化工原理課件-第9章-干燥

1、干 燥 Drying丁楠2022/7/19序言一、去濕及其方法二、干燥方法 三、對流干燥的傳熱傳質(zhì)過程2022/7/19一、去濕及其方法1、何為去濕？從物料中脫除濕分的過程稱為去濕。濕分：不一定是水分！2、去濕方法機(jī)械去濕法 ：擠壓（擰衣服、過濾）物理法：濃硫酸吸收, 分子篩吸附, 膜法脫濕化學(xué)法：利用化學(xué)反應(yīng)脫除濕分（CaO）干燥法：加熱2022/7/19二、干燥方法 1、傳導(dǎo)干燥 熱能通過傳熱壁面以傳導(dǎo)的方式傳給濕物料 被干燥的物料與加熱介質(zhì)不直接接觸，屬間接干燥 優(yōu)點：熱能利用較多 缺點：與傳熱壁面接觸的物料易局部過熱而變質(zhì)，受熱不均勻。 例如紙制品可以鋪在熱滾筒上進(jìn)行干燥。 2022/

2、7/192、輻射干燥 熱能以電磁波的形式由輻射器發(fā)射到濕物料表面，被物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能，而將水分加熱汽化。優(yōu)點：生產(chǎn)能力強，干燥產(chǎn)物均勻 缺點：能耗大 例如用紅外線干燥自行車表面油漆3、介電加熱干燥 將需干燥的物料置于交頻電場內(nèi)，利用高頻電場的交變作用將濕物料加熱，水分汽化，物料被干燥。優(yōu)點：干燥時間短，干燥產(chǎn)品均勻而潔凈。缺點：費用大。 例如微波干燥食品 2022/7/194、對流干燥 熱能以對流給熱的方式由熱干燥介質(zhì)（通常熱空氣）傳給濕物料，使物料中的水分汽化。物料內(nèi)部的水分以氣態(tài)或液態(tài)形式擴(kuò)散至物料表面，然后汽化的蒸汽從表面擴(kuò)散至干燥介質(zhì)主體，再由介質(zhì)帶走的干燥過程稱為對流干燥。 優(yōu)點：

3、受熱均勻，所得產(chǎn)品的含水量均勻。 缺點：熱利用率低。 討論以熱空氣為干燥介質(zhì)，以水為濕分的對流干燥2022/7/19三、對流干燥原理溫度為 t、濕份分壓為 p 的濕熱氣體流過濕物料的表面，物料表面溫度 ti 低于氣體溫度 t。1、傳熱過程由于溫差的存在，氣體以對流方式向固體物料傳熱，使水分汽化；2、傳質(zhì)過程在分壓差的作用下，水分由物料表面向氣流主體擴(kuò)散，并被氣流帶走。干燥介質(zhì) Q濕物料表面 Q濕物料內(nèi)部濕物料內(nèi)部水分濕物料表面 水分干燥介質(zhì) 2022/7/19物 料QNTtwpwp干燥介質(zhì)：載熱體、載濕體干燥過程：物料的去濕過程 介質(zhì)的降溫增濕過程注意：只要物料表面的水分分壓高于氣體中水分分壓

4、，干燥即可進(jìn)行，與氣體的溫度無關(guān)。氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快水分汽化和物料干燥的速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。干燥是熱、質(zhì)同時傳遞的過程2022/7/19第一節(jié) 濕空氣的性質(zhì)和濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕度圖及其應(yīng)用 2022/7/19一、濕空氣的性質(zhì)1、 水汽分壓pw P（總壓）=pa（干空氣）+pw（水汽）空氣中水汽分壓越大，水汽含量就越高。摩爾量之比：（一）空氣中水蒸氣含量的表示方法2022/7/192、濕度H（ humidity）濕空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比 ，又稱濕含量。對于水蒸氣空氣系統(tǒng)： 2022/7/19當(dāng)濕空氣中水汽分壓 pw 等于該空氣溫度下的飽和蒸

5、汽壓 ps時，其濕度稱為飽和濕度，用Hs 表示。2022/7/193、相對濕度百分?jǐn)?shù) （ relative humidity） 在總壓P一定的條件下，濕空氣中水蒸氣分壓pw與同溫度下的飽和蒸汽壓ps之比。相對濕度代表濕空氣的不飽和程度， 愈低，表明該空氣偏離飽和程度越遠(yuǎn)，干燥能力越大。 =1，濕空氣達(dá)到飽和，不能作為干燥介質(zhì)。2022/7/19將 代入 在總壓一定時 1、比容 在濕空氣中，1kg絕干空氣體積和相應(yīng)水汽體積之和，又稱濕容積。 （二）濕比容單位為 m3濕空氣 kg干空氣2022/7/19取1Kmol，29 Kg，22.4m3,2022/7/191、比熱 常壓下，將濕空氣1Kg絕干空

6、氣及相應(yīng)水汽的溫度升高（或降低）1所需要（或放出）的熱量，稱為濕比熱。 （三）濕空氣的熱參數(shù)2022/7/192、濕空氣的焓 濕空氣中1 kg絕干空氣的焓與相應(yīng)水汽的焓之和。 Iw=r0+cwt焓是相對值，0 0C的干空氣和液態(tài)水的焓為基準(zhǔn)態(tài)（0），水汽包括0 0C時的汽化潛熱和0 0C以上的顯熱，干空氣只包括顯熱，Ia=cat2022/7/19(四)濕空氣的溫度1）干球溫度 t 用普通溫度計測得的濕空氣的真實溫度 2）濕球溫度 濕球溫度計在溫度為t，濕度為H的不飽和空氣流中，達(dá)到平衡或穩(wěn)定時所顯示的溫度。 2022/7/19t大量的濕空氣t, Htw水2022/7/19t大量的濕空氣t, H

7、水表面水的分壓高N,kH水向空氣主體傳遞Q,自身降溫， 吸熱t(yī)w水溫不再下降，達(dá)到平衡2022/7/19對于空氣水蒸氣系統(tǒng)而言 在一定的總壓下，已知t、tw能否確定H?事實上，不論水溫如何，最終必將達(dá)到此動態(tài)平衡 2022/7/193、絕熱飽和冷卻溫度 水分向空氣中汽化 空氣降溫增濕飽和絕熱焓不變與外界無熱量交換，既無熱量補充，又無熱量損失。 2022/7/19對絕熱飽和器作焓衡算，即可求出絕熱飽和溫度 一般H 及 Has 值均很小 2022/7/19 是濕空氣在絕熱、冷卻、增濕過程中達(dá)到的極限冷卻溫度。 對于空氣水系統(tǒng)， 注意：絕熱飽和溫度于濕球溫度的區(qū)別和聯(lián)系！2022/7/19 1、濕球

8、溫度：大量空氣與少量水接觸后的穩(wěn)定的水溫，空氣的狀態(tài)， （t , H）不變。 絕熱飽和溫度：少量空氣與大量水經(jīng)過接觸后達(dá)到的穩(wěn)定溫度，空氣增濕、降溫。2、 濕球溫度：傳質(zhì)、傳熱仍在進(jìn)行，因此屬動態(tài)平衡范疇。 絕熱飽和溫度：沒有凈的質(zhì)量、熱量傳遞進(jìn)行，因此屬靜態(tài)平衡范疇。不同之處：1、濕空氣均為等焓變化、 2、均為空氣狀態(tài)（t、H）的函數(shù)3、對于空氣水體系, tw tas， 相同之處：2022/7/194、露點 t , pw t1, pw t2, pw =Ps,d 將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時的溫度2022/7/19 對于水蒸汽空氣系統(tǒng)，干球溫度、絕熱飽和溫度和露點間的關(guān)系為： 不飽和空氣：

9、 飽和空氣： 2022/7/19二.氣體濕度圖（Humidity chart）濕氣體參數(shù)的計算比較繁瑣，甚至需要試差。為了方便和直觀，通常使用濕度圖。2022/7/19空氣濕度圖的繪制 （Humidity chart）對于空氣-水系統(tǒng)，tas tw，等 tas 線可近似作為等tw線。每一條絕熱冷卻線上所有各點都具有相同的 tas 。橫坐標(biāo)：空氣的干球溫度，所有縱線為等溫線。右側(cè)縱坐標(biāo)：空氣的濕度，所有的橫線為等濕度線。(1) 等相對濕度線 (等 線)總壓 P 一定，對給定的 ：因 ps= f (t) ， 故 H = f (t) 。(2) 絕熱冷卻線（等 tas 線）對給定的 tas： t =

10、f (H)2022/7/19(3) 濕熱-濕度線 (cH - H ) 總壓 P = 101.325 kPa 時： 濕比熱是濕度的函數(shù)，在圖中的溫度范圍內(nèi)與溫度無關(guān)。(4) 濕比容-溫度線 (H - H)對于P = 101.325 kPa 的飽和空氣： 若已知濕度和溫度，即可由對應(yīng)直線查得氣體濕比容。由于Has= f (t) ，故Has = f (t) 。2022/7/19tdIcH三.濕度圖的應(yīng)用t tas=twVH2022/7/19過P點的絕熱冷卻線與 =100%的等相對濕度線的交點在橫坐標(biāo)上對應(yīng)的值即為絕熱飽和溫度。讀得 tas=52，即 tw = tas=52 ；解：由t=62的等溫線和

11、H=0.092的等濕度線可以確定一個交點P：過P點的等 線上讀得 =60%；空氣濕度圖的用法 （Use of humidity chart）【例1】已知 t=62，H=0.092，求、tas、tw、td、cH 和 iH 。cH H = 60%1.18cH kJ/(kg絕干氣體K) 0.092濕度 H絕熱冷卻線tdtas62溫度 tP過P點的等濕度線（H=0.092）與 =100%的等相對濕度線的交點，在橫坐標(biāo)上對應(yīng)的值即為露點溫度，讀得 td=51；過P 點的等濕度線與 cH -H 線的交點在頂部橫軸上的讀數(shù)即為 cH ，讀得 cH =1.18 kJ/(kg絕干氣體K) ； = 100%525

12、12022/7/19空氣濕度圖的用法 （Use of humidity chart）在橫軸上作 t = 52 的等溫線與 =100% 的等相對濕度線相交，作過此交點的絕熱冷卻線，與 t = 62 的等溫線的交點即為空氣狀態(tài) P 點?！纠?】測得空氣的干球溫度 t = 62，濕球溫度 tw = 52，試求空氣的 H、 、tas、td 。 解：tw = tas = 52；先確定 tas = 52 的絕熱冷卻線。 = 60%0.092濕度 H絕熱冷卻線tdtas62溫度 tP = 100%5251由氣體狀態(tài) P 點，用上例中類似的方法可以查出 H=0.092， =60%，td=512022/7/19

13、空氣濕度圖的用法 （Use of humidity chart）【例3】已知空氣的露點溫度 td=51，相對濕度 =60% ，試求 t、H、tas、tw 。 解：由 t=51 的等溫線 與 =100% 的等相對濕度線的交點作過該點的等濕度線(H=0.092)，該線與 =60% 的等相對濕度線交于 P 點。 = 60%0.092濕度 H絕熱冷卻線tdtas62溫度 tP = 100%5251由氣體狀態(tài) P 點，用上例中類似的方法可以讀出 P 點對應(yīng)的空氣參數(shù)：t=62，H=0.092，tas= tw=522022/7/192表示濕空氣的狀態(tài)變化過程兩個獨立參數(shù)，確定空氣狀態(tài)點， j=100% H

14、 j=100% H A B t t (a)加熱過程 (b)冷卻過程 ABC2022/7/19 j=100% H B 絕熱飽和線 A t (c)絕熱增濕、降溫過程 2022/7/19ABCD1tH濕空氣在tH圖上經(jīng)歷如右圖示ABCDA的封閉循環(huán)。試說明：（1）各部分的作用；（2）B、C兩點所代表的空氣何者接受水份的能力較強。答：AB 等濕增溫 BC降溫增濕 CD等濕降溫至飽和 DA維持飽和降溫降濕 B點的相對濕度小, B點接受水分能力強 2022/7/19將不飽和濕空氣冷卻至露點，再維持飽和度不變降溫，請設(shè)計兩個可行的過程（每一個過程有一個參數(shù)不變）將空氣恢復(fù)到原狀態(tài)，指出不變的參數(shù)，并在t-H

15、圖上定性畫出該循環(huán)過程 . 等濕升溫 等濕升溫等溫增濕 不變升溫增濕 2022/7/192022/7/19H kg水/kg絕干氣I kJ/kg絕干氣t p kPa橫坐標(biāo)H， 等濕線（平行于縱坐標(biāo)） 縱坐標(biāo)I， 等焓線（45于橫坐標(biāo)） 等溫線t等相對濕度線 等分壓線p總壓一定H0.622 ps/(P- ps)pP H/(0.622 +H)，一般H很小2022/7/19A由測出的參數(shù)確定濕空氣的狀態(tài)a）水與空氣系統(tǒng)，已知空氣的干球溫度 t 和濕球溫度 tw ，確定該空氣的狀態(tài)點 A (t,H)。2022/7/19tdAb）水與空氣系統(tǒng)中，已知 t 和 td，求原始狀態(tài)點 A(t,H)。2022/7

16、/19Ac）水與空氣系統(tǒng)中，已知 t 和 ，求原始狀態(tài) 點 A 的位置2022/7/19已知濕空氣某兩個可確定狀態(tài)的獨立變量，求該濕空氣的其他參數(shù)和性質(zhì) 例：已知濕空氣的干球溫度t=30，相對濕度=0.6，求濕空氣的濕度H，露點td、tas。 t=30AH=0.016kg/kg干氣D等焓線Ctas=23td=212022/7/19一、濕物料中含水量的表示方法二、干燥系統(tǒng)的物料衡算 三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算 四、干燥過程的圖解 第二節(jié) 干燥過程的物料與熱量衡算2022/7/19一、濕物料中含水量的表示方法1、濕基含水量w 2、干基含水量X3、換算關(guān)系 2022/7/19干燥過程干燥室預(yù)熱器二、干燥

17、系統(tǒng)的物料衡算空氣預(yù)熱的作用？2022/7/19求解：干燥介質(zhì)用量，蒸發(fā)的水分量等預(yù)熱器L, t0 , H0L, t1 , H1干燥室L, t2 , H2 濕物料G1, w1, (X1) 產(chǎn)品G2, w2, (X2)新鮮空氣廢氣L 絕干空氣質(zhì)量流量，kg干氣/hr；G1、G2 物料進(jìn)出干燥器總量，kg物料/hr。w1 (X1)，w2(X2)：干燥前后濕物料的濕（干）基含水量；H1，H2：干燥前后濕空氣的濕度。2022/7/191、水分蒸發(fā)量 濕物料中水分減少量濕空氣中水分增加量絕對干物料質(zhì)量2022/7/192、空氣消耗量L 單位空氣消耗量l （每蒸發(fā)1kg水分時，消耗的絕干空氣數(shù)量）因為：H

18、1=H0 2022/7/19夏季要比冬季空氣的消耗量大?？諝獾墓娘L(fēng)機(jī)等裝置要以全年最熱月份的空氣消耗量來決定濕空氣的體積流量。3、干燥產(chǎn)品流量G2 對干燥器作絕干物料的衡算 2022/7/19 例：在一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料1000kg，經(jīng)干燥后物料的含水量由10%降至2%（wb）。以熱空氣為干燥介質(zhì)，初始濕度H1=0.008kg水/kg絕干氣，離開干燥器時濕度為H2=0.05 kg水/kg絕干氣，假設(shè)干燥過程中無物料損失.試求：水分蒸發(fā)量、空氣消耗量以及干燥產(chǎn)品量。 解:1）水分蒸發(fā)量：將物料的濕基含水量換算為干基含量， 即: 2022/7/19（2）空氣消耗量進(jìn)入干燥器的絕干物料為

19、 GC = G1(1w1) = 1000(10.1) = 900kg絕干料/h 水分蒸發(fā)量為 W = GC(X1X2) = 900(0.1110.0204) = 81.5kg水/h2022/7/19（3）干燥產(chǎn)品量原濕空氣的消耗量為： L= L(1+H1) = 1940(1+0.008) = 1960kg濕空氣/h 單位空氣消耗量（比空氣用量）為：2022/7/19三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算 1、熱量衡算的基本方程 QP：預(yù)熱器內(nèi)加入的熱量，kJ/h；QD：干燥器內(nèi)補充的熱量，kJ/h；QL ：干燥器的熱損失，kJ/h。QDQLG1, X1, G2, X2, QP2022/7/19忽略預(yù)熱器的熱損

20、失，對預(yù)熱器列焓衡算 ：單位時間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量為： 對干燥器列焓衡算，以1s為基準(zhǔn) 單位時間內(nèi)向干燥器補充的熱量為 單位時間內(nèi)干燥系統(tǒng)消耗的總熱量為 連續(xù)干燥系統(tǒng)熱量衡算的基本方程式 2022/7/19(1) 預(yù)熱器的加熱量若忽略熱損失，則(2) 干燥室的熱量衡算輸入量1）濕物料帶入熱量（焓值）cm：濕物料的平均比熱，kJ/kg濕料；cw：水的比熱， kJ/kg水。2022/7/192）空氣帶入的焓值3）干燥器補充加入的熱量輸出量1）干物料G2 帶出焓值：2）廢氣帶出焓值：3）熱損失：2022/7/19輸入輸出所需外加總熱量 Q：加熱空氣蒸發(fā)水分加熱物料熱損失2022/7/192022/7

21、/192、干燥系統(tǒng)的熱效率 蒸發(fā)水分所需的熱量為 忽略物料中水分帶入的焓 2022/7/19影響熱效率的因素 因此，t2不能過低，一般規(guī)定t2比進(jìn)入干燥器時空氣的濕球溫度tw高20 50。3. 回收廢氣中熱量4. 加強管道保溫，減少熱損失1. 一定時，傳熱推動力傳質(zhì)推動力2. 一定時，2022/7/19等焓干燥過程（絕熱干燥過程或理想干燥過程）空氣在進(jìn)、出干燥室的焓值不變。規(guī)定： 不向干燥室中補充熱量 QD=0； 忽略干燥室向周圍散失的熱量 QL=0； 實際干燥過程在非絕熱情況下進(jìn)行的干燥過程。四、干燥過程的圖解2022/7/191. 過程分析：令則有：2022/7/19：外界補充的熱量及濕物

22、料中被汽化水分 帶入的熱量；補充熱：熱損失及濕物料在干燥室獲得的熱量。損失熱即：=補充熱損失熱2022/7/191）等焓過程：等焓過程又可分為兩種情況： 空氣放出的顯熱完全用于蒸發(fā)水分所需的潛熱，而水蒸汽又把這部分潛熱帶回到空氣中，所以空氣焓值不變。 濕物料中水分帶入的熱量及干燥器補充的熱量正好與熱損失及物料升溫所需的熱量相抵消，此時，空氣的焓值也保持不變。IHt2Ct1BH0t0A2022/7/19H0t0AIHt1Bt2C2）實際干燥過程：a. 補充熱量小于損失的熱量理想操作線 BC: 過點B的等焓線C1下方b. 補充熱量大于損失的熱量即C2上方補充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進(jìn)行,

23、操作線為過B點的等溫線 BC3C3實際操作線 BC1: 在等焓線的下方實際操作線 BC2: 在等焓線的上方2022/7/192 .空氣出口狀態(tài)的確定方法確定H2、I2a . 計算法b. 圖解法102ABCI1 t2 t0 t1 I0H0H1H2(H2、I2)2022/7/19 例：某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)行干燥,濕物料的流量為1kg/s，初始濕基含水量為3.5%,干燥產(chǎn)品的濕基含水量為0.5%?？諝鉅顩r為：初始溫度為25，濕度為0.005kg/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)干燥器的溫度為140,若離開干燥器的溫度選定為60和40， 試分別計算需要的空氣消耗量及預(yù)熱器的傳熱速率。 又若空氣在干燥器

24、的后續(xù)設(shè)備中溫度下降了10，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設(shè)干燥器為理想干燥器。 2022/7/19解：因在干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程， 2022/7/19絕干物料量 ：絕干空氣量： 2022/7/19預(yù)熱器的傳熱速率 2022/7/19分析物料的返潮情況 當(dāng)t2=60時，干燥器出口空氣中水汽分壓為 t=50時，飽和蒸汽壓 ps=12.34kPa， 即此時空氣溫度尚未達(dá)到氣體的露點，不會返潮。 2022/7/19t=30時，飽和蒸汽壓 ps=4.25kPa，物料可能返潮。 當(dāng)t2=40時，干燥器出口空氣中水汽分壓為 2022/7/19第三節(jié) 干燥速度和干燥時間一、物料中所含水分的性質(zhì) 二、固體

25、物料的干燥機(jī)理三、干燥曲線和干燥速率曲線 四、干燥時間的計算 2022/7/19一、物料中所含水分的性質(zhì)干燥過程，就是物料的濕份由物料內(nèi)部遷至外部，再由外部汽化進(jìn)入空氣主體的過程。干燥速率取決于：濕空氣的性質(zhì)、物料所含水份的性質(zhì)。 2022/7/19一、物料中所含水分的性質(zhì) 1、平衡水分與自由水分1）平衡水分（X*） 用某種空氣無法再去除的水分。 與物料的種類、溫度及空氣的相對濕度有關(guān) 物料中的平衡水分隨溫度升高而減小 隨濕度的增加而增加。PwPS干燥推動力：時，物料中還存在的水分；不能用干燥方法除去的X* = f（物料種類、空氣性質(zhì)）2022/7/192）自由水分 在干燥過程中所能除去的超出

26、平衡水分的那一部分水分。 木材與 ， 的空氣接觸時， ；與 ， 的空氣接觸時，2022/7/19結(jié)合水分：與物料之間有物理化學(xué)作用，因而產(chǎn)生的蒸汽壓 低于同溫度下純水的飽和蒸汽壓， pw ps 。包 括溶漲水分和小毛細(xì)管中的水分 。 水與物料結(jié)合力強，難于除去 非結(jié)合水分 :機(jī)械地附著在物料表面， 產(chǎn)生的蒸汽壓與純水 無異，pw ps。包括物料中的吸附水分和大孔 隙中的水分。 水與物料結(jié)合力弱，容易除去。 結(jié)合水分與非結(jié)合水分只與物料的性質(zhì)有關(guān)，而與空氣的狀態(tài)無關(guān)，這是與平衡水分的主要區(qū)別。2、結(jié)合水分和非結(jié)合水分2022/7/19物料與水分結(jié)合方式吸附水分：濕物料的粗糙外表面附著的水分。毛細(xì)

27、管水分：多孔性物料的孔隙中所含的水分。溶脹水分：物料細(xì)胞壁或纖維皮壁內(nèi)的水分。結(jié)合水： 包括溶漲水分和小毛細(xì)管中的水分 。非結(jié)合水： 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。平衡水分一定是結(jié)合水分；自由水分包括了全部非結(jié)合水分和一部分結(jié)合水分。 2022/7/19將圖中各線延長，與 相交，交點以左的為結(jié)合水分。交點以右的為非結(jié)合水分。濕含量 XX相對濕度 非結(jié)合水分結(jié)合水分01.00.52022/7/19平衡水分一定是結(jié)合水分；自由水分包括了全部非結(jié)合水分和一部分結(jié)合水分。1.02022/7/19 在橫坐標(biāo)是，縱坐標(biāo)是 X 的圖中，物料的總水分、平衡水分、自由水分、結(jié)合水分、非結(jié)合水分之間的關(guān)系

28、見圖示?？偹肿杂伤制胶馑址墙Y(jié)合水分結(jié)合水分x*x0 x1空氣相對濕度100%物料的含水量02022/7/19【練習(xí)】在常壓25下，水分在ZnO與空氣間的平衡關(guān)系為：相對濕度 100%，平衡含水量X*0. 2 kg水/kg干料。 現(xiàn)ZnO的含水量為0.25 kg水/kg干料，令其與25， 40%的空氣接觸，平衡含水量X*0.07 kg水/kg干料，求物料的自由水分、平衡水分、結(jié)合水分和非結(jié)合水分。X=0.25X*0.07400總含水量平衡水分自由水分結(jié)合水分非結(jié)合水分0.21.0平衡水分=0.07自由水分=0.25-0.07=0.18結(jié)合水分=0.2非結(jié)合水分=0.25-0.2=0.05解

29、：2022/7/19二、固體物料的干燥機(jī)理1表面汽化控制：表面汽化速率內(nèi)部擴(kuò)散速率 當(dāng)濕物料（其含水量大于平衡含水量）與干燥介質(zhì)（熱空氣）接觸，其表面水分汽化，形成表面與內(nèi)部的濕度差，水分由內(nèi)部向表面擴(kuò)散。在干燥的不同時期，其控制機(jī)理不同：內(nèi)部水分能迅速到達(dá)表面，物料表面足夠濕潤，其表面溫度可取tW，干燥速率受表面汽化速率控制，此類干燥操作完全受干燥介質(zhì)性質(zhì)而定。如：紙、皮革的干燥恒速干燥階段2022/7/192內(nèi)部擴(kuò)散控制：表面汽化速率內(nèi)部擴(kuò)散速率內(nèi)部水分不能迅速到達(dá)表面，物料表面不能完全濕潤，蒸發(fā)面向物料內(nèi)部移動。這種情況必須想法增加內(nèi)部擴(kuò)散速率，或降低表面汽化速率。如：木材常用濕空氣干燥

30、，否則表面干燥，內(nèi)部潮濕，將引起表面干燥收縮而發(fā)生繞曲。降速干燥階段2022/7/19三、干燥曲線和干燥速率曲線干燥曲線 ：恒定干燥條件下，物料的含水率X與表面溫度與干燥時間的關(guān)系 干燥速率 ：單位時間內(nèi)，單位干燥面積上汽化的水分量 2022/7/19天平毫伏表濕物料干燥介質(zhì)熱電偶1、干燥實驗和干燥曲線 測定物料含水量與溫度隨時間的關(guān)系 隨干燥時間的延續(xù)，水分不斷汽化，濕料的質(zhì)量不斷下降，直至恒值。此時為動態(tài)平衡，含水量為平衡含水量。將物料放入電烘箱烘干到恒重，即為物料的絕干質(zhì)量Gc記錄：時間物料質(zhì)量物料溫度 2022/7/19恒定干燥條件下，用于描述物料含水量 X、干燥時間 及物料表面溫度t之間 的關(guān)系曲線。干燥曲線 ：空氣的溫度、濕度、流速及物料接觸方式不變X - 線t - 線ABCDEX1物料含水量 X 物料表面溫度 t t1干燥時間 XcX*0t2tW0為了比較不同物料在相同條件下的干燥速率，還可以把干燥曲線轉(zhuǎn)化成干燥速率曲線。2022/7/191）干燥速率 ：單位時間內(nèi)，單位干燥面積上汽化的水分量 。2、干燥速率曲線ABC段：恒速干燥階段 AB段：預(yù)熱段