干燥过程的物料衡算与热量衡算ppt课件.ppt
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1、采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物8.3.5 干燥器的热效率干燥器的热效率8.3.2 干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算 8.3.3 干燥过程的热量衡算干燥过程的热量衡算8.3.4 干燥器空气出口状态的确定干燥器空气出口状态的确定 8.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算 8.3.1 湿物料中含水量湿物料中含水量 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物8.3 干燥过程的物料衡
2、算与热量衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算 进行干燥计算,必须解决干燥中湿物进行干燥计算,必须解决干燥中湿物料去除的水分量及所需的热空气量。料去除的水分量及所需的热空气量。干燥过程是热、质同时传递的过程。干燥过程是热、质同时传递的过程。湿物料中的水分量如何表征呢?湿物料中的水分量如何表征呢?采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物GGww湿物料总质量湿物料中水分质量一、湿基含水量一、湿基含水量 w:kg水水/kg湿物料湿物料8.3.1 湿物料中含水量湿物料中含水量 湿物料中含水量有两种表示方法:湿物料中
3、含水量有两种表示方法:(8-33)水分在湿物料中的质量百分数。水分在湿物料中的质量百分数。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物二、干基含水量二、干基含水量 X kg水水/kg干物料干物料wwGGGX湿物料中绝干物料质量湿物料中水分质量三、两者关系三、两者关系: 1XwX1wXw湿物料中的水分与绝干物料的质量比。湿物料中的水分与绝干物料的质量比。(8-34)(8-35)(8-36)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接
4、部位干净无污物w与与X之间的换算关系的推导:之间的换算关系的推导:设:水分质量为设:水分质量为mw ,绝干料质量为,绝干料质量为mc。cwwmmmwcwmmX 则则采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物XmmmwXccw1XXw1二式相除得:二式相除得:XXw1wwX1由由 可推得可推得 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 干燥过程中,湿物料的质量是变化的,而干燥过程中,湿物料的质量是变化的,而绝干物
5、料的质量是不变的。绝干物料的质量是不变的。说明:说明:因此,用干基含水量计算较为方便。因此,用干基含水量计算较为方便。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物8.3.2 干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算 湿物料与热空气并流进入干燥器,连续操作湿物料与热空气并流进入干燥器,连续操作 图图9-10 干燥器物料衡算干燥器物料衡算 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物W 单位时间内汽化的水分量,单位时间内汽化
6、的水分量,kg/s。 符号说明:符号说明:G1 湿物料进口的质量流率,湿物料进口的质量流率,kg/s;G2 产品出口的质量流率,产品出口的质量流率,kg/s;Gc 绝干物料的质量流率,绝干物料的质量流率,kg/s;w1 物料的初始湿含量;物料的初始湿含量;w2 产品湿含量;产品湿含量;L 绝干气体的质量流率,绝干气体的质量流率,kg/s;H1 气体进干燥器时的湿度;气体进干燥器时的湿度;H2 气体离开干燥器时的湿度;气体离开干燥器时的湿度; 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 通过干燥过程的物料
7、衡算,可确定出将湿通过干燥过程的物料衡算,可确定出将湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及所需的空气量。所需的空气量。目的:目的: 从而确定在给定干燥任务下所用的干燥器从而确定在给定干燥任务下所用的干燥器尺寸,并配备合适的风机。尺寸,并配备合适的风机。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物出干燥器的绝干物料出干燥器的绝干物料=入干燥器的绝干物料入干燥器的绝干物料 221111cGGwGw(8-37)一、绝干物料量一、绝干物料量Gc kg干物料干物料/hr2
8、11211wwGG则则(8-38)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物二、湿物料的水分蒸发量二、湿物料的水分蒸发量Wkg水水/h 通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变的,又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带走,的,又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带走,故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽化量等于湿空气中水分增加量。化量等于湿空气中水分增加量。即:即:1211221221() ()cGGG wG wG XXWL HH水分汽
9、化量湿物料中水分减少量水分汽化量湿物料中水分减少量 湿空气中水分增加量湿空气中水分增加量(8-39)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物三、三、绝绝干空气用量干空气用量Lkg干气干气/h)(12HHLW12HHWL211LlWHH令kg干气干气/kg水水 l 称为比空气用量,即每汽化称为比空气用量,即每汽化1kg的水所的水所需干空气的量。需干空气的量。 (单位空气消耗量)(单位空气消耗量)(8-40)(8-41)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边
10、旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物021211HHHHl 因为空气在预热器中为等湿加热,所以因为空气在预热器中为等湿加热,所以 H0H1; 因此因此 l 只与空气的初、终湿度有关,而与路只与空气的初、终湿度有关,而与路径无关,是状态函数。径无关,是状态函数。(8-42)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物四、湿空气参数四、湿空气参数1、湿空气、湿空气 用量:用量:)1 (0HLL)1(0Hll kg湿气湿气/h kg湿气湿气/kg水水(8-43)(8-44)sHVLVsHVlV2、湿
11、空气体积:、湿空气体积: m3湿气湿气/h m3湿气湿气/kg水水(8-45)(8-46)VH 压力压力P P 、温度、温度t t下湿空气比容。下湿空气比容。 m3湿气湿气/kg干气干气采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物3. 湿空气湿空气 密度:密度:0ssH1HLlVVVkg湿气湿气/m3湿气湿气(8-47)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物例、例、 用干燥器对某盐类结晶进行干燥,一昼用干燥器对
12、某盐类结晶进行干燥,一昼夜将夜将10吨湿物料,由最初湿含量吨湿物料,由最初湿含量10%干燥到最干燥到最终湿含量终湿含量1%(以上均为湿基),经预热器后(以上均为湿基),经预热器后的空气的温度为的空气的温度为373K,相对湿度为,相对湿度为5%,空气,空气离开干燥器时的温度为离开干燥器时的温度为338K,相对湿度为,相对湿度为25%,且已知进预热器前空气温度为,且已知进预热器前空气温度为293K。当当338K时,水的饱和蒸气压为时,水的饱和蒸气压为101.3kPa。试求:试求: (1)产品的质量流率)产品的质量流率kgh-1;(2)如干燥器的截面为园形,假设热空气在干)如干燥器的截面为园形,假设
13、热空气在干燥器的线速度为燥器的线速度为0.4 ,ms-1干燥器的直径。干燥器的直径。 采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物如图所示:如图所示:解:解:)1 ()1 (1122wGwG(1)121128 .378)01. 01 () 1 . 01 (2410011hkgwwGG采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物(2)思考路线)思考路线21120.785()()HcVDuVL VL HHG XX1111
14、110.6220.05 101.30.622101.30.05 101.30.0327pHPpkg kg干空气采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 p1即为即为373K或或100时水的饱和蒸气压,时水的饱和蒸气压,应为应为1大气压,即大气压,即101.3 kPa。0409. 099.2425. 03 .10199.2425. 0622. 02H111. 010. 0110. 01111wwX0101. 001. 0101. 01222wwX采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件
15、在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物221(1)378.8(10.01)374.2cGGwkg h12211()374.2(0.111 0.0101)0.04090.03274609cG XXLHHkgh干空气采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 湿空气比容,按进入干燥器的空气状态计湿空气比容,按进入干燥器的空气状态计算,即算,即T1、H1。11131(0.773 1.244)273373(0.773 1.244 0.0327)2731.112HTVHmkg
16、采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物湿空气流量为:湿空气流量为: 131314609 1.11251251.42HVLVmhms干燥器直径:干燥器直径: muVD13. 24 . 0785. 042. 1785. 0采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物8.3.3 干燥过程的热量衡算干燥过程的热量衡算 通过干燥器的热量衡算,可以确定物通过干燥器的热量衡算,可以确定物料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的料
17、干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的状态。状态。 作为计算空气预热器和加热器的传热面作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。的依据。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物湿物料Gc , X1 , 1, I1干燥产品Gc , X2 , 2, I2热气体L, H1, t1, I1湿废气体L, H2, t2, I2湿气体L, H0, t0, I0QpQdQl预热器干燥器图图8-11 干燥器热量衡算干燥器热量衡算 一、流程图一、流程
18、图采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物符号说明:符号说明:1、2分别为湿物料进入和离开干燥器时分别为湿物料进入和离开干燥器时 的温度;的温度; 温度为温度为t0 ,湿度为,湿度为H0,焓为,焓为I0的新鲜空气,的新鲜空气,经加热后的状态为经加热后的状态为t1、H1、I1,进入干燥器与,进入干燥器与湿物料接触,增湿降温,离开干燥器时状态为湿物料接触,增湿降温,离开干燥器时状态为t2、H2、I2,固体物料进、出干燥器的流量为,固体物料进、出干燥器的流量为G1、G2,温度为,温度为1、2,含水量为,含水
19、量为X1、X2。采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物 通过流程图可知,整个干燥过程需外加热通过流程图可知,整个干燥过程需外加热量有两处,预热器内加入热量量有两处,预热器内加入热量Qp,干燥器内加,干燥器内加入热量入热量Qd。外加总热量外加总热量QQpQd。将将Q折合为汽化折合为汽化1kg水分所需热量水分所需热量DpDPqqWQQWQq(8-48)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物二、预热器热量衡算二
20、、预热器热量衡算 (8-49) 若忽略热损失,以若忽略热损失,以1s为基准,对上图预热为基准,对上图预热器列焓衡算器列焓衡算:10LIQLIP故单位时间内预热器消耗的热量为故单位时间内预热器消耗的热量为:10PQL II(8-50)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物三、干燥器的热量衡算三、干燥器的热量衡算对上图干燥器列焓衡算,对上图干燥器列焓衡算,以以1s为基准,得为基准,得 :物料基准:绝干物料(入方、出方物料基准:绝干物料(入方、出方Gc不变)不变)1122入方: 出方cDcLLIG IQL
21、IG IQQL为热损失为热损失(8-51)故单位时间内向干燥器补充的热量为故单位时间内向干燥器补充的热量为:2121DcLQL IIGIIQ(8-52)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物联立式联立式(8-50)和()和(8-52)得:得:2021PDcLQQQL IIGIIQ 式(式(8-50) 、(、(8-52)、)、 (8-53)为连)为连续干燥系统中热量衡算的基本方程式续干燥系统中热量衡算的基本方程式。(8-53)采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管
22、材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2020220024902490HHL IILctHctH02201.882490HWtLctt200220202490HHHLcctHHctt0202201.882490HL HHtLctt(8-54)而:而:采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物式中:式中:1.01 1.88HgVCCHCH()2490(1.01 1.88)2490gVgVIIHICHCtHH tH新鲜空气新鲜空气L(湿度为(湿度为H0)被加热至)被加热至t2所需的热量:
23、所需的热量:020(1.01 1.88)()LHtt采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物原湿物料原湿物料12GGWG2从从1被加热至被加热至2后离开干燥器,所耗后离开干燥器,所耗热量为:热量为:2221()mG C 水分水分W由液态温度由液态温度1被加热并汽化,在温度被加热并汽化,在温度t2下以气态形式离开干燥器所需热量为:下以气态形式离开干燥器所需热量为:212490 1.884.187Wt采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的
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