化工原理下第十二章干燥.ppt

第12章干燥12.1概述概述12.2湿空气的性质及湿度图湿空气的性质及湿度图12.3干燥器的物料衡算及热量衡算干燥器的物料衡算及热量衡算12.4干燥速度及干燥时间干燥速度及干燥时间 12.5干燥器干燥器化工原理化工原理下册下册第一页，编辑于星期六：十八点八分。12.1概述概述在化工、食品、制药、纺织、农产品加工等行业，常常需在化工、食品、制药、纺织、农产品加工等行业，常常需要将湿固体物料中的湿分要将湿固体物料中的湿分(水分或其它液体水分或其它液体)除去，以便于运输、除去，以便于运输、储藏或达到生产规定的含湿要求。储藏或达到生产规定的含湿要求。除湿的方法很多，常用的有：除湿的方法很多，常用的有：1.机械去湿：通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。这是机械去湿：通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。这是一种能耗较少，较为经济的去湿方法，但湿分的除去不完全。一种能耗较少，较为经济的去湿方法，但湿分的除去不完全。2.吸附去湿：采用固体吸附剂，如吸附去湿：采用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去物、硅胶等吸去物料中所含的水分。这种方法去除的水分量很少，且成本较料中所含的水分。这种方法去除的水分量很少，且成本较高。高。3.干燥法去湿：向物料供热，使湿物料中的湿份气化而去湿。干燥法去湿：向物料供热，使湿物料中的湿份气化而去湿。干燥法耗能较大，工业上往往将机械去湿和干燥法去湿联合起干燥法耗能较大，工业上往往将机械去湿和干燥法去湿联合起来。来。第二页，编辑于星期六：十八点八分。12.1概述概述 干燥法去湿的分类：干燥法去湿的分类：1、按供热方式分：、按供热方式分：（1）传导干燥）传导干燥热能通过传热壁面以传导的方式传给物料，产生的湿分蒸汽热能通过传热壁面以传导的方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相被气相(又称干燥介质又称干燥介质)带走。如：纸制品铺在热滚筒上进行干带走。如：纸制品铺在热滚筒上进行干燥。燥。（2）辐射干燥）辐射干燥由辐射器产生的辐射能以电磁波的形式到达物料表面，由辐射器产生的辐射能以电磁波的形式到达物料表面，被物料吸收而重新变为热能，从而使湿份气化。如：红外线被物料吸收而重新变为热能，从而使湿份气化。如：红外线干燥自行车表面油漆。干燥自行车表面油漆。（3）介电加热干燥）介电加热干燥将需要干燥的物料置于高频电场中，电能在物料中转变成将需要干燥的物料置于高频电场中，电能在物料中转变成热能，使液体很快升温而气化。这种加热过程发生在物料内部，热能，使液体很快升温而气化。这种加热过程发生在物料内部，故干燥速率较快。如：微波炉故干燥速率较快。如：微波炉第三页，编辑于星期六：十八点八分。12.1概述概述（4）对流干燥）对流干燥使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流的方式加入物料，使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流的方式加入物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。如：用热空气作为干燥介质，吹过物产生的蒸汽被干燥介质带走。如：用热空气作为干燥介质，吹过物料表面，热能传给湿物料，物料表面湿份气化，从而造成物料表面料表面，热能传给湿物料，物料表面湿份气化，从而造成物料表面与内部湿份浓度的差异。在这一湿份浓度的差异下，内部湿份向表与内部湿份浓度的差异。在这一湿份浓度的差异下，内部湿份向表面扩散，到达表面后气化被热空气带走。热空气既是载热体，又是面扩散，到达表面后气化被热空气带走。热空气既是载热体，又是载湿体。对流干燥传热传质同时进行。载湿体。对流干燥传热传质同时进行。a、对流干燥过程特点：、对流干燥过程特点：传热传质同时进传热传质同时进行行第四页，编辑于星期六：十八点八分。12.1概述概述b、对流干燥流程、对流干燥流程：2、按操作压力分：常压、减压、按操作压力分：常压、减压3、按操作方式分：连续、间歇、按操作方式分：连续、间歇本章讨论常压连续对流干燥。本章讨论常压连续对流干燥。第五页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质空气中混入水蒸汽后，形成的混合气体称为湿空气。湿空气在空气中混入水蒸汽后，形成的混合气体称为湿空气。湿空气在干燥过程计算中很重要，故首先讨论湿空气的性质。干燥过程计算中很重要，故首先讨论湿空气的性质。在干燥过程中，绝干空气的质量没有变化，因此，以下在干燥过程中，绝干空气的质量没有变化，因此，以下湿空气的性质以单位千克绝干空气为基准。湿空气的性质以单位千克绝干空气为基准。第六页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法在干燥过程中，湿空气中水蒸汽含量的表示方法有两种在干燥过程中，湿空气中水蒸汽含量的表示方法有两种:1.湿度湿度又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气质量之又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气质量之比比(质量比质量比)，用，用H表示，单位表示，单位kg水汽水汽/kg干空气。干空气。第七页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质即即当湿空气中的水汽分压当湿空气中的水汽分压p等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽压压ps时，湿空气再不能吸收水分，此时湿空气达到饱和状态，其时，湿空气再不能吸收水分，此时湿空气达到饱和状态，其湿度称为饱和湿度，用湿度称为饱和湿度，用Hs表示：表示：湿空气的饱和湿度是温度的函数。湿空气的饱和湿度是温度的函数。第八页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质2.相对湿度相对湿度在一定总压下，湿空气中水汽分压在一定总压下，湿空气中水汽分压p与同温度下纯水的饱和蒸与同温度下纯水的饱和蒸汽压汽压ps之比，称为相对湿度，用之比，称为相对湿度，用 表示，即表示，即相对湿度代表空气中水汽含量的相对大小。当相对湿度代表空气中水汽含量的相对大小。当p0时，时，0，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。当，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。当pps时，时，1，表示湿空气被水汽饱和，为饱和湿空气，这种湿空气不能用作表示湿空气被水汽饱和，为饱和湿空气，这种湿空气不能用作干燥介质。可见，干燥介质。可见，越小，空气的吸湿能力越大越小，空气的吸湿能力越大。将上式代入将上式代入 得到得到 说明相对湿度说明相对湿度是湿度是湿度H和温度和温度t的函数。的函数。第九页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质二、湿比容二、湿比容二、湿比容二、湿比容 单位千克绝干空气体积及其所带水汽体积之和，称为单位千克绝干空气体积及其所带水汽体积之和，称为湿空气的比容，简称湿比容，用湿空气的比容，简称湿比容，用vH表示，单位表示，单位m3湿空气湿空气/kg干空气，干空气，即即得到得到湿比容湿比容vH是湿度和温度的函数。是湿度和温度的函数。第十页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质三、湿比热三、湿比热三、湿比热三、湿比热(容容容容)以单位千克绝干空气为基准，将以单位千克绝干空气为基准，将(1+H)kg湿空气温湿空气温度升高或降低度升高或降低1所需要吸收或放出的热量，称为湿空气的比热，所需要吸收或放出的热量，称为湿空气的比热，简称湿比热，用简称湿比热，用cH表示，单位表示，单位 kJ/(kg干空气干空气K)，即，即得到得到 湿比热湿比热cH只是湿度的函数。只是湿度的函数。第十一页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质四、湿空气的焓四、湿空气的焓四、湿空气的焓四、湿空气的焓 以单位千克绝干空气为基准，绝干空气的焓及其所以单位千克绝干空气为基准，绝干空气的焓及其所带水分的焓之和，称为湿空气的焓，用带水分的焓之和，称为湿空气的焓，用I表示，单位表示，单位kJ/kg干空气。干空气。规定，规定，0时绝干空气及液态水的焓为零，于是时绝干空气及液态水的焓为零，于是湿空气的焓是湿度和温度的函数。湿空气的焓是湿度和温度的函数。第十二页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质解：现求湿度解：现求湿度相度湿度、湿比容、湿比热和焓都是温度和湿度的函数。相度湿度、湿比容、湿比热和焓都是温度和湿度的函数。例例12-1(课本课本542页页)已知湿空气的总压已知湿空气的总压101.3kPa，温度，温度20，水汽分压水汽分压1.7kPa，求：，求：(1)湿空气的湿度、相度湿度、湿比容、湿比热和焓。湿空气的湿度、相度湿度、湿比容、湿比热和焓。(2)温度温度50，上述湿空气的性质又为多少？，上述湿空气的性质又为多少？第十三页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质温度升高，湿度不变，但相度湿度变小，说明湿空气不饱和温度升高，湿度不变，但相度湿度变小，说明湿空气不饱和程度增大，即它可以吸收更多的水分，对干燥有利。程度增大，即它可以吸收更多的水分，对干燥有利。第十四页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质五、干球温度五、干球温度五、干球温度五、干球温度t t和湿球温度和湿球温度和湿球温度和湿球温度t tww 普通温度计直接测出湿空气的温普通温度计直接测出湿空气的温度为干球温度度为干球温度(t)；普通温度计感温部分包以湿纱布，纱普通温度计感温部分包以湿纱布，纱布的一部分浸入小水槽中，以保持纱布的布的一部分浸入小水槽中，以保持纱布的润湿，此温度计即为湿球温度计。将湿球润湿，此温度计即为湿球温度计。将湿球温度计置于温度为温度计置于温度为t、湿度为、湿度为H的流动的湿的流动的湿空气中，测得的温度为湿球温度空气中，测得的温度为湿球温度(tW)。第十五页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质当达到绝热、稳态时，空气向湿纱布传递显热的速率等于当达到绝热、稳态时，空气向湿纱布传递显热的速率等于水分汽化耗热的速率。水分汽化耗热的速率。整理得整理得实验表明，对空气水体系，当被测气体温度不太高、流速大实验表明，对空气水体系，当被测气体温度不太高、流速大于于5m/s，又又Hw、rw仅取决于仅取决于tww，所以，所以 湿球温度湿球温度twww是湿空气温度是湿空气温度(干球干球温度温度t)和湿度的函数。和湿度的函数。反过来，反过来，在一定总压下，只要测出湿球温度在一定总压下，只要测出湿球温度tww和干球温度和干球温度t，可，可以确定湿度。以确定湿度。第十六页，编辑于星期六：十八点八分。六、绝热饱和温度六、绝热饱和温度六、绝热饱和温度六、绝热饱和温度t tasas 绝热饱和温度绝热饱和温度tas也是湿空气的性质之一，即绝热饱和也是湿空气的性质之一，即绝热饱和温度也是湿空气温度和湿度的函数。温度也是湿空气温度和湿度的函数。当少量不饱和空气当少量不饱和空气(湿空气，温度湿空气，温度t和湿度和湿度H)掠过河水掠过河水(河水温度河水温度tas)。不饱和空气和河水接触，水分不断向空气气化，。不饱和空气和河水接触，水分不断向空气气化，(由由于河水是大量的，河水温度于河水是大量的，河水温度tas不变，且河水只与空气发生热交不变，且河水只与空气发生热交换换)水分气化所需要的能量只取自于空气，因此，湿空气在向前流水分气化所需要的能量只取自于空气，因此，湿空气在向前流动过程中，温度动过程中，温度t不断下降，而湿度不断下降，而湿度H不断增加。在这个过程中，不断增加。在这个过程中，湿空气的焓不变。湿空气的焓不变。当湿空气的温度当湿空气的温度t下降到与河水温度下降到与河水温度tas相同，传热不再发生，相同，传热不再发生，水分不断向空气气化也停止。这时，我们称这一温度为湿空气水分不断向空气气化也停止。这时，我们称这一温度为湿空气的绝热饱和温度的绝热饱和温度tas，相应的湿空气湿度为绝热饱和湿度，相应的湿空气湿度为绝热饱和湿度Has。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质第十七页，编辑于星期六：十八点八分。对这一过程作热量衡算，以单位质量绝干空气为基准。对这一过程作热量衡算，以单位质量绝干空气为基准。气体放出的显热液体汽化的潜热气体放出的显热液体汽化的潜热 即：即：，得到，得到上式中，上式中，Has、ras是是tas的函数，的函数，cH是是H的函数。因此，湿空气的函数。因此，湿空气的绝热饱和温度的绝热饱和温度tas是湿空气温度是湿空气温度t和湿度和湿度H的函数。的函数。上式与湿球温度上式与湿球温度tw的公式作比较：的公式作比较：对于空气水体系，对于空气水体系，/kHcH，因此，对于空气水体系，因此，对于空气水体系，湿球温度湿球温度tw与绝热饱和温度与绝热饱和温度tas相同，即相同，即twtas。12.2.1湿空气的性质湿空气的性质第十八页，编辑于星期六：十八点八分。七、露点七、露点七、露点七、露点t td d 在总压不变的情况下，不饱和湿空气在湿度在总压不变的情况下，不饱和湿空气在湿度H不变的情况下冷不变的情况下冷却，并达到饱和状态时的温度称为露点，用却，并达到饱和状态时的温度称为露点，用td表示。此时，水汽分压表示。此时，水汽分压p等于饱和蒸汽压等于饱和蒸汽压ps，即相对湿度，即相对湿度=1，开始有水珠冷凝。，开始有水珠冷凝。上式：上式：pd 露点温度下水的饱和蒸汽压；露点温度下水的饱和蒸汽压；Hd 露点温度露点温度下的饱和湿度。下的饱和湿度。只要测出露点温度，由上式可以计算出空气的饱和湿度。只要测出露点温度，由上式可以计算出空气的饱和湿度。空气水体系：空气水体系：ttwtastd。见湿度图。见湿度图。例例12-2课本课本546页。已知湿空气的温度和湿度，求相度湿度，露点，绝页。已知湿空气的温度和湿度，求相度湿度，露点，绝热饱和温度和湿球温度。热饱和温度和湿球温度。，即，即12.2.1湿空气的性质湿空气的性质第十九页，编辑于星期六：十八点八分。12.2.2湿空气的湿度图湿空气的湿度图对于不饱和湿空气，组分数对于不饱和湿空气，组分数C为为2，相数，相数为为1，根据相率，可，根据相率，可知其自由度：知其自由度：F=C-+2=2-1+2=3在总压一定的条件下，只要再任意规定两个任意参数，湿空气的在总压一定的条件下，只要再任意规定两个任意参数，湿空气的状态即被唯一确定。这两个任意参数一般定为：湿空气的温度和湿度。状态即被唯一确定。这两个任意参数一般定为：湿空气的温度和湿度。湿度图包括五种线：湿度图包括五种线：1、等干球温度线、等干球温度线2、等湿度线、等湿度线3、等相对湿度线、等相对湿度线4、绝热冷却线、等湿球温度线、绝热冷却线、等湿球温度线第二十页，编辑于星期六：十八点八分。5、湿比热(容)线1)等干球温度线等干球温度线2)等湿度线等湿度线3)等相对湿度线等相对湿度线4)绝热冷却线、绝热冷却线、等湿球温度线等湿球温度线5)湿比热湿比热(容容)线线第二十一页，编辑于星期六：十八点八分。12.3干燥器的物料衡算与热量衡干燥器的物料衡算与热量衡算算12.3.1湿物料中含水率的表示方法湿物料中含水率的表示方法 湿物料中的含水率是指湿物料中的水分含量，通常用下湿物料中的含水率是指湿物料中的水分含量，通常用下面两种方法表示：面两种方法表示：（1）湿基含水率）湿基含水率指水分质量占总湿物料质量的百分数，用指水分质量占总湿物料质量的百分数，用表示。表示。第二十二页，编辑于星期六：十八点八分。12.3.1湿物料中含水率的表示方法湿物料中含水率的表示方法（2）干基含水率）干基含水率在干燥过程中，绝干物料质量不变，取绝在干燥过程中，绝干物料质量不变，取绝干物料为基准定义水分含量。指水分质量与绝干物料质量之干物料为基准定义水分含量。指水分质量与绝干物料质量之比称干基含水率，用比称干基含水率，用X表示。表示。（3）换算关系）换算关系第二十三页，编辑于星期六：十八点八分。如下图所示，以整个干燥室为控制体，对水分作物料衡如下图所示，以整个干燥室为控制体，对水分作物料衡算可得蒸发的水分质量算可得蒸发的水分质量W为：为：在干燥器设计中，一般已知湿物料的进料量在干燥器设计中，一般已知湿物料的进料量G1、初始含水率、初始含水率1或或X1、终了含水率、终了含水率2或或X2，由上式可以求得水分的蒸发量，由上式可以求得水分的蒸发量W。12.3.2物料衡算物料衡算第二十四页，编辑于星期六：十八点八分。若再知道湿空气进、出干燥室的湿度，则由上式可知，绝干空气用量L为湿空气用量则为：蒸发1kg水分所需的绝干空气量为l(比空气用量)，则：12.3.2物料衡算物料衡算第二十五页，编辑于星期六：十八点八分。12.3.3热量衡算热量衡算通过干燥设备的热量衡算，可以求得预热器消耗的热量，干燥室补充的热量，这些计算可以作为预热器和干燥室设计的依据。一、热量衡算一、热量衡算一、热量衡算一、热量衡算下图为整个干燥设备的能量输入、输出情况。设预热器加入的热量为Qp，单位kW，以预热器作为控制体，作热量衡算：第二十六页，编辑于星期六：十八点八分。设干燥室加入的热量为Qd，单位kW，以干燥室作为控制体，作热量衡算：上式中，G1cM1tM1表示由湿物料代入干燥室的焓，由于G1G2+W，故认为G1cM1tM1是以下两部分之和：G2cM2tM1和液态水带入的焓WcltM1。上式变为将该式与下式相加，12.3.3热量衡算热量衡算第二十七页，编辑于星期六：十八点八分。得到整个干燥设备所消耗的总热量为：对上式进一步简化，得：上式中，等号左边代表干燥设备提供的能量，等号右边代表干燥设备消耗的能量，第一项LcH0(t2-t0)为新鲜空气被加热所消耗的能量，第二项G2cM2(tM2-tM0)为物料升温所消耗的能量，第三项W(1.88t2+2492)-cltM1为物料中水分蒸发所消耗的能量。12.3.3热量衡算热量衡算第二十八页，编辑于星期六：十八点八分。我们要用的公式：12.3.3热量衡算热量衡算第二十九页，编辑于星期六：十八点八分。例12-4常压下用温度20、湿度0.008kg水/kg干空气的空气干燥某湿物料。t190，t245，H20.022kg水/kg干空气。湿物料G11200kg/h，13，20.2，湿物料tM120，tM260，湿物料出口的比热cM23.50kJ/(kg)，干燥设备热损失按预热器加热量的5计算。求：(1)新鲜空气的用量，kg/h(2)预热器加热量QP，kW(3)干燥室补充的热量Qd，kW12.3.3热量衡算热量衡算第三十页，编辑于星期六：十八点八分。解：(1)新鲜空气的用量，(2)预热器加热量QP第三十一页，编辑于星期六：十八点八分。(3)干燥室内补充的热量QdcM23.50kJ/(kg)，tM120，tM260第三十二页，编辑于星期六：十八点八分。12.4干燥速率和干燥时间干燥速率和干燥时间 通过物料衡算和热量衡算，可以确定从湿物料中除去的水分量、空气量和热量。为选择风机和加热器提供依据。干燥室的尺寸，需要通过计算干燥速率和干燥时间来计算。第三十三页，编辑于星期六：十八点八分。12.4.1物料中的水分物料中的水分干燥过程中，水分由湿物料表面向空气主流中扩散的同时，物料内部的水分也源源不断的向表面扩散，水分在物料内部的扩散速率与物料结构、物料中水分的性质有关。一、平衡水分与自由水分一、平衡水分与自由水分一、平衡水分与自由水分一、平衡水分与自由水分平衡水分：在一定的干燥条件下，物料中不能被除去的那部分水分，用X*表示，单位 kg水/kg干料。空气相对湿度和温度不同，湿物料不同，平衡水分也不同。自由水分：在干燥过程中所能除去的水分，即超出平衡水分的那一部分。物料中所含的总水分=平衡水分+自由水分第三十四页，编辑于星期六：十八点八分。下图表示某些物料在25下的平衡水分与空气相对湿度的关系。1、对于非吸水性物料，如玻璃丝11、瓷土6等的平衡水分几乎等于0。2、对于吸水性物料，如烟草、皮革和木材等的平衡水分较高，且随空气状况不同而变化较大。3、当空气的相对湿度为0时，任何物料的平衡水分均为0。4、若物料与一定湿度的空气接触，物料中总有一部分水分不能被除去，这部分水分为平衡水分，它表示在该空气状态下物料能被干燥的限度。12.4.1物料中的水分物料中的水分第三十五页，编辑于星期六：十八点八分。二、结合水分与非结合水分二、结合水分与非结合水分二、结合水分与非结合水分二、结合水分与非结合水分水分在固体物料中以不同形态、不同方式与固体相结合。结晶水、小毛细管内的水分、细胞内水分，均借助化学力或物理化学力与固体相结合，这部分水称为结合水分。那些机械的附着在物料表面的水分，或在物料大空隙中的水分，与固体结合力较弱，称为非结合水分。12.4.1物料中的水分物料中的水分第三十六页，编辑于星期六：十八点八分。结合水分和非结合水分的基本区别是平衡蒸汽压不同。非结合水分的蒸汽压等于同温度下纯水的饱和蒸汽压。结合水分与物料的结合力较强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。右图中，B点以上的水分是非结合水分，B点以下的水分是结合水分。右图显示平衡水分、自由水分、结合水分与非结合水分的关系。12.4.1物料中的水分物料中的水分第三十七页，编辑于星期六：十八点八分。12.4.2干燥速率和干燥时间的计算干燥速率和干燥时间的计算 按干燥过程中空气状态参数是否变化，将干燥过程分为恒定干燥条件和非恒定干燥条件两大类。若用大量空气干燥少量物料，则认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，这称为恒定干燥条件下的干燥操作。一、恒定干燥条件下干燥时间的计算一、恒定干燥条件下干燥时间的计算一、恒定干燥条件下干燥时间的计算一、恒定干燥条件下干燥时间的计算干燥时间的计算涉及干燥机理，一般依靠实验研究首先获得干燥曲线与干燥速率曲线。第三十八页，编辑于星期六：十八点八分。12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算1、干燥曲线与干燥速率曲线干燥实验装置如图第三十九页，编辑于星期六：十八点八分。将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验。随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料的质量减少，记取物料的瞬间含水率X与干燥时间的关系干燥曲线(X-)由上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。干燥速率是指单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分质量12.4.2干燥速率和干燥时间的计算干燥速率和干燥时间的计算第四十页，编辑于星期六：十八点八分。将NA对X作图，如下：12.4.2干燥速率和干燥时间的计算干燥速率和干燥时间的计算第四十一页，编辑于星期六：十八点八分。2、干燥过程分析考察干燥曲线和干燥速率曲线，整个干燥过程可分为三个阶段：预热段预热段AB段或AB段。物料在预热段中，含水率略有下降，干燥速率可能上升，也可能下降。预热段经历时间很短，在干燥计算中忽略不计。12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算第四十二页，编辑于星期六：十八点八分。恒速干燥阶段恒速干燥阶段BC段。该段物料水分不断汽化，含水率不断下降。这一阶段除去的是物料表面附着的的非结合水分，水分去除的机理与纯水相同。此时，物料表面始终保持湿球温度tw，传质推动力(Hw-H)保持不变，于是，BC段为水平线。干燥速率：12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算第四十三页，编辑于星期六：十八点八分。降速干燥阶段降速干燥阶段第一降速阶段CD段物料内部水分转移到表面的速率低于表面水分的汽化速率，物料表面不能再维持全部润湿，此时已有部分结合水分被汽化。干燥速率NA由恒速阶段开始不断降低。干燥速率开始降低时对应的物料含水率称为临界含水率，用XC由表示，对应图中的C点，称为临界点。12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算第四十四页，编辑于星期六：十八点八分。第二降速阶段DE段干燥到D点，全部物料表面已不存在非结合水，水分的汽化面随着干燥过程的进行，逐渐由表面向物料内部移动，汽化所需的热量必须通过已干燥的固体层才能到达汽化表面，汽化的水分也必须通过这层干燥层才能到达固体表面。干燥速率因热、质传递的途径加长而下降，一直到达E点，速率降为零。降速阶段干燥速率曲线的形状不一定呈现CDE形状。与恒速阶段相比，降速阶段从物料中除去的水分量要少许多，但所需的干燥时间却长得多。12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算第四十五页，编辑于星期六：十八点八分。临界含水量临界含水量是恒速阶段转入降速阶段得转折点。临界含水量越大，干燥过程转入降速干燥阶段越早，对于相同的干燥要求，所需的干燥时间越长，这是不利的。临界含水量与物料本身的结构、性质、厚度等有关，还受干燥介质状况(流速、温度、湿度)的影响。物料层厚度越厚、空气流速越大、温度越高、湿度越低，临界含水量越大。临界含水量通常由实验测定。12.4.2干燥速率和干燥时间的计干燥速率和干燥时间的计算算第四十六页，编辑于星期六：十八点八分。3.干燥时间的计算恒速干燥阶段和降速干燥阶段的特点各不相同，故下面分别讨论。（1）恒速干燥阶段干燥时间的计算将下式在恒速干燥阶段内积分，NA=NA,C为常数，得，即12.4.2干燥速率和干燥时间的计算干燥速率和干燥时间的计算第四十七页，编辑于星期六：十八点八分。（2）降速干燥阶段干燥时间的计算设物料含水率由XC减至X2所需的干燥时间为2，则因为降速阶段的干燥速率NA不是常数，故上式计算降速阶段干燥时间需要图解积分或数值积分。若降速阶段的干燥曲线近似作直线处理，则例例12-7(课本课本570页页)第四十八页，编辑于星期六：十八点八分。四、影响恒速干燥速度的因素：1、空气流速的影响：在绝热条件下，当空气平行流过物料表面时，UCG0.8当空气垂直流过物料表面时，UCG0.372、空气湿度的影响：若空气温度不变，湿度H降低，则空气的湿球温度降低，UC将增大3、空气温度的影响：若空气湿度不变，温度增加，湿球温度也将随之增加12.4.2干燥速率和干燥时间的计算干燥速率和干燥时间的计算第四十九页，编辑于星期六：十八点八分。一、厢式(盘架式)干燥器优点：构造简单，设备投资少，适应性强。缺点：热利用率低，劳动强度大，产品质量不均匀。适用于小批量的膏状或颗粒状珍贵物料，如染料、药品等的干燥。12.5.1常用工业干燥器第五十页，编辑于星期六：十八点八分。二、洞道式干燥器将厢式干燥器发展成连续式干燥设备，便成为洞道式干燥器，如下图所示。狭长的洞道，物料装在运输小车上，当一车湿物料从洞道一端进入，一车干物料从洞道另一端卸出。洞道式干燥器容积大，小车在器内停留时间长，因此适用于处理大、干燥时间长的物料，例如木材、陶瓷的干燥。12.5.1常用工业干燥器第五十一页，编辑于星期六：十八点八分。