化工原理45-46學(xué)時(shí)

1、第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.1 濕物料的性質(zhì)5.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.3 空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化一、絕熱干燥過程1.絕熱干燥過程的狀態(tài)變化理想干燥等焓干燥pA0H1t2tB1I21II 0t2H1HCv 不向干燥器補(bǔ)充熱量v 干燥器的熱損失可忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓相等12IID= 0 L= 0 一、絕熱干燥過程2.絕熱干燥過程的條件 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL12II一、絕熱干燥過程 故)(01IILQP 則二、非絕熱干燥過程

2、1.非絕熱干燥過程的狀態(tài)變化實(shí)際干燥pA0H1tB1I0t1H12II 12II 12tt CCC等溫干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 不向干燥器補(bǔ)充熱量v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IID= 0 L 0 2.非絕熱干燥過程的條件二、非絕熱干燥過程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非絕熱干燥過程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 則升焓干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 需向干燥器補(bǔ)充熱量v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IILDQIIGQ

3、)(12且 L 0 二、非絕熱干燥過程LDQIIGIILQIILQ)()()(120201)()(0201IILIIL21II 二、非絕熱干燥過程 由LDPQIIGIILQQQ)()(1202 故)(01IILQP 則 因LDQIIGQ)(12等溫干燥過程應(yīng)滿足以下條件 v 干燥器的熱損失不能忽略v 物料進(jìn)出干燥器的焓不相等12IIv 需向干燥器補(bǔ)充熱量D足夠大，維持 t1= t2且 L 0 二、非絕熱干燥過程第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.1 濕物料的性質(zhì)5.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.3.3 空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化5.3.4 干燥系統(tǒng)的

4、熱效率一、干燥系統(tǒng)的熱效率%100量向干燥系統(tǒng)輸入的總熱蒸發(fā)水分所需的熱量干燥系統(tǒng)的熱效率定義 %100DPvvQQQQQ蒸發(fā)水分所需熱量一、干燥系統(tǒng)的熱效率由 )187. 488. 12490(12tWQv忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則 )88. 12490(2tWQv故 %100)88. 12490(2QtW對(duì)于理想干燥器%1000121tttt二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施提高干燥系統(tǒng)熱效率措施v 提高 而降低2H2tv 提高空氣入口溫度1tv 采用內(nèi)換熱器v 干燥系統(tǒng)的保溫v 采用廢氣循環(huán)工藝二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)的干燥系統(tǒng)（1）二、提高干燥系統(tǒng)熱效率的措施帶廢氣循環(huán)

5、的干燥系統(tǒng)（2）第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.4 干燥速率與干燥時(shí)間 5.4.1 物料中水分的性質(zhì)一、平衡水分與自由水分)(*fX濕物料濕空氣X接觸時(shí)間*XX 平衡曲線達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)平衡濕含量X*X1.平衡曲線平衡含水量X*與空氣相對(duì)濕度 的關(guān)系（25 ）1新聞紙2羊毛、毛織物3硝化纖維4絲5皮革6陶土7煙葉8肥皂9牛皮膠10木材11玻璃絨12棉花在一定的干燥條件下不能被除去的水分平衡水分 X* 大于平衡水分的水分自由水分 X-X* 物料所含水分平衡水分自由水分平衡水分 自由水分 按能否被除去劃分，取決于物料的性質(zhì)和空氣的狀態(tài)。2.平衡水分與自由水分一、平衡水分

6、與自由水分結(jié)合水分的特點(diǎn)spp 結(jié)合力強(qiáng)，不易除去。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分物料表面吸附及空隙中所含的水分物料細(xì)胞壁及毛細(xì)孔道內(nèi)所含的水分濕物料結(jié)合水分非結(jié)合水分非結(jié)合水分的特點(diǎn)spp 結(jié)合力弱，容易除去。物料所含水分結(jié)合水分非結(jié)合水分結(jié)合水分 非結(jié)合水分 按除去的難易程度劃分，僅取決于物料的性質(zhì)，而與空氣的狀態(tài)無關(guān)。二、結(jié)合水分與非結(jié)合水分固體物料中所含水分的性質(zhì)X總水分*X平衡水分自由水分%100spp 非結(jié)合水分結(jié)合水分第5章 固體物料的干燥5.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算 5.4 干燥速率與干燥時(shí)間 5.4.1 物料中水分的性質(zhì)5.4.2 恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算一、干燥實(shí)驗(yàn)和

7、干燥曲線1.恒定干燥實(shí)驗(yàn)恒定干燥條件v 間歇操作v 用大量的空氣干燥少量的物料v 維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí) 間 物料溫度 物料濕含量 X洞道干燥實(shí)驗(yàn)流程示意圖 1洞道干燥室 2離心鼓風(fēng)機(jī) 3孔板流量計(jì) 4溫度計(jì) 5干燥物料 6重量傳感器 7加熱器 8濕球溫度計(jì) 9干球溫度計(jì)10重量顯示儀11溫度顯示儀12濕球溫度顯 示儀13電加熱控制 儀表一、干燥實(shí)驗(yàn)和干燥曲線預(yù)熱階段恒速干燥階段（第一干燥階段）干燥階段X較小ddXX很大ddX不變降速干燥階段（第二干燥階段）X逐漸減小趨近于零ddX熱量主要用于物料升溫?zé)崃坑糜谄譄崃坑糜谄趾图訜嵛锪弦?、干燥?shí)驗(yàn)和干燥曲線2.干燥曲線 將物料含水量（或物料表面溫度 ）對(duì)干燥干燥曲線X 曲線 曲線時(shí)間繪圖，所得圖形稱為干燥曲線。干燥曲線（X關(guān)系 ）ABCDE預(yù)熱階段恒速干燥階段降速干燥階段干燥曲線（ 關(guān)系