单元数有何物理意义？ 2.气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同 之处？ 3.脱吸因数和吸收因数有何物理意义？ 4.吸收塔计算中的理论级表示何种含义？ 5.填料层的等板高度表示何种含义？ 作业题: 7、8、9
H OG V KY a
气相总传质 单元高度
N OG
dY 气相总传 Y2 Y Y * 质单元数
Y1
Z HOG N OG
一、传质单元数法
令
H OL L K X a
液相总传质 单元高度 液相总传 质单元数
N OL
X1
X2
dX X *X
Z H OL N OL
填料的有效比表面积 a 很难确定，通常将 KY a 及KX a 作为一体
吸收塔的理 论级模型
二、等板高度法
设完成指定分离任务所需理论级为NT，则所需 的填料层高度可按下式计算：
Z N T HETP
理论 级数 等板 高度
填料层等板高度的意义：分离效果与一个理论 级的作用相当的填料层高度。
二、等板高度法
2. 理论级数的确定 (1) 逐级计算法 平衡关系 Y * mX 操作关系 由 YI =Y2 ( a)
A
A 1
A
克列姆塞尔方程
二、等板高度法
溶质的吸收率
Y1 Y2 A Y1
溶质的最大吸收率
溶质的相对吸收率
ln NT
A,max
Y1 Y2* Y1
A,max
Y1 Y2 Y1 Y2*
代入整理得
A 1 1 ln A
克列姆塞尔方程
克列姆塞尔算图
关系曲线图
练 习 题 目
思考题 1.传质单元高度和传质单元数有何物理意义？ 2.气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同 之处？ 3.脱吸因数和吸收因数有何物理意义？ 4.吸收塔计算中的理论级表示何种含义？ 5.填料层的等板高度表示何种含义？ 作业题: 7、8、9
传质概述 - 化工原理第三版王志魁编课程课件
二、相平衡 --------相际间传质的最终状态
与热平衡不同之处：
▲达到相平衡时，一般两相浓度 pG
不相等。
气相主体
▲达到相平衡时，传质过程仍在 进行，只不过通过相界面的某一 组分的净传质量为零，因此属动 态平衡。
相界面 pi Ci
空气+氨气
水 液相主体
传质方向 CL
吸收
三、相组成的表示方法
摩尔分率
四．传质方式
分 子 扩 散 ： 静 止 的 或 层流 流 动 的 流 体 中 ，
传
质
方
式对
流
传
质
：
靠分子运动来 在 湍 流 流 动中 ，
进
行
传
质的
方
式
靠 流 体 质 点 的 脉 动 来 进行 传 质 的 方 式
第六章 吸 收
重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程 难点：双膜理论
第二节 物质传递机理
物质传递的三个步骤：
1 扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）； 2 在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）；
3 进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的 扩散）；
界面
气相 组分 主体
组分
液相 主体
物质在单相中的扩散
物质在单相中的传递靠扩散，发生在流体中的扩 散有分子扩散和对流扩散两种。
2、亨利定律
当总压不高（<5×105Pa）时，在一定温度下，稀溶液上方 溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下的关系：
p* =E·x
式中: p* ---------溶质在气相中的平衡分压, kPa； x----------溶质在液相中的摩尔分率 E----------享利系数， kPa
电子教案与课件：化工原理(下册)——化工传质与分离过程(第三版) 19. 第五章(02)
xn1
xn
En yn
多级错流萃取流程示意图
多级错流萃取的总溶剂用量为各级溶剂用量 之和，当各级溶剂用量相等时，达到一定的分离 程度所需的总溶剂用量最少。
二、多级错流萃取的计算
1. B与 S部分互溶物系 已知： 原料量 F
原料组成 xF
各级萃取剂用量 Si
规定：最终萃余相组成 xn
计算： 萃取级数 n
Y1 YS
B S
(
X
1
X
F
)
二、多级错流萃取的计算
第 n 级作溶质 A的质量衡算
Yn
YS
B S (Xn
X n1 )
操作线方程Байду номын сангаас
斜率 过点
直角坐标图图解法
B S
( X n1,YS )
Y1
Y2 Y3
YS
N
M
斜率 –B/S
L
X3 X2
X1
XF
X n计算 ≤ X n规定
n=3
多级错流萃取直角坐标图图解计算
三角形相图图解法
F
xF
R1
R2
M1 M2
E1 E2
E3
多级错流萃 取三角形相 图图解计算
R3
M3
x x n计算 ≤ n规定
S1 S2 S3
n=3
二、多级错流萃取的计算
2. B与 S不互溶物系 (1) 直角坐标图解法
设 S S1 S2 • • • Sn 第 1 级作溶质 A的质量衡算
BX F SYS BX1 SY1 整理得
二、多级错流萃取的计算
(2) 解析法
设平衡关系为 Y KX
第一级的相平衡关系为
Y1 KX1
传质分离过程原理PPT课件
起运动时的导数，又称Laplace （拉普拉斯）导数。
D
D
ux
x
uy
y
uz
z
25
在进行微分能量衡算时，可采用拉格朗日方法。根 据热力学第一定律：
热力学能的变化=外界输入微元的热量+外界对微元做的功
其中外界对微元做的功可以用表面应力对微元做的 功表示。得到以焓表示的能量方程（拉普拉斯算 子）。
9
10
平衡分离过程的基础是相平衡。对于一个含n个组分、P个相的系统， 当其温度、压力和各组分的浓度不再变化时，即达到了平衡。一般地， 把相平衡定义为各组分在各相中的化学势µ或逸度ƒ(物质迁移时的推动
力或逸散能力 )相等：
（1-3）
或
fia fib fiP
(i 1,2,3,, n)
（1-4）
12
1.2.4 速率分离过程
速率分离过程是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、 温度差、电位差等作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下， 利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。这类过 程的特点是所处理的物料和产品通常属于同一相态，仅有组成 的差别。
Miscible 易混合1的3 ；
速率分离可分为膜分离和场分离两大类。
场分离的基础是粒子的迁移速度差，因此，产生速度 差的场强成为分离中的重要因素。电渗析、静电除尘 器等；
另一方面，即使有足够的速度差，若速度太小，实现 分离所需要的场的面积就很大，使分离失去实用价值。
此外，分离所需的能量W是作用力F与移动距离L的乘 积。若想减少能耗，就要尽量使用较小的力，尽量缩 短移动的距离，而后者等价于使场的几何厚度变薄， 这就是膜的物理概念。
对固体，若无内热源，摩擦热又可以忽略不计，简 化为用于热传导的普遍化方程——Fourier第二定律：
D
D
ux
x
uy
y
uz
z
25
在进行微分能量衡算时，可采用拉格朗日方法。根 据热力学第一定律：
热力学能的变化=外界输入微元的热量+外界对微元做的功
其中外界对微元做的功可以用表面应力对微元做的 功表示。得到以焓表示的能量方程（拉普拉斯算 子）。
9
10
平衡分离过程的基础是相平衡。对于一个含n个组分、P个相的系统， 当其温度、压力和各组分的浓度不再变化时，即达到了平衡。一般地， 把相平衡定义为各组分在各相中的化学势µ或逸度ƒ(物质迁移时的推动
力或逸散能力 )相等：
（1-3）
或
fia fib fiP
(i 1,2,3,, n)
（1-4）
12
1.2.4 速率分离过程
速率分离过程是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、 温度差、电位差等作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下， 利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。这类过 程的特点是所处理的物料和产品通常属于同一相态，仅有组成 的差别。
Miscible 易混合1的3 ；
速率分离可分为膜分离和场分离两大类。
场分离的基础是粒子的迁移速度差，因此，产生速度 差的场强成为分离中的重要因素。电渗析、静电除尘 器等；
另一方面，即使有足够的速度差，若速度太小，实现 分离所需要的场的面积就很大，使分离失去实用价值。
此外，分离所需的能量W是作用力F与移动距离L的乘 积。若想减少能耗，就要尽量使用较小的力，尽量缩 短移动的距离，而后者等价于使场的几何厚度变薄， 这就是膜的物理概念。
对固体，若无内热源，摩擦热又可以忽略不计，简 化为用于热传导的普遍化方程——Fourier第二定律：
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pv
H
已知 t ～td 求其他参数
二、 H －I 图的应用
练习 湿空气参数间的关系
1. 对于一定湿度的湿空气，若总压 一定，干球温度
升高，则湿球温度tW A ，露点温度td B ，焓 值I A。
A. 增加； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。
2.下面哪一对湿空气的参数不是独立的，不能用来
确定空气的状态点 B 。
则 I2 I0 cg (t2 t0) Iv2 (H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
以0 ℃为基准
Iv2 r0 cvt2
r0 2490
cv 1.88 cg 1.01
故 I2 I0 1.01(t2 t0) (2490 1.88t2 )(H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
物料的焓值
Q L(I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I1 I2
L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I2 I1
二、非等焓干燥过程
1.非等焓干燥过程的状态变化
实际 干燥
I1
t1
t0
C BC
C
A
t2 t1 I2 I1 I2 I1
H0 H1
等温 干燥
升焓 干燥
降焓 干燥
二、非等焓干燥过程
2.非等焓干燥过程的条件
讨论 降焓干燥的条件
❖ 不向干燥器补充热量 ❖ 干燥器的热损失不能忽略 ❖ 物料进出干燥器的焓不相等
一、等焓干燥过程
2.等焓干燥过程的条件
讨论 等焓干燥的条件
❖ 不向干燥器补充热量
ＱD=0
❖ 干燥器的热损失可忽略 ＱL=0
❖ 物料进出干燥器的焓相等 I2 I1
Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL Q L( I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
1.水分蒸发量
W G(X1 X 2 ) L(H2 H1) kg/s
2.空气消耗量
绝干空气消耗量
L G(X1 X 2 ) W H2 H1 H2 H1
kg绝干气/s
二、干燥系统的物料衡算
新鲜空气消耗量
L0 L(1 H1)
新鲜空气体积消耗量
V LvH
单位空气消耗量
l L 1 W H2 H1
I1 cm1
I2 cm2
湿物料的平 均比热容
绝干料的平 均比热容
I2 I1 cm (2 1)
cm cs Xcw cs 4.187X
水的比 热容
一、热量衡算基本方程
由 Q QP QD L(I2 I0) G(I2 I1) QL
整理得
Q 1.01L(t2 t0) Gcm (2 1) W (2490 1.88t2) QL
二、 H －I 图的应用
1.已知状态点求湿空气的参数
已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值：
❖ 湿度 H ❖ 相对湿度 ❖ 温度
❖焓I ❖ 水汽分压 pv
干球温度t 露点td 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)
I
A % t
tW tas td
pv
H
已知状态点求湿空气的参数
思考 露点温度和绝热饱和冷却温度的确定？
加热 空气
加热 物料
蒸发 损失 水分 热量
二、干燥系统的热效率
干燥系统的热效率定义
蒸发水分所需的热量
100 %
向干燥系统输入的总热量
W (2490 1.88t2 ) 100%
Q
一、等焓干燥过程
1.等焓干燥过程的状态变化
理想干燥 绝热干燥
I1
B
t1
C
t2 A t0
I1 I2
H0 H1 H2
kg新鲜气/s m3新鲜气/s kg绝干气/ kg 水
二、干燥系统的物料衡算
3.湿物料处理量及干燥产品流量 绝干料衡算
G G2 (1 w2 ) G1(1 w1) 湿物料处理量
G1
G2 (1 w2 ) 1 w1
kg/s
干燥产品流量
G2
G1(1 w1) 1 w2
kg/s
一、热量衡算基本方程
新 鲜
A. H 和 t ； C. t 和 tW ；
B. D.
H
和 和
td
t
； 。
一、湿物料含水量的表示方法
1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。
湿物料中水分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿含量。
一、湿物料含水量的表示方法
2.干基含水量
干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料 的质量比。
L t0
空 I0H0
气
预热器
QP
L t1
I1 H1
干燥器
干
燥
产
品
G
2
I
2
QD
干燥器热量衡算示意图
QL
L t2 废
气
I2H2 湿
G 1
物 料
I1
Qp— 预热器消耗热量，kW
QD— 干燥器补充热量，kW QL— 热损失速率，kW
一、热量衡算基本方程
预热器热量衡算
LI0 Qp LI1 干燥器热量衡算
ＱD=0 ＱL> 0
I2 I1
Q L(I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I1 I2
二、非等焓干燥过程
讨论 升焓干燥的条件
❖ 需向干燥器补充热量 且 QD G(I2 I1) QL ❖ 干燥器的热损失不能忽略 ＱL> 0 ❖ 物料进出干燥器的焓不相等 I2 I1
湿物料中水分质量
X
湿物料中绝干物料质量
两种含水量之间的关系
w X 1 X
X w 1 w
kg / kg绝干料
二、干燥系统的物料衡算
绝干空 气流量
绝干物 料流量
新鲜空气 L H1 W 干燥器 L H2 废气
干燥产品
G G2
Xw22
湿物料
G G1
wX11
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
湿物料 处理量
二、干燥系统的物料衡算
QP L I1) QL
整个系统热量衡算
Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
一、热量衡算基本方程
由 I Ig HI v cgt HI v
绝干空 气的焓
水汽 的焓
I0 cgt0 H0Iv0 I2 cgt2 H2Iv2 设 Iv0 Iv2
二、 H －I 图的应用
2.由两个独立参数确定其他参数 已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的状
态点，继而求出湿空气的各参数值。
通常给出独立参数
❖ 温度 t－湿球温度 tW ❖ 温度 t－露点 td
I
t
tW tas td
A %
pv
H
已知 t ～tw 求其他参数
I
t tW tas
td
A %
H
已知 t ～td 求其他参数
二、 H －I 图的应用
练习 湿空气参数间的关系
1. 对于一定湿度的湿空气，若总压 一定，干球温度
升高，则湿球温度tW A ，露点温度td B ，焓 值I A。
A. 增加； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。
2.下面哪一对湿空气的参数不是独立的，不能用来
确定空气的状态点 B 。
则 I2 I0 cg (t2 t0) Iv2 (H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
以0 ℃为基准
Iv2 r0 cvt2
r0 2490
cv 1.88 cg 1.01
故 I2 I0 1.01(t2 t0) (2490 1.88t2 )(H2 H0 )
一、热量衡算基本方程
物料的焓值
Q L(I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I1 I2
L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I2 I1
二、非等焓干燥过程
1.非等焓干燥过程的状态变化
实际 干燥
I1
t1
t0
C BC
C
A
t2 t1 I2 I1 I2 I1
H0 H1
等温 干燥
升焓 干燥
降焓 干燥
二、非等焓干燥过程
2.非等焓干燥过程的条件
讨论 降焓干燥的条件
❖ 不向干燥器补充热量 ❖ 干燥器的热损失不能忽略 ❖ 物料进出干燥器的焓不相等
一、等焓干燥过程
2.等焓干燥过程的条件
讨论 等焓干燥的条件
❖ 不向干燥器补充热量
ＱD=0
❖ 干燥器的热损失可忽略 ＱL=0
❖ 物料进出干燥器的焓相等 I2 I1
Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL Q L( I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
1.水分蒸发量
W G(X1 X 2 ) L(H2 H1) kg/s
2.空气消耗量
绝干空气消耗量
L G(X1 X 2 ) W H2 H1 H2 H1
kg绝干气/s
二、干燥系统的物料衡算
新鲜空气消耗量
L0 L(1 H1)
新鲜空气体积消耗量
V LvH
单位空气消耗量
l L 1 W H2 H1
I1 cm1
I2 cm2
湿物料的平 均比热容
绝干料的平 均比热容
I2 I1 cm (2 1)
cm cs Xcw cs 4.187X
水的比 热容
一、热量衡算基本方程
由 Q QP QD L(I2 I0) G(I2 I1) QL
整理得
Q 1.01L(t2 t0) Gcm (2 1) W (2490 1.88t2) QL
二、 H －I 图的应用
1.已知状态点求湿空气的参数
已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值：
❖ 湿度 H ❖ 相对湿度 ❖ 温度
❖焓I ❖ 水汽分压 pv
干球温度t 露点td 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)
I
A % t
tW tas td
pv
H
已知状态点求湿空气的参数
思考 露点温度和绝热饱和冷却温度的确定？
加热 空气
加热 物料
蒸发 损失 水分 热量
二、干燥系统的热效率
干燥系统的热效率定义
蒸发水分所需的热量
100 %
向干燥系统输入的总热量
W (2490 1.88t2 ) 100%
Q
一、等焓干燥过程
1.等焓干燥过程的状态变化
理想干燥 绝热干燥
I1
B
t1
C
t2 A t0
I1 I2
H0 H1 H2
kg新鲜气/s m3新鲜气/s kg绝干气/ kg 水
二、干燥系统的物料衡算
3.湿物料处理量及干燥产品流量 绝干料衡算
G G2 (1 w2 ) G1(1 w1) 湿物料处理量
G1
G2 (1 w2 ) 1 w1
kg/s
干燥产品流量
G2
G1(1 w1) 1 w2
kg/s
一、热量衡算基本方程
新 鲜
A. H 和 t ； C. t 和 tW ；
B. D.
H
和 和
td
t
； 。
一、湿物料含水量的表示方法
1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。
湿物料中水分质量
w
湿物料的总质量
kg / kg湿物料
注意
工业上通常用湿基含水量表示湿含量。
一、湿物料含水量的表示方法
2.干基含水量
干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料 的质量比。
L t0
空 I0H0
气
预热器
QP
L t1
I1 H1
干燥器
干
燥
产
品
G
2
I
2
QD
干燥器热量衡算示意图
QL
L t2 废
气
I2H2 湿
G 1
物 料
I1
Qp— 预热器消耗热量，kW
QD— 干燥器补充热量，kW QL— 热损失速率，kW
一、热量衡算基本方程
预热器热量衡算
LI0 Qp LI1 干燥器热量衡算
ＱD=0 ＱL> 0
I2 I1
Q L(I1 I0 ) QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
L(I1 I0 ) L(I2 I0 ) I1 I2
二、非等焓干燥过程
讨论 升焓干燥的条件
❖ 需向干燥器补充热量 且 QD G(I2 I1) QL ❖ 干燥器的热损失不能忽略 ＱL> 0 ❖ 物料进出干燥器的焓不相等 I2 I1
湿物料中水分质量
X
湿物料中绝干物料质量
两种含水量之间的关系
w X 1 X
X w 1 w
kg / kg绝干料
二、干燥系统的物料衡算
绝干空 气流量
绝干物 料流量
新鲜空气 L H1 W 干燥器 L H2 废气
干燥产品
G G2
Xw22
湿物料
G G1
wX11
干燥产 品流量
干燥器物料衡算示意图
湿物料 处理量
二、干燥系统的物料衡算
QP L I1) QL
整个系统热量衡算
Q QP QD L(I2 I0 ) G(I2 I1) QL
一、热量衡算基本方程
由 I Ig HI v cgt HI v
绝干空 气的焓
水汽 的焓
I0 cgt0 H0Iv0 I2 cgt2 H2Iv2 设 Iv0 Iv2
二、 H －I 图的应用
2.由两个独立参数确定其他参数 已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的状
态点，继而求出湿空气的各参数值。
通常给出独立参数
❖ 温度 t－湿球温度 tW ❖ 温度 t－露点 td
I
t
tW tas td
A %
pv
H
已知 t ～tw 求其他参数
I
t tW tas
td
A %