第七章固体干燥.ppt
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1、2019/4/7,1,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,第五节 干燥设备,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,2019/4/7,2,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,2019/4/7,3,去湿: 湿分从物料中去除的过程。,去湿的方法:,机械去湿,去湿目的: 1)工艺要求;2)贮存;3)运输。,物理去湿,加热去湿(干燥),一、 固体物料去湿方法,二、 湿物料的干燥方法,(1)热传导干燥法,2019/4/7,4,(2)对流传热干燥法,(3)红外线辐射干燥法,(4)微波加热干
2、燥法,(5)冷冻干燥法,干燥过程的分类:,常压干燥 真空干燥,2019/4/7,5,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) 辐射干燥 介电加热干燥,2019/4/7,6,1.传热、传质同时,但方向相反; 2.介质是热载体,有是湿载体。,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。,三、对流干燥过程 的传热与传质,H,t,Q,W,ti,p,pi,M,干燥过程进行必要条件: 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。,2019/4/7,7,第二节 湿空气的性质
3、与湿度图,一、 湿空气的性质,二、湿空气的湿度图及其应用,2019/4/7,8,一、 湿空气的性质,(一)湿空气中湿含量的表示方法,1. 湿空气中水汽分压pV,2. 相对湿度 定义:一定T、P,pV与同温度下pS之比的百分数。,2019/4/7,9,3. 湿度(湿含量)H 定义:1kg干空气所携带的水汽质量。,饱和空气, pV = ps, =1,不可作为干燥介质; 不饱和空气, pV ps , 1,可作为干燥介质。,2019/4/7,10,当P为一定值时,,pV =ps时,H=Hs,即:,H与的关系: H 表示空气中水汽含量的绝对值,而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,
4、 能力。,2019/4/7,11,(二)湿空气的比体积、比热容和焓,1. 湿空气的比体积H m3湿空气/kg干气 定义:1kg绝干空气为基准,湿空气的总体积。,2019/4/7,12,P一定,,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,3. 湿空气的焓I kJ/kg干气,2019/4/7,13,定义:湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。,(三)湿空气的温度,t:是用普通温度计测得的湿空气的真实温度。,1. 干球温度 t,2019/4/7,14,定义:一定压力,不饱和空气等湿降温至饱和的温度。,pS:td下的饱和
5、蒸汽压。,2. 露点 td,tw: 湿球温度计在空气中所达 到的平衡或稳定的温度。,3. 湿球温度 tw,气流,t,tw,2019/4/7,15,湿球温度计工作原理,物系一定,,空气水系统,u 5m/s :,Q,N,对流传热,kH,气体 t, H,气膜,对流传质,液滴表面 tw , Hw,2019/4/7,16,2)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。,4. 绝热饱和温度tas 定义:空气绝热增湿至饱和时的温度。,2019/4/7,17,空气变化过程:1)t;2)H;3)I不变。,2019/4/7,18,tw 与ta
6、s 的关系:,tw :大量空气与少量水接触,空气t、H的不变; tas :大量水与一定量空气接触,空气降温、增湿。,tw 与 tas 数值上的差异取决于/kH 与cH两者之间的差别。,tw :传热与传质速率均衡结果,属动平衡; tas :热量衡算与物料衡算导出,属静平衡。,,,空气水体系:,2019/4/7,19,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。,P一定,F=2,两个独立参数确定空气状态、性质。,二、湿空气的焓湿图及其应用,2019/4/7,20,(一)I-H图的构造,坐标;5根线。,等湿线,等焓线,等温线,p-H线,20
7、19/4/7,21,(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% 求:H、td、 tas,A,H=0.016kg/kg干气,D,C,2019/4/7,22,例2 已知t、 tW ,定状态。,A,2019/4/7,23,例3 已知t、 td ,定状态。,A,2019/4/7,24,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,2019/4/7,25,(一)物料中含水量表示方法,(1)湿基含水量 w kg水/kg湿物料,一、干燥过程的物料衡算,(2)干基含水量 X kg水/kg干物料,2019/4/7
8、,26,(3)两者关系,(二) 物料衡算,湿物料 L1 , w1,干燥产品 L2 , w2,热空气 G , H1,湿废气体 G , H2,(1)干燥产品流量L2,(2)水分蒸发量 W,2019/4/7,27,(3)空气消耗量,2019/4/7,28,二、干燥过程的热量衡算,湿物料 L1 , X1 , 1, I1,干燥产品 L2 , X2 , 2, I2,热气体 G, H1, t1, I1,湿废气体 G, H2, t2, I2,湿气体 G, H0, t0, I0,Qp,QD,QL,预热器,干 燥 器,2019/4/7,29,(1)预热器的加热量,(2)干燥器的热量衡算,2019/4/7,30,第
9、四节 物料的平衡含水量,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,2019/4/7,31,一、物料的干燥实验曲线,(一)干燥实验曲线,A,湿含量X,Xc,tw,D,C,B,A,D,C,B,t,X*,物料表面温度,干燥时间 ,预热段,恒速段,降速段,干燥曲线: X 、与 的关系曲线。,空气温度 湿度 流速 与物料接触状况,恒定干燥条件:,2019/4/7,32,2.恒速干燥段:物料温度恒定在 tw,X 呈直线,气体传给物料热量全部用于湿份汽化。,1.预热段:物料升温,X变化不大。,3.降速干燥段:物料开始升温,X 变化减慢,气体传给物料的热量仅部分
10、用于湿份汽化,其余用于物料升温,当 X = X* , = t。,(二)干燥过程的三阶段,2019/4/7,33,二、物料的平衡含水量曲线,(一)物料的平衡含水量曲线,平衡水分(X*):,不能用干燥方法除去的水分。,X* = f(物料种类、空气性质),吸水性弱的,小,2019/4/7,34,(二)自由水分与平衡水分,自由水分(XX*):可用干燥方法除去的水分。,(三) 结合水分与非结合水分,结合水分 水与物料有结合力,pw ps。,非结合水分 水与物料无结合力, pw ps。,2019/4/7,35,1)结合水分与非结合水分只与物料的性质有关,而与空气的状态无关,这是与平衡水分的主要区别。,2)
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