第五章 干燥(下册).ppt
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1、第五章第五章 干燥干燥(下册下册)固体去湿方法固体去湿方法1机械去湿法:即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法机械去湿法:即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去除去湿分。湿分。(没有相变,能耗低,去湿不完全)(没有相变,能耗低,去湿不完全)2物理去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收湿物理去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收湿分。分。(只适用除去少量的湿分)(只适用除去少量的湿分)3.热能去湿法:热能去湿法:即借助热能使溶剂从物料中汽化即借助热能使溶剂从物料中汽化,并排除所生并排除所生成的蒸气来除去湿分。成的蒸气来除去湿分。(有相变,能耗高,去湿完全)(有相变,能耗高,去湿完
2、全)用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,以此来除去固体物料用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,以此来除去固体物料中湿分的操作,称为固体的干燥。中湿分的操作,称为固体的干燥。干燥的目:是为了使物料便于运输、加工处理,贮藏和使用。干燥的目:是为了使物料便于运输、加工处理,贮藏和使用。11/2/20222干燥干燥 干燥干燥干燥干燥本章以对流干燥为主要讨论内容,且仅限于以热空气为干燥介质本章以对流干燥为主要讨论内容,且仅限于以热空气为干燥介质和除去的湿分为水。和除去的湿分为水。对流干燥的特点:对流干燥的特点:热量和质量同时进行热量和质量同时进行反方向传递反方向传递11/2/20223第一节第一节 湿空气的
3、性质及湿度图湿空气的性质及湿度图 5-1-1湿空气的性质湿空气的性质一、湿度一、湿度又称为湿含量。它以湿空气中所含水蒸气的质量与绝对干空气又称为湿含量。它以湿空气中所含水蒸气的质量与绝对干空气的质量之比表示,的质量之比表示,用符号表示,其单位为用符号表示,其单位为kg水气水气/kg干空气干空气11/2/20224二、相对湿度百分数二、相对湿度百分数湿空气为饱和空气湿空气为饱和空气湿空气为绝干空气湿空气为绝干空气三、比体积三、比体积(湿容积)(湿容积)11/2/20225四、比热容四、比热容也称湿比热。也称湿比热。在常压下,将在常压下,将1kg干空气和所带干空气和所带Hkg水气温度升水气温度升高
4、(或降低)高(或降低)1所要吸收(或放出)的热量,称为湿比热所要吸收(或放出)的热量,称为湿比热,简称比热。用符号简称比热。用符号CH表示,单位是表示,单位是kJ/(干空气(干空气)五、焓五、焓湿空气中湿空气中1kg绝干空气的焓及所带绝干空气的焓及所带Hkg水气的焓之和为湿空气的水气的焓之和为湿空气的焓,焓,或称湿空气的热含量,用符号或称湿空气的热含量,用符号I表示,单位是表示,单位是kJ/kg干空气。干空气。绝干空气的比热,其值约为绝干空气的比热,其值约为1.01kJ/(干空气(干空气)水气的比热,其值约为水气的比热,其值约为1.88kJ/(水气(水气)11/2/20226干空气的焓,干空气
5、的焓,kJ/kg干空气;干空气;水气的焓,水气的焓,kJ/kg水气。水气。例例5-1常压下某湿空气的温度为常压下某湿空气的温度为30oC、湿度为、湿度为0.025kg水水/kg(绝绝干气)。试求干气)。试求:(:(1)湿空气的相对湿度;(湿空气的相对湿度;(2)水气分压;)水气分压;(3)湿空气的比体积;()湿空气的比体积;(4)湿空气的比热容;()湿空气的比热容;(5)湿空气的)湿空气的焓。若将上述空气加热到焓。若将上述空气加热到50oC,上述参数哪些将发生变化,变,上述参数哪些将发生变化,变化趋势如何?化趋势如何?11/2/20227六、干球温度六、干球温度和湿球温度和湿球温度对于某一定干
6、球温度的湿对于某一定干球温度的湿空气,其相应的温度越低,湿空气,其相应的温度越低,湿球温度值越低,并且干球温度球温度值越低,并且干球温度大于湿球温度大于湿球温度而对于饱和湿空而对于饱和湿空气而言,其湿球温度与干球温气而言,其湿球温度与干球温度相等。度相等。11/2/20228七、绝热饱和温度七、绝热饱和温度 湿湿空气的绝热饱和冷却过空气的绝热饱和冷却过程是等焓过程程是等焓过程对于空气对于空气水系统,湿球温度与绝热饱水系统,湿球温度与绝热饱和温度近似相等和温度近似相等11/2/20229八、露点八、露点不饱和的湿空气在湿含量不变的情况下冷却,达到饱和状态不饱和的湿空气在湿含量不变的情况下冷却,达
7、到饱和状态时的温度,称为该湿空气的露点时的温度,称为该湿空气的露点,用符号,用符号表示。表示。露点是湿空气的一个物理性质,当达到露点时,空气的湿度为露点是湿空气的一个物理性质,当达到露点时,空气的湿度为饱和湿度。当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸气便会以饱和湿度。当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸气便会以水的形式凝结出来。水的形式凝结出来。对于不饱和湿空气为对于不饱和湿空气为对于饱和的湿空气则有对于饱和的湿空气则有11/2/2022105-1-2 5-1-2 湿空气的湿空气的H-IH-I图图焓湿图是根据总压焓湿图是根据总压P=101.3kPa为基础而标绘的。两轴采用斜为基础而标绘的。两轴采
8、用斜角坐标系,其间夹角为角坐标系,其间夹角为135o。一、一、等湿度线等湿度线(等等H线线)二、等焓线(等二、等焓线(等I线线)三、等干球温度线(等三、等干球温度线(等线)线)四、等相对湿度线四、等相对湿度线(等(等线)线)五、蒸气分压线五、蒸气分压线11/2/20221111/2/202212六、六、H-I图的用法图的用法 1查取空气的状查取空气的状态参数态参数11/2/2022132湿空气状态点的确定湿空气状态点的确定通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点。通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点。()湿空气的干球温度和湿球温度。()湿空气的干球温度和湿球温度。()湿空气的干球温
9、度和露点()湿空气的干球温度和露点。()湿空气的干球温度和相对湿度()湿空气的干球温度和相对湿度11/2/202214第二节第二节干燥过程的物料衡算与热量衡算(本章重点)干燥过程的物料衡算与热量衡算(本章重点)5-2-1湿物料中含水量的表示方法湿物料中含水量的表示方法一、湿基含水量一、湿基含水量 是以湿物料为计算基准的水分的质量百分数,即 二、干基含水量二、干基含水量 是以湿物料中绝对干物料为计算基准的水分的质量比,即湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比。11/2/2022155-2-2干燥系统的物料衡算干燥系统的物料衡算一、水分蒸发量一、水分蒸发量WG1进入干燥器的湿物料质量流量,进入干燥器
10、的湿物料质量流量,kg/h;G2出干燥器的产品质量流量,出干燥器的产品质量流量,kg/h;G湿物料中绝干物料的质量流量,湿物料中绝干物料的质量流量,kg/h;W1、W2干燥前、后物料的湿基含水量,干燥前、后物料的湿基含水量,kg水水/kg湿物料;湿物料;X1、X2湿物料和产品的干基含水量,湿物料和产品的干基含水量,kg水水/kg绝干料;绝干料;H1、H2进、出干燥器的湿空气湿度,进、出干燥器的湿空气湿度,kg水水/kg干空气;干空气;11/2/202216W水分蒸发量,水分蒸发量,kg/h;L干空气的质量流量,干空气的质量流量,kg干空气干空气/h。若不计干燥过程中物料损失量,则在干燥前后物料
11、中绝对干若不计干燥过程中物料损失量,则在干燥前后物料中绝对干料的质量不变,即料的质量不变,即(重点)(重点)11/2/202217若以干基含水量表示,则水分蒸发量可用下式计算,若以干基含水量表示,则水分蒸发量可用下式计算,二、空气消耗量二、空气消耗量L湿物料中水分减少量即等于空气中水气的增加量,即湿物料中水分减少量即等于空气中水气的增加量,即(重点)(重点)(重点)(重点)11/2/2022185-2-3干燥系统的热量衡算干燥系统的热量衡算通过干燥系统的热量衡算,可以求得:(通过干燥系统的热量衡算,可以求得:(1 1)预热器消耗的热量;)预热器消耗的热量;(2 2)向干燥器补充的热量;()向干
12、燥器补充的热量;(3 3)干燥过程消耗的总热量。)干燥过程消耗的总热量。预热器预热器LH0,t0,I0L,H2,t2,I2L,H1,t1,I1G1X1,1,I1G2X2,2,I2干燥器干燥器一、预热器的加热量预热器的加热量 计算计算11/2/202219(重点)(重点)预热器的传热量,预热器的传热量,kw。二、干燥器的热量衡算二、干燥器的热量衡算干燥器内补充的热量,干燥器内补充的热量,kw 干燥器热损失,干燥器热损失,kw kw 物料的焓是以物料的焓是以0为基准时为基准时1kg绝干物料及其所含水分两者焓绝干物料及其所含水分两者焓之和,以之和,以kJ/kg绝干物料表示。绝干物料表示。11/2/2
13、02220绝干物料的比热容,绝干物料的比热容,J/(kg.).);水的比热容,其值约为水的比热容,其值约为4 4.18kJ/(kg.).);湿物料的比热容,湿物料的比热容,kJ/(kg绝干料绝干料.).)。(重点)(重点)5-2-4空气通过干燥器时的状态变化空气通过干燥器时的状态变化干燥过程干燥过程一、一、等焓干燥过程等焓干燥过程11/2/202221等焓干燥条件:(等焓干燥条件:(1 1)不向干燥器中补充热量,即)不向干燥器中补充热量,即。(2 2)干燥器的热损失可忽略不计,即)干燥器的热损失可忽略不计,即。(3 3)物料进、出干燥器的焓值相等,即)物料进、出干燥器的焓值相等,即 。可知满足
14、上述条件时可知满足上述条件时:等焓干燥也称为等焓干燥也称为理想干燥过程理想干燥过程。P25911/2/202222二、非等焓干燥过程非等焓干燥过程(1 1)干燥过程中空气)干燥过程中空气的焓值降低。的焓值降低。(2 2)干燥过程中空气的)干燥过程中空气的焓值增大焓值增大。(向向干燥器补充的热量大于干燥器补充的热量大于损失的热量与加热物料损失的热量与加热物料消耗的热量之和)消耗的热量之和)(3 3)干燥过程中空气经)干燥过程中空气经历等温过程历等温过程 若向干燥器补充的热量足够多,恰好使干若向干燥器补充的热量足够多,恰好使干燥过程在等温下进行燥过程在等温下进行。11/2/202223例例5-2某
15、物料在常压连续理想干燥器中进行干燥,某物料在常压连续理想干燥器中进行干燥,湿物料的处理量为湿物料的处理量为2.0kg/s,物料含水率由,物料含水率由5降至降至1(均为湿基),空气初始温度为(均为湿基),空气初始温度为20,湿度为,湿度为0.005kg水水/kg绝干气,空气进干燥器时温度为绝干气,空气进干燥器时温度为150,出干燥器时温度为,出干燥器时温度为70。试求:(。试求:(1)除去的水)除去的水分量;(分量;(2)空气出干燥器时的湿度;()空气出干燥器时的湿度;(3)新鲜空)新鲜空气的消耗量;(气的消耗量;(4)预热器的传热量。)预热器的传热量。11/2/202224例例5-3常压下以空
16、气为干燥介质干燥某种湿物料,常压下以空气为干燥介质干燥某种湿物料,干空气用量为干空气用量为2000kg/h,温度为,温度为25,湿度为,湿度为0.01kg水水/kg干空气,空气先经预热器加热至干空气,空气先经预热器加热至95后后再进入干燥器,要求将湿物料的含水量从再进入干燥器,要求将湿物料的含水量从10干燥干燥至至1(均为湿基含水量均为湿基含水量),干燥器的生产能力为,干燥器的生产能力为350kg/h(干燥产品),若干燥过程可视为理想干(干燥产品),若干燥过程可视为理想干燥过程。试求:(燥过程。试求:(1)水分蒸发量;()水分蒸发量;(2)离开干燥)离开干燥器的空气温度和湿度;(器的空气温度和
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