干燥第四节.ppt

干燥第四节现在学习的是第1页，共15页（2）非结合水分机械地附在物料表面或物料颗粒之间孔隙中的水分。特征：结合力弱，其蒸汽压为同温度下水的饱和蒸汽压，用干燥法能除去。2平衡水分与自由水分根据物料中的水分在一定干燥条件下，能否用干燥法除去而分。与空气状态有关。不能被除去的那部分水平衡水分（一定是结合水分）；除去的那部分水自由水分（包括结合水分和非结合水分）。现在学习的是第2页，共15页3.物料的平衡含水量曲线干燥介质条件（t，）与物料平衡含水量的关系。pspe0物料含水量X kg水/kg绝干物料0XtX*总含水量平衡水分自由水分结合水分非结合水分在一定温度下，物料结合水分与非结合水分的划分只取决于物料本身的特征，而与空气状态有关。物料中的平衡水分与自由水分的划分不仅与物料性质有关，也与空气的状态有关。现在学习的是第3页，共15页X*该空气状态下的平衡含水量，干燥的极限；Xt-X*指定状态的空气所带走的水分，自由含水量二、干燥机理当湿物料（其含水量大于平衡含水量）与干燥介质（不饱和空气）接触，其表面水分汽化，形成表面与内部的湿度差，水分由内部向表面扩散。在干燥的不同时期，其控制机理不同：1表面汽化控制：表面汽化速率内部扩散速率内部水分能迅速到达表面，物料表面足够湿润，其表面温度可取tW，干燥速率受表面汽化速率控制，此类干燥操作完全受干燥介质性质而定。如：纸、皮革的干燥。现在学习的是第4页，共15页三、干燥动力学实验和干燥曲线1干燥动力学实验测定物料含水量与温度随时间的关系天平毫伏表湿物料干燥介质热电偶现在学习的是第5页，共15页干燥实验曲线X-线-线ABCDEX1XcX*001tW2干燥时间物料表面温度 物料含水量 X现在学习的是第6页，共15页1干燥过程的三阶段（1）预热阶段AB预热开始，热推动力（t-），使物料表面温度升高至tW。（2）恒速干燥阶段BC热推动力（t-tW），物料表面温度一直保持tW，物料表面湿润。图中BC为直线，斜率为常数，此阶段的干燥速率决定于物料表面的水分汽化速率，故又称为表面汽化控制阶段。现在学习的是第7页，共15页（1）降速阶段CDEC恒速干燥阶段与降速阶段的临界点，Xc为临界含水量。CD第一降速阶段，内部水分移动速率不及表面汽化速率，湿润表面收缩，表面不能完全湿润；DE第二降速阶段，汽化表面由物料表面向内部转移，表面完全不湿润；在降速阶段斜率逐渐减小，直到点E，斜率为零，表示水分汽化速率等于零，干燥结束。此时物料达到平衡含水量X*，物料温度将等于空气温度。现在学习的是第8页，共15页降速阶段的干燥速率主要决定于水汽在物料内部的传递速率，故又称为内部扩散控制阶段。四、恒定干燥条件下的干燥速率和干燥时间1.干燥速率指单位时间内单位干燥表面积上汽化的水分量kg水/m2.h由于dW=GcdX现在学习的是第9页，共15页ABCDEucX*XcX1降速阶段恒速阶段X/kg水/kg绝干物料NA/kg/m2h2.干燥速率曲线现在学习的是第10页，共15页（1）恒速干燥阶段特点：物料表面湿润（充满非结合水分）；表面恒温为湿球温度tW，物料内部水分扩散表面水分汽化速率，属表面汽化控制。主要影响因素：干燥速率取决于空气性质，与物料性质关系不大1）提高空气温度与降低空气湿度，可增大传热及传质推动力；2）提高空气流速，可增大对流传热系数与传质系数kH；改善空气与物料的接触方式，如喷雾干燥。现在学习的是第11页，共15页干燥时间计算：由最初含水量X1到临界含水量Xc所需的时间1。由于（2）降速干燥阶段特点：物料只有结合水分；表面温度不断升高；物料内部水分扩散表面水分汽化速率，属内部扩散控制。现在学习的是第12页，共15页第一降速阶段物料表面不能全部维持湿润，而形成干区；由于汽化面积减少，使干燥速率（按全部表面积计）下降。第二降速阶段物料表面不能全部形成干区，汽化面内移；由于物料内部热、质传递路径增长，使干燥速率下降。主要影响因素：干燥速率取决于物料的结构、形状和尺寸，与空气性质关系不大。现在学习的是第13页，共15页干燥时间计算：计算由物料含水量Xc下降到X2所需的时间2。1）图解积分法XX2Xc21/NA现在学习的是第14页，共15页2）解析计算法当NA与X呈线性关系时，即图中直线CE代替曲线CDE，物料干燥所需总时间为：对间歇干燥操作，每批物料干燥周期为：每批物料装卸辅助时间,见p339例144。现在学习的是第15页，共15页