中山大学化工原理课件 第9章-干燥.ppt

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1、中山大学化工原理课件 第9章-干燥 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望序言序言一、去湿及其方法一、去湿及其方法一、去湿及其方法一、去湿及其方法二、干燥方法二、干燥方法二、干燥方法二、干燥方法 三、对流干燥的传热传质过程三、对流干燥的传热传质过程三、对流干燥的传热传质过程三、对流干燥的传热传质过程2022/10/23一、去湿及其方法一、去湿及其方法1 1 1 1、何为去湿？、何为去湿？、何为去湿？、何为去湿？从物料中脱除湿分的过程称为去湿。从物料中脱除湿

2、分的过程称为去湿。从物料中脱除湿分的过程称为去湿。从物料中脱除湿分的过程称为去湿。湿分：不一定是水分！湿分：不一定是水分！湿分：不一定是水分！湿分：不一定是水分！2 2 2 2、去湿方法、去湿方法、去湿方法、去湿方法机械去湿法机械去湿法机械去湿法机械去湿法 ：挤压（拧衣服、过滤）：挤压（拧衣服、过滤）：挤压（拧衣服、过滤）：挤压（拧衣服、过滤）物理法：浓硫酸吸收物理法：浓硫酸吸收物理法：浓硫酸吸收物理法：浓硫酸吸收,分子筛吸附分子筛吸附分子筛吸附分子筛吸附,膜法脱湿膜法脱湿膜法脱湿膜法脱湿化学法：利用化学反应脱除湿分（化学法：利用化学反应脱除湿分（化学法：利用化学反应脱除湿分（化学法：利用化学

3、反应脱除湿分（CaOCaOCaOCaO）干燥法：加热干燥法：加热干燥法：加热干燥法：加热2022/10/23二、干燥方法二、干燥方法 1 1 1 1、传导干燥、传导干燥、传导干燥、传导干燥 热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料 被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥 优点：热能利用较多优点：热能利用较多优点：热能利用较多优点：热能利用较多 缺缺

4、缺缺点点点点：与与与与传传传传热热热热壁壁壁壁面面面面接接接接触触触触的的的的物物物物料料料料易易易易局局局局部部部部过过过过热热热热而而而而变变变变质质质质，受受受受热热热热不不不不均匀。均匀。均匀。均匀。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。2022/10/232 2 2 2、辐射干燥、辐射干燥、辐射干燥、辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。优点

5、：生产能力强，干燥产物均匀优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大缺点：能耗大 例如用红外线干燥自行车表面油漆例如用红外线干燥自行车表面油漆3 3 3 3、介电加热干燥、介电加热干燥、介电加热干燥、介电加热干燥 将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。缺点：费用大。缺点：费用大。例如微波干燥食品例如微波干燥食品 2022/10/234 4 4 4、对流干燥、对流干燥、对流干燥、对流

6、干燥 热热热热能能能能以以以以对对对对流流流流给给给给热热热热的的的的方方方方式式式式由由由由热热热热干干干干燥燥燥燥介介介介质质质质（通通通通常常常常热热热热空空空空气气气气）传传传传给给给给湿湿湿湿物物物物料料料料，使使使使物物物物料料料料中中中中的的的的水水水水分分分分汽汽汽汽化化化化。物物物物料料料料内内内内部部部部的的的的水水水水分分分分以以以以气气气气态态态态或或或或液液液液态态态态形形形形式式式式扩扩扩扩散散散散至至至至物物物物料料料料表表表表面面面面，然然然然后后后后汽汽汽汽化化化化的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽从从从从表表表表面面面面扩扩扩扩散散散散至至至至干干干干燥燥燥燥介介介介

7、质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。缺点：热利用率低。缺点：热利用率低。缺点：热利用率低。缺点：热利用率低。讨论以热空气为干燥介质，以水为湿分的对流干燥讨论以热空气为干燥介质，以水为湿分的对流干燥讨论以热空气为干燥介质，以水为湿分的对流干燥讨论以热空气为干燥介质，以水为湿分的对流干燥2022/10/23三、

8、对流干燥原理三、对流干燥原理温温度度为为 t t、湿湿份份分分压压为为 p p 的的湿湿热热气气体体流流过过湿湿物物料料的的表表面面，物料表面温度物料表面温度 t ti i 低于气体温度低于气体温度 t t。1 1 1 1、传热过程、传热过程、传热过程、传热过程由由于于温温差差的的存存在在，气气体体以以对对流流方方式式向向固固体体物物料料传传热热，使使水水分汽化；分汽化；2 2 2 2、传质过程、传质过程、传质过程、传质过程在在分分压压差差的的作作用用下下，水水分分由由物物料料表表面面向向气气流流主主体体扩扩散散，并被气流带走。并被气流带走。干燥介质干燥介质 QQ湿物料表面湿物料表面 QQ湿物

9、料内部湿物料内部湿物料内部湿物料内部水分水分湿物料表面湿物料表面 水分水分干燥介质干燥介质 2022/10/23物物 料料QNTtwp pw wp p干燥介质：干燥介质：干燥介质：干燥介质：载热体、载湿体载热体、载湿体载热体、载湿体载热体、载湿体干燥过程：干燥过程：干燥过程：干燥过程：物料的去湿过程物料的去湿过程物料的去湿过程物料的去湿过程 介质的降温增湿过程介质的降温增湿过程介质的降温增湿过程介质的降温增湿过程注注意意：只只要要物物料料表表面面的的水水分分分分压压高高于于气气体体中中水水分分分分压压，干干燥燥即可进行，与气体的温度无关。即可进行，与气体的温度无关。气气体体预预热热并并不不是是

10、干干燥燥的的充充要要条条件件，其其目目的的在在于于加加快快水水分分汽汽化化和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。干燥是热、质同时传递的过程干燥是热、质同时传递的过程干燥是热、质同时传递的过程干燥是热、质同时传递的过程2022/10/23第一节第一节 湿空气的性质和湿度图湿空气的性质和湿度图一、湿空气的性质一、湿空气的性质一、湿空气的性质一、湿空气的性质二、湿度图及其应用二、湿度图及其应用二、湿度图及其应用二、湿度图及其应用 2022/10/23一、湿空气的性质一、湿空气的性质1 1 1 1、水汽分压水汽分压水汽分压水汽分压p p p pwwww P P P

11、 P（总压）总压）总压）总压）=p p p pa a a a（干空气）干空气）干空气）干空气）+p p p pwwww（水汽）水汽）水汽）水汽）空气中水汽分压越大，水汽含量就越高。空气中水汽分压越大，水汽含量就越高。空气中水汽分压越大，水汽含量就越高。空气中水汽分压越大，水汽含量就越高。摩尔量之比：摩尔量之比：摩尔量之比：摩尔量之比：（一）空气中水蒸气含量的表示方法（一）空气中水蒸气含量的表示方法（一）空气中水蒸气含量的表示方法（一）空气中水蒸气含量的表示方法2022/10/232 2 2 2、湿度、湿度、湿度、湿度H H H H（humidity humidity humidity humi

12、dity）湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比 ，又称湿含量，又称湿含量，又称湿含量，又称湿含量。对于水蒸气对于水蒸气对于水蒸气对于水蒸气 空气系统：空气系统：空气系统：空气系统：2022/10/23当湿空气中水汽分压当湿空气中水汽分压当湿空气中水汽分压当湿空气中水汽分压 p p p pw w w w 等于该空气温度下的饱和蒸汽压等于该空气温度下的饱和蒸汽压等于该空气温度下的饱和蒸汽压等于该空气温度下的饱和蒸汽压 p p p ps s s s时，其湿度称为时，其湿度称为时，其湿度

13、称为时，其湿度称为饱和湿度饱和湿度饱和湿度饱和湿度，用，用，用，用H H H Hs s s s 表示。表示。表示。表示。2022/10/233 3 3 3、相对湿度百分数、相对湿度百分数、相对湿度百分数、相对湿度百分数 （relative humidityrelative humidityrelative humidityrelative humidity）在总压在总压在总压在总压P P P P一定的条件下，湿空气中水蒸气分压一定的条件下，湿空气中水蒸气分压一定的条件下，湿空气中水蒸气分压一定的条件下，湿空气中水蒸气分压p p p pwwww与同温度与同温度与同温度与同温度下的饱和蒸汽压下的饱

14、和蒸汽压下的饱和蒸汽压下的饱和蒸汽压p p p ps s s s之比之比之比之比。相相相相对对对对湿湿湿湿度度度度代代代代表表表表湿湿湿湿空空空空气气气气的的的的不不不不饱饱饱饱和和和和程程程程度度度度，愈愈愈愈低低低低，表表表表明明明明该该该该空空空空气气气气偏偏偏偏离离离离饱饱饱饱和和和和程程程程度度度度越越越越远远远远，干干干干燥燥燥燥能能能能力力力力越越越越大大大大。=1=1=1=1，湿湿湿湿空空空空气气气气达达达达到饱和，不能作为干燥介质。到饱和，不能作为干燥介质。到饱和，不能作为干燥介质。到饱和，不能作为干燥介质。2022/10/23将将将将 代入代入代入代入 在总压一定时在总压一

15、定时在总压一定时在总压一定时 1 1 1 1、比容、比容、比容、比容 在湿空气中，在湿空气中，在湿空气中，在湿空气中，1 1 1 1kgkgkgkg绝干空气体积和相应水汽体积之和，绝干空气体积和相应水汽体积之和，绝干空气体积和相应水汽体积之和，绝干空气体积和相应水汽体积之和，又称湿容积。又称湿容积。又称湿容积。又称湿容积。（二）湿比容（二）湿比容（二）湿比容（二）湿比容单位为单位为单位为单位为 mmmm3 3 3 3湿空气湿空气湿空气湿空气 kgkgkgkg干空气干空气干空气干空气2022/10/23取取取取1 1 1 1KmolKmolKmolKmol，29 Kg29 Kg29 Kg29 K

16、g，22.4m22.4m22.4m22.4m3 3 3 3,2022/10/231 1 1 1、比热、比热、比热、比热 常压下，将湿空气常压下，将湿空气常压下，将湿空气常压下，将湿空气1 1 1 1KgKgKgKg绝干空气及相应水汽的温度升高绝干空气及相应水汽的温度升高绝干空气及相应水汽的温度升高绝干空气及相应水汽的温度升高（或降低）（或降低）（或降低）（或降低）1111所需要（或放出）的热量，称为湿比热。所需要（或放出）的热量，称为湿比热。所需要（或放出）的热量，称为湿比热。所需要（或放出）的热量，称为湿比热。（三（三（三（三）湿空气的热参数湿空气的热参数湿空气的热参数湿空气的热参数2022

17、/10/232 2 2 2、湿空气的焓、湿空气的焓、湿空气的焓、湿空气的焓 湿空气中湿空气中湿空气中湿空气中1 1 1 1 kgkgkgkg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。Iw=r0+cwt焓是相对值，焓是相对值，焓是相对值，焓是相对值，0 0 0 0 0 0 0 0CCCC的干空气和液态水的焓为基准态（的干空气和液态水的焓为基准态（的干空气和液态水的焓为基准态（的干空气和液态水的焓为基准态（0 0 0 0），），），），水汽包括水汽包括水汽包括水汽包括0 0 0 0 0 0 0 0CCCC时的汽化

18、潜热和时的汽化潜热和时的汽化潜热和时的汽化潜热和0 0 0 0 0 0 0 0CCCC以上的显热，以上的显热，以上的显热，以上的显热，干空气只包括显热，干空气只包括显热，干空气只包括显热，干空气只包括显热，I Ia a=c ca at t2022/10/23(四四四四)湿空气的温度湿空气的温度湿空气的温度湿空气的温度1 1 1 1）干球温度）干球温度）干球温度）干球温度 t t t t 用普通温度计测得的湿空气的真实温度用普通温度计测得的湿空气的真实温度用普通温度计测得的湿空气的真实温度用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2 2 2 2）湿球温度）湿球温度）湿球温度）湿球温度 湿球温度计在温度

19、为湿球温度计在温度为湿球温度计在温度为湿球温度计在温度为t t t t，湿度为湿度为湿度为湿度为H H H H的不饱和空气流中，达的不饱和空气流中，达的不饱和空气流中，达的不饱和空气流中，达到平衡或稳定时所显示的温度。到平衡或稳定时所显示的温度。到平衡或稳定时所显示的温度。到平衡或稳定时所显示的温度。2022/10/23t大量的大量的大量的大量的湿空气湿空气湿空气湿空气t,Htw水2022/10/23t大量的大量的大量的大量的湿空气湿空气湿空气湿空气t,H水表面水的表面水的表面水的表面水的分压高分压高分压高分压高N,kH水向空气水向空气水向空气水向空气主体传递主体传递主体传递主体传递Q,自身降

20、温，自身降温，自身降温，自身降温，吸热吸热吸热吸热tw水温不再下降，水温不再下降，水温不再下降，水温不再下降，达到平衡达到平衡达到平衡达到平衡2022/10/23对于空气对于空气对于空气对于空气 水蒸气系统而言水蒸气系统而言水蒸气系统而言水蒸气系统而言 在一定的总压下，已知在一定的总压下，已知在一定的总压下，已知在一定的总压下，已知t t、t tw w能否确定能否确定能否确定能否确定HH?事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡 2022/10/233 3 3

21、 3、绝热饱和冷却温度、绝热饱和冷却温度、绝热饱和冷却温度、绝热饱和冷却温度 水分向空水分向空水分向空水分向空气中汽化气中汽化气中汽化气中汽化 空气降空气降空气降空气降温增湿温增湿温增湿温增湿饱和饱和饱和饱和绝热绝热焓焓不不变变与外界无热量交换，既无热与外界无热量交换，既无热与外界无热量交换，既无热与外界无热量交换，既无热量补充，又无热量损失。量补充，又无热量损失。量补充，又无热量损失。量补充，又无热量损失。2022/10/23对绝热饱和器作焓衡算，即可求出绝热饱和温度对绝热饱和器作焓衡算，即可求出绝热饱和温度对绝热饱和器作焓衡算，即可求出绝热饱和温度对绝热饱和器作焓衡算，即可求出绝热饱和温度

22、 一般一般一般一般H H H H 及及及及 H H H Has as as as 值均很小值均很小值均很小值均很小 2022/10/23 是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。的极限冷却温度。的极限冷却温度。的极限冷却温度。对于空气对于空气对于空气对于空气 水系统，水系统，水系统，水系统，注意：绝热饱和温度于湿球温度的区别和联系！注意：绝热饱和温度于湿球温度的区别和联系！注意：绝热饱和温度于湿球温度的区别和联系！注意：绝热饱和温度于湿球温度的区别和联系！2022/10/23

23、 1 1 1 1、湿湿湿湿球球球球温温温温度度度度：大大大大量量量量空空空空气气气气与与与与少少少少量量量量水水水水接接接接触触触触后后后后的的的的稳稳稳稳定定定定的的的的水水水水温温温温，空空空空气气气气的的的的状状状状态态态态，（t,Ht,Ht,Ht,H）不变。不变。不变。不变。绝绝绝绝热热热热饱饱饱饱和和和和温温温温度度度度：少少少少量量量量空空空空气气气气与与与与大大大大量量量量水水水水经经经经过过过过接接接接触触触触后后后后达达达达到到到到的的的的稳稳稳稳定定定定温温温温度度度度，空空空空气增湿、降温。气增湿、降温。气增湿、降温。气增湿、降温。2 2 2 2、湿球温度：传质、传热仍在

24、进行，因此属动态平衡范畴。湿球温度：传质、传热仍在进行，因此属动态平衡范畴。湿球温度：传质、传热仍在进行，因此属动态平衡范畴。湿球温度：传质、传热仍在进行，因此属动态平衡范畴。绝热饱和温度：没有净的质量、热量传递进行，因此属静态平衡范畴。绝热饱和温度：没有净的质量、热量传递进行，因此属静态平衡范畴。绝热饱和温度：没有净的质量、热量传递进行，因此属静态平衡范畴。绝热饱和温度：没有净的质量、热量传递进行，因此属静态平衡范畴。不同之处：不同之处：不同之处：不同之处：1 1 1 1、湿空气均为等焓变化、湿空气均为等焓变化、湿空气均为等焓变化、湿空气均为等焓变化、2 2 2 2、均为空气状态（、均为空气

25、状态（、均为空气状态（、均为空气状态（t t t t、H H H H）的函数的函数的函数的函数3 3 3 3、对于空气、对于空气、对于空气、对于空气水体系水体系水体系水体系,t t t twwww t t t tasasasas，相同之处：相同之处：相同之处：相同之处：2022/10/234 4 4 4、露点、露点、露点、露点 t,pw t1,pw t2,pw=Ps,d 将不饱和空气将不饱和空气将不饱和空气将不饱和空气等湿冷却等湿冷却等湿冷却等湿冷却到饱和状态时的温度到饱和状态时的温度到饱和状态时的温度到饱和状态时的温度2022/10/23 对于水蒸汽对于水蒸汽对于水蒸汽对于水蒸汽 空气系统，

26、干球温度、绝热饱和温度和空气系统，干球温度、绝热饱和温度和空气系统，干球温度、绝热饱和温度和空气系统，干球温度、绝热饱和温度和露点间的关系为：露点间的关系为：露点间的关系为：露点间的关系为：不饱和空气不饱和空气不饱和空气不饱和空气：饱和空气：饱和空气：饱和空气：饱和空气：2022/10/23二二二二.气体湿度图（气体湿度图（气体湿度图（气体湿度图（Humidity chartHumidity chartHumidity chartHumidity chart）湿湿湿湿气气气气体体体体参参参参数数数数的的的的计计计计算算算算比比比比较较较较繁繁繁繁琐琐琐琐，甚甚甚甚至至至至需需需需要要要要试试试

27、试差差差差。为为为为了了了了方方方方便便便便和和和和直直直直观，通常使用湿度图。观，通常使用湿度图。观，通常使用湿度图。观，通常使用湿度图。2022/10/23空气湿度图的绘制空气湿度图的绘制空气湿度图的绘制空气湿度图的绘制 （Humidity chartHumidity chartHumidity chartHumidity chart）对于空气对于空气对于空气对于空气-水系统，水系统，水系统，水系统，t t t tasasasas t t t twwww，等，等，等，等 t t t tas as as as 线可近似作为等线可近似作为等线可近似作为等线可近似作为等t t t twwww线。

28、线。线。线。每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的 t t t tas as as as。横坐标：空气的干球温度，所有纵线为等温线。横坐标：空气的干球温度，所有纵线为等温线。右侧纵坐标：空气的湿度，所有的横线为等湿度线。右侧纵坐标：空气的湿度，所有的横线为等湿度线。(1)(1)(1)(1)等相对湿度线等相对湿度线等相对湿度线等相对湿度线(等等等等 线线线线)总压 P 一定，对给定的：因 ps=f(t)，故 H=f(t)。(2)(2)(2)(2)绝热冷却线（等绝热冷却线（等绝热冷却线

29、（等绝热冷却线（等 t t t tas as as as 线）线）线）线）对给定的 tas：t=f(H)2022/10/23(3)(3)(3)(3)湿热湿热湿热湿热-湿度线湿度线湿度线湿度线 (c c c cH H H H -H-H-H-H)总压总压总压总压 P P P P=101.325 kPa=101.325 kPa=101.325 kPa=101.325 kPa 时：时：时：时：湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。(4)(4)

30、(4)(4)湿比容湿比容湿比容湿比容-温度线温度线温度线温度线(H H H H -H-H-H-H)对于对于对于对于P P P P=101.325=101.325=101.325=101.325 kPa kPa kPa kPa 的饱和空气：的饱和空气：的饱和空气：的饱和空气：若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。由于由于由于由于H H H Hasasasas=f f f f(t t t t)，故，故，故，故 HasHasHasHas =f f

31、f f(t t t t)。2022/10/23tdIcH 三三.湿度图的应用湿度图的应用t tas=twVH2022/10/23过过P点点的的绝绝热热冷冷却却线线与与=100%的的等等相相对对湿湿度度线线的的交交点点在在横横坐坐标标上上对对应应的的值值即即为为绝绝热热饱饱和和温温度度。读读得得 tas=52，即即 tw=tas=52；解解：由由t=62的的 等等 温温 线线 和和H=0.092的的等等湿湿度度线线可可以以确确定定一一个个交交点点P：过过P点点的的等等 线线上上读读得得=60%；空气湿度图的用法空气湿度图的用法空气湿度图的用法空气湿度图的用法 （Use of humidity c

32、hartUse of humidity chartUse of humidity chartUse of humidity chart）【例例例例1 1 1 1】已知已知已知已知 t=t=t=t=62626262，H H H H=0.092=0.092=0.092=0.092，求求求求 、t t t tasasasas、t t t twwww、t t t td d d d、c c c cH H H H 和和和和 ii iiH H H H 。cH H=60%1.18cH kJ/(kg绝干气体K)0.092湿度 H绝热冷却线tdtas62温度 tP过过P点点的的等等湿湿度度线线（H=0.092）与

33、与=100%的的等等相相对对湿湿度度线线的的交交点点，在横坐标上对应的值即为露点温度在横坐标上对应的值即为露点温度，读得读得 td=51；过过P P 点点的的等等湿湿度度线线与与 cH-H 线线的的交交点点在在顶顶部部横横轴轴上上的的读读数数即即为为 cH，读得读得 cH=1.18 kJ/(kg绝干气体绝干气体K)；=100%52512022/10/23空气湿度图的用法空气湿度图的用法 （Use of humidity chartUse of humidity chart）在在横横轴轴上上作作 t t=5 52 2 的的等等温温线线与与 =100%=100%的的等等相相对对湿湿度度线线相相交交

34、，作作过过此此交交点点的的绝绝热热冷冷却却线线，与与 t t=62 62 的的等等温温线线的的交交点点即即为为空空气气状状态态 P P 点。点。【例例2 2】测测得得空空气气的的干干球球温温度度 t t=6262，湿湿球球温温度度 t tww =5252，试求空气的试求空气的 H H、t tasas、t td d。解解：t tw w=t tas as=5252；先先确确定定 t tas as=52=52 的绝热冷却线。的绝热冷却线。=60%0.092湿度 H绝热冷却线tdtas62温度 tP=100%5251由由气气体体状状态态 P P 点点，用用上上例例中中类类似似的的方方法法可可以以查查出

35、出 H H=0.092=0.092，=60%=60%，t td d=51=512022/10/23空气湿度图的用法空气湿度图的用法空气湿度图的用法空气湿度图的用法 （Use of humidity chartUse of humidity chartUse of humidity chartUse of humidity chart）【例例3 3】已已知知空空气气的的露露点点温温度度 td=51，相相对对湿湿度度 =60%，试试求求 t、H、tas、tw。解解：由由 t=51 的的等等温温线线 与与=100%的的等等相相对对湿湿度度线线的的交交点点作作过过该该点点的的等等湿湿度度线线(H=0.

36、092)，该该 线线 与与 =60%的的等等相相对对湿湿度度线线交交于于 P 点点。=60%0.092湿度 H绝热冷却线tdtas62温度 tP=100%5251由由气气体体状状态态 P 点点，用用上上例例中中类类似似的的方方法法可可以以读读出出 P 点点对对应应的的空气参数空气参数：t=62，H=0.092，tas=tw=522022/10/232 2 2 2表示湿空气的状态变化过程表示湿空气的状态变化过程表示湿空气的状态变化过程表示湿空气的状态变化过程两个独立参数，确定空气状态点，两个独立参数，确定空气状态点，两个独立参数，确定空气状态点，两个独立参数，确定空气状态点，=100%H =10

37、0%H A B t t (a)(a)加热过程加热过程 (b)(b)冷却过程冷却过程 ABC2022/10/23 =100%H B 绝热饱和线绝热饱和线 A t (c)(c)绝热增湿、降温过程绝热增湿、降温过程 2022/10/23A AB BCCD D1t tH H湿湿空空气气在在t tH H图图上上经经历历如如右右图图示示ABCDAABCDA的的封封闭闭循循环环。试说明：试说明：（1 1）各部分的作用；）各部分的作用；（2 2）B B、CC两两点点所所代代表表的的空空气气何何者接受水份的能力较强。者接受水份的能力较强。答：答：AB AB 等湿增温等湿增温 BCBC降温增湿降温增湿 CDCD等

38、湿降温至饱和等湿降温至饱和 DADA维持饱和降温降湿维持饱和降温降湿 B B点的相对湿度小点的相对湿度小,B B点接受水分能力强点接受水分能力强 2022/10/23将不饱和湿空气冷却至露点，再维持饱和度不变降温，将不饱和湿空气冷却至露点，再维持饱和度不变降温，请设计两个可行的过程（每一个过程有一个参数不变）请设计两个可行的过程（每一个过程有一个参数不变）将空气恢复到原状态，指出不变的参数，并在将空气恢复到原状态，指出不变的参数，并在t-Ht-H图上定图上定性画出该循环过程性画出该循环过程.等湿升温等湿升温 等湿升温等湿升温等温增湿等温增湿 不变升温增湿不变升温增湿 2022/10/23202

39、2/10/23H kg水水/kg绝干气绝干气I kJ/kg绝干气绝干气t p kPa横坐标横坐标横坐标横坐标H H H H，等湿线等湿线等湿线等湿线（平行于纵坐标（平行于纵坐标（平行于纵坐标（平行于纵坐标）纵坐标纵坐标纵坐标纵坐标I I I I，等焓线等焓线等焓线等焓线（45454545于横坐标）于横坐标）于横坐标）于横坐标）等温线等温线t t等相对湿度线等相对湿度线 等分压线等分压线p p总压一定总压一定H H0.622 p0.622 ps s/(P-p/(P-ps s)p pP H/(0.622+H)P H/(0.622+H)，一般，一般H H很小很小2022/10/23A由测出的参数确定

40、湿空气的状态由测出的参数确定湿空气的状态a a）水与空气系统，已知）水与空气系统，已知空气的干球温度空气的干球温度 t t 和湿球和湿球温度温度 t tw w，确定该空气的状，确定该空气的状态点态点 A A(t,H)(t,H)。2022/10/23tdAb b b b）水与空气系统中，已）水与空气系统中，已）水与空气系统中，已）水与空气系统中，已知知知知 t t t t 和和和和 t t t td d d d，求原始状态点，求原始状态点，求原始状态点，求原始状态点 A(t,H)。2022/10/23Ac c c c）水与空气系统中，已知）水与空气系统中，已知）水与空气系统中，已知）水与空气系统

41、中，已知 t t t t 和和和和 ，求原始状，求原始状，求原始状，求原始状态态态态 点点点点 A A A A 的位置的位置的位置的位置2022/10/23已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气的其他参数和性质该湿空气的其他参数和性质 例：已知湿空气的干球温度例：已知湿空气的干球温度例：已知湿空气的干球温度例：已知湿空气的干球温度t t t t=30=30=30=30，相对湿度，相对湿度，相对湿度，相对湿度 =0.6=0.6=0.6=0.6，求湿空气的湿度，求湿空气的湿度，求湿空气的湿度，求湿空气的湿度H H H H，露点，露点，露点，露点t

42、t t td d d d、t t t tasasasas。t=30AH=0.016kg/kgH=0.016kg/kg干气干气D等焓线等焓线Ctas=23td=212022/10/23一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算 三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算 四、干燥过程的图解四、干燥过程的图解 第二节第二节 干燥过程的物料与热量衡算干燥过程的物料与热量衡算2022/10/23一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法1 1、湿基含水量、湿基含水量ww 2 2、干基含水量、干基含水量X X3 3、换算关系、换算

43、关系 2022/10/23干燥过程干燥过程干燥过程干燥过程干燥室干燥室干燥室干燥室预热器预热器预热器预热器二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算空气预热的作用？空气预热的作用？空气预热的作用？空气预热的作用？2022/10/23求解：求解：干燥介质用量，蒸发的水分量等干燥介质用量，蒸发的水分量等预热器预热器L,t0,H0L,t1,H1干干燥燥室室L,t2,H2 湿物料湿物料G1,w1,(X1)产品产品G2,w2,(X2)新鲜空气新鲜空气废气废气L L L L 绝干空气质量流量，绝干空气质量流量，绝干空气质量流量，绝干空气质量流量，kgkgkgkg干气干气干气干气/hrhrhrhr；G G

44、 G G1 1 1 1、G G G G2 2 2 2 物料进出干燥器总量，物料进出干燥器总量，物料进出干燥器总量，物料进出干燥器总量，kgkgkgkg物料物料物料物料/hrhrhrhr。wwww1 1 1 1(X X X X1 1 1 1)，wwww2 2 2 2(X(X(X(X2 2 2 2)：干燥前后湿物料的湿（干）基含水量；：干燥前后湿物料的湿（干）基含水量；：干燥前后湿物料的湿（干）基含水量；：干燥前后湿物料的湿（干）基含水量；H H H H1 1 1 1，H H H H2 2 2 2：干燥前后湿空气的湿度。：干燥前后湿空气的湿度。：干燥前后湿空气的湿度。：干燥前后湿空气的湿度。202

45、2/10/231 1、水分蒸发量、水分蒸发量 湿物料中水分减少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绝对干物料质量绝对干物料质量2022/10/232 2、空气消耗量、空气消耗量、空气消耗量、空气消耗量L L L L 单位空气消耗量单位空气消耗量l l l l （每蒸发每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量水分时，消耗的绝干空气数量）因为：因为：因为：因为：H H H H1 1 1 1=H=H=H=H0 0 0 0 2022/10/23夏季要比冬季空气的消耗量大。空气的鼓风机等装置要以全夏季要比冬季空气的消耗量大。空气的鼓风机等装置要以全夏季要比冬季空气的消耗量大。空气的鼓风

46、机等装置要以全夏季要比冬季空气的消耗量大。空气的鼓风机等装置要以全年最热月份的空气消耗量来决定湿空气的体积流量。年最热月份的空气消耗量来决定湿空气的体积流量。年最热月份的空气消耗量来决定湿空气的体积流量。年最热月份的空气消耗量来决定湿空气的体积流量。3 3 3 3、干燥产品流量、干燥产品流量、干燥产品流量、干燥产品流量GGGG2 2 2 2 对干燥器作绝干物料的衡算对干燥器作绝干物料的衡算 2022/10/23 例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg1000kg1000

47、kg1000kg，经干，经干，经干，经干燥后物料的含水量由燥后物料的含水量由燥后物料的含水量由燥后物料的含水量由10%10%10%10%降至降至降至降至2%2%2%2%（wbwbwbwb）。以热空气为干燥）。以热空气为干燥）。以热空气为干燥）。以热空气为干燥介质，初始湿度介质，初始湿度介质，初始湿度介质，初始湿度H H H H1 1 1 1=0.008kg=0.008kg=0.008kg=0.008kg水水水水/kg/kg/kg/kg绝干气，离开干燥器时湿绝干气，离开干燥器时湿绝干气，离开干燥器时湿绝干气，离开干燥器时湿度为度为度为度为H H H H2 2 2 2=0.05 kg=0.05 k

48、g=0.05 kg=0.05 kg水水水水/kg/kg/kg/kg绝干气，假设干燥过程中无物料损失绝干气，假设干燥过程中无物料损失绝干气，假设干燥过程中无物料损失绝干气，假设干燥过程中无物料损失.试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。试求：水分蒸发量、空气消耗量以及干燥产品量。解解解解:1:1:1:1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含量，）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含量，）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含量，）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含量，即即即即:2

49、022/10/23（2 2 2 2）空气消耗量）空气消耗量）空气消耗量）空气消耗量进入干燥器的绝干物料为进入干燥器的绝干物料为进入干燥器的绝干物料为进入干燥器的绝干物料为 GC=G1(1w1)=1000(10.1)=900kg绝干料/h 水分蒸发量为水分蒸发量为水分蒸发量为水分蒸发量为 W=GC(X1X2)=900(0.1110.0204)=81.5kg水/h2022/10/23（3 3 3 3）干燥产品量）干燥产品量）干燥产品量）干燥产品量原湿空气的消耗量为：原湿空气的消耗量为：原湿空气的消耗量为：原湿空气的消耗量为：L=L(1+H1)=1940(1+0.008)=1960kg湿空气/h 单

50、位空气消耗量（比空气用量）为：单位空气消耗量（比空气用量）为：单位空气消耗量（比空气用量）为：单位空气消耗量（比空气用量）为：2022/10/23三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算 1 1、热量衡算的基本方程、热量衡算的基本方程 QP：预热器内加入的热量预热器内加入的热量预热器内加入的热量预热器内加入的热量，kJ/h；QD：干燥器内补充的热量干燥器内补充的热量干燥器内补充的热量干燥器内补充的热量，kJ/h；QL：干燥器的热损失干燥器的热损失干燥器的热损失干燥器的热损失，kJ/h。QDQLG1,X1,G2,X2,QP2022/10/23忽略预热器的热损失，忽略预热器的热损失，对预热器列