第七章 固体干燥 [修复的]

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第二节 湿空气的性质与湿度图 一、 湿空气的
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一、 湿空气的性质
湿空气：含有湿分的空气，是常用的干燥介质， 且一般情况下可视为理想气体
（一）湿空气中湿含量的表示方法 干燥过程中，干空气的质量不变，故干燥计算 以单位质量干空气为基准（干基）。
pS H 0.622 P pS
t
td f ( H )
例7-1
pS：td下的饱和蒸汽压。 3. 湿球温度 tw tw: 湿球温度计在空气中所达
气流
tw
到的平衡或稳定的温度。
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湿球温度计工作原理
Q A(t t w )
气膜 气体 t, H kH 对流传质 N 对流传热 Q
I 2492 H (1.01 1.88H ) t 2492 H cH t
I f ( H，t )
（三）湿空气的温度 1. 干球温度 t
t I H
t：是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。
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2. 露点 td
定义：一定压力，不饱和空气等湿降温至饱和的温度。
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T 101.33 H (0.773 1.244 H ) 273 P
P一定， H f (t，H )
t H H
2. 湿空气的比热容cH
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水
汽升高温度1K所需的热量。 [kJ/kg干气•K]
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空气变化过程：1）t↓；2)H↑；3）I不变。
Q cHas (t tas ) ras ( H as H )
ras tas t ( H as H ) cHas
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t as f ( t，H )
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tw 与tas 的关系： • tw ：大量空气与少量水接触，空气t、H的不变；
A t=30 D
求：H、td、 tas
td:等H降温。
0.6
C
tas：等焓饱和。
td=21
100%
等焓线
H=0.016kg/kg干气
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例2 已知t、 tW ，定状态。
A
tw与tas相一致，与 该温度下相对湿 度为1时的等焓线 与等温线相交点 即为状态点。
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（1）热传导干燥法
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（2）对流传热干燥法 （3）红外线辐射干燥法
（4）微波加热干燥法
（5）冷冻干燥法 干燥过程：利用热能除去固体物料中的湿分（水 或其他溶剂）的单元操作。
干燥过程的分类： 按操作压力分
常压干燥
真空干燥
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按操作方式分
连续式
间歇式 传导干燥（间接加热干燥） 对流干燥（直接加热干燥）
按供热方式分
td 2
t w1
tw2
td1
H2
t不变， H t w td
tw 、td 与干球温度 t 相接近。
若湿分增加达到饱和，则出现：
td t w t
（3）两股气体的混合
气体1与气体2混合，则混合气体的状态点在状态点1与状态点2 的连线上，具体可以根据杠杆规则确定混合气体的状态点m 。
第七章 固体干燥
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和热量衡算 第四节 物料的平衡含水量与干燥速率 第五节 干燥设备
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第一节 概述 一、 固体物料去湿方法
二、 湿物料的干燥方法
三、 对流干燥过程的传热与传质
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一、 固体物料去湿方法
辐射干燥
介电加热干燥
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三、对流干燥过程 的传热与传质
1.传热、传质同时， 但方向相反；
H
t ti
8
Q
6
pi
M
W
7
2.介质是热载体， 有的是湿载体。
干燥过程进行必要条件：
p
1 2
3
干品 4
5
1.物料表面水汽压力大于干燥介质 中水汽分压； 2.干燥介质要将汽化的水分及时带走。
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Xc
恒速段
D
X*
物料表面温度
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二、干燥过程的热量衡算
湿废气体 G, H2, t2, I2 QD 湿物料 L1 , X1 , 1, I1’ Qp 预热器 热气体 G, H1, t1, I1 干 燥 器 干燥产品 L2 , X2 , 2, I2’
QL
湿气体 G, H0, t0, I0
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（2）水分蒸发量 W
湿物料 L1 , w1
干燥产品 L2 , w2
W G( H 2 H1 ) Lc ( X1 X 2 )
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热空气 G , H1
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（3）空气消耗量
W G H 2 H1 G 1 W H 2 H1
空气消耗量随进干燥器的空气湿度H1的增大而 增多。一般按夏季的空气温度确定全年中最大空气 消耗量来选择鼓风机。 例7-4
1-鼓风机；2-预热器； 3-气流干燥管；4-加料斗； 5-螺旋加料器；6-旋风分离器； 7-卸料阀；8-引风机。
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说明： （1）利用热空气和湿物料作相对运动，气体的 热量传递给湿物料，使湿物料的湿分汽化并传 递到气体中，并被带走。 （2）对流干燥是动量、热量、质量传递同时进 行的传递过程。 （3）质量传递：湿份的转移，由固相到气相， 以蒸汽分压为推动力 （4）热量传递： 由气相到固相，以温度差为推 动力。
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例3 已知t、 td ，定状态。
A
td
等湿线与 等温线相 交点为状 态点。 例7-3
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第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算 一、干燥过程的物料衡算 二、干燥过程的热量衡算
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一、干燥过程的物料衡算
（一）物料中含水量表示方法 （1）湿基含水量 w [kg水/kg湿物料]
V1 V2 Vm
Im
V1 H1 V2 H 2 Vm H m V1 I1 V2 I 2 Vm I m
V1 H m H1 V2 H 2 H m
Hm
V1 I m I1 V2 I 2 I m
由Hm和Im确定状态点。
（二）焓湿图的应用 1.已知两个独立参数，定空气状态点，求其它性能参数 例1 已知t=30 ℃，=60%
1. 湿空气中水汽分压pV。 2. 相对湿度 φ
p pv pg
pV py
定义：一定T、P，pV与同温度下pS之比的百分数。
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pV 100% pS
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饱和空气， pV = ps， φ =1，不可作为干燥介质； 不饱和空气， pV < ps ，φ <1，可作为干燥介质。
去湿: 湿分从物料中去除的过程。将固体物料中所
含的湿分（水或有机溶剂）去除至规定指标的操作 . 去湿目的: 1）工艺要求；2）贮存；3）运输。
机械去湿法:能耗少、费用低，但湿分去除不彻底
去湿的方法:
物理去湿:受吸湿剂的平衡浓度的限制，且只适用于脱 除微量湿分 加热去湿（干燥）:工业上常用方法。
二、 湿物料的干燥方法
pS H S 0.622 P pS
当P为一定值时， pV =ps时，H=Hs 即： H S f ( t，P )
H与φ的关系： H 表示空气中水汽含量的绝对值，
而φ反映湿空气水气含量的相对大小，不饱和程度，
吸收水汽的能力， φ ↓→能力↑。
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ps H 0.622 P ps
kH
c H ，tw tas
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• 当空气为不饱和状态：t tw (tas) td；
当空气为饱和状态：t = tw (tas) = td。
二、湿空气的焓湿图及其应用
c H、 H、I H、 、t as、tW 、t d、、pW f (t , H )
F c 2 2 1 2 3
P一定，F=2，两个独立参数确定空气状态、性质。
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（一）I-H图的构造
坐标；5根线。
等湿线 等温线 等相对 湿度线 等焓线
p-H线
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等焓线 等湿度线 等温线
等相对湿 度线 等水汽分 压线
pw H 0.622 Pt pw
湿空气状态变化过程图示
空气—水系统，u 5m/s ： k
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H
1.09 c H
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2）饱和空气： tw= t； 3）不饱和空气： tw< t 。
测定tw的意义：1）测定H ；
2）确定物料表面的温度。 例7-2 4. 绝热饱和温度tas 定义：空气绝热增湿至饱和时的温度。
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c H c g cv H 1.01 1.88H f ( H )
3. 湿空气的焓I
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[kJ/kg干气]
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定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。
I I g I v H cg t (r0 cv t ) H r0 H (c g cv H )
例7-5
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第四节 物料的平衡含水量与干燥速率 一、物料的干燥实验曲线 二、物料的平衡含水量曲线 三、恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间
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