化工原理錄音課件

§1概述的分壓→干燥的分壓→平衡的分壓→增濕（回潮）干燥操作進(jìn)行的必要條件：濕物料表面水汽（或其它蒸汽）§2濕空氣的性質(zhì) P總=Pa+ P總=Pa+H 濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量

MwnwMa

MwpwMa

18

PH0.622

PH

0.622

pS

m2

PHS0.622

0.015kgkg

pS47.4kN

m2HS0.622

101.3

0.55kgkg

HHS1，空氣中水蒸氣未飽和，濕空氣能夠繼續(xù)接受水分（1，空氣中水蒸氣達(dá)到飽和，濕空氣不能繼續(xù)接受水分（1，空氣中水蒸氣過飽和，濕空氣不能繼續(xù)接受水分（濕度H濕空氣繼續(xù)接受水分的能力；飽和蒸汽壓與溫度相對應(yīng)，所以

fpw,t例：含水蒸氣的空氣相對濕度為H。

50%，溫度為55oC，求地區(qū)和

四、比容vH=1kg絕干空氣的體積+Hkg

H22.4

t2731.0133 18

t2731.0133105 1kgHkg單位：kJ/kg（絕干空氣·oCcH=1kg1oC所需的熱量Hkgcacw

1kgtoC1Hkg水蒸氣的焓之和。單位：kJ/kg（絕干空氣）I1kgHkgI=Ia+Icatr0cwtH1.011.88Ht七、溫度td 0.622d

dd

P15oC以上。ttw，

單位：kg/m2·s·HHStw

HStwHAQAttw

kHHStwHArtwAttwtwt

kH

HcHttasHasH

t

H對于水—空氣系統(tǒng)，在絕熱條件下，當(dāng)氣速在3.8~10.2m/s kHkH、1101.3kPa30oC0.024kg水/kg（絕、 2）3） 100kg293K370K時所需的熱量§3 二、H—I線的用法例：查出t=30oC，H=0.024kg水/kg絕干空氣的濕空氣的td、絕熱飽和tas、相對濕度I及空氣中水蒸氣分壓。方法：1）t30oC，H0.024kg水/kg I22kcal/kg92kJ/kgpw3.8kPa§4干燥過程的物料衡算及熱量衡算123wX c（1－2）（2－1） Gc絕干物料的質(zhì)量流量。㎏絕干物料 H1、H2空氣進(jìn)出干燥器的濕度。㎏水/X1、X2/

L H2

lL

H21000㎏，經(jīng)干燥后，物料的含水10%2%（均為濕基0.008㎏水分蒸發(fā)量2）空氣消耗量3） H0t0 H1t1 H2t2 X2tM2 X1tM1空氣帶入熱量Q物料輸入熱量Q Q= Q= L·I0+Gc·IM1+QP+QD=L·I2+Gc·IM2+Q系統(tǒng)需供熱：QQPQDL（I2－I0）Gc（IM2IM1）QQP=L（I1－I例：已知新鮮空氣to及ot1t2。求整個過程中空氣的狀態(tài)to,oHoIot1,1H1I1t2,2H2I2空氣的狀態(tài)為to=25oC；Ho=0.005㎏水/㎏絕干空氣，廢氣的狀態(tài)為t2§5干燥曲線及干燥速率—、濕物料含水量X與表面水汽平衡分壓1、濕物料含水量越高；其表面水汽平衡分壓越大。濕物料含水量達(dá)到一定值時，其表面水汽平衡分壓保持為該溫度下水的飽和蒸汽壓。2、干燥介質(zhì)中含水量越大；濕物料表面水汽平衡分壓越大。3、兩個結(jié)論：濕物料中含有不同性質(zhì)的水分。濕物料中最終含水量與物料本身及干燥介質(zhì)有關(guān)。二、物料中的水分1、非結(jié)合水與物料的結(jié)合力極弱。非結(jié)合水在物料表面產(chǎn)生的蒸汽壓與同溫度下純水產(chǎn)生的蒸汽壓相近，容易除去。2與物料有較強(qiáng)的結(jié)合力，結(jié)合力使水分在物料表面產(chǎn)生的蒸汽壓低于同溫度下純水產(chǎn)生的蒸汽壓，較難除去。含結(jié)合水的物料為吸水物料；僅含非結(jié)合水，不含結(jié)合水的物料為非吸水物料。3、平衡水分濕物料表面水蒸汽分壓與空氣中水蒸汽分壓相等時物料中所含的水分。平衡水分量因物料種類不同而有很大差別。同一種物料的平衡水分因空氣的狀態(tài)不同而不同。平衡水分為該空氣狀態(tài)下物料燥的極限當(dāng)空氣的相對濕度為零時，任何物料的平衡水分均為零。平衡水分一定是結(jié)合水分。4、自由水分在干燥操作中能被除去的水分。非結(jié)合水自由水分物料中的水 能被除去的結(jié)合平衡水 不能被除去的結(jié)合三、干燥實(shí)驗(yàn)四、干燥曲線AB段為預(yù)熱段干燥介質(zhì)中大部分熱量用于加熱濕物料。BC段為非結(jié)合水汽化段濕物料的表面溫度為濕空氣的濕球溫度。CD段為部分結(jié)合水汽化段濕物料逐漸升溫五、干燥速率曲線1、干燥速率定義單位時間、單位干燥面積上汽化的水分質(zhì)量。U A式中W：濕物料汽化的水分 U：濕物料干燥速率（干燥通量 ㎏/m2·A：干燥面 ：干燥時間 2、干燥速率曲線dW

UGcABC段為恒速段；CD段為降速段，兩個干燥階段的交點(diǎn)為臨界點(diǎn)。3、恒速干燥階段濕物料表面始終保持濕潤（非結(jié)合水，濕物料表面—空氣間的熱質(zhì)傳遞過程與濕球溫度計濕紗布—空氣間的熱質(zhì)傳遞過程相近，所以恒速干燥階段的干燥速率的大小取決于濕物料表面水分的汽化速率，稱恒速干燥階段為表面汽化控制階段。4、降速干燥階段水分自濕物料內(nèi)部向表面擴(kuò)散的速度低于濕物料表面水分向空氣中汽化的速度，表面逐漸變干；溫度逐漸上升。所以降速干燥階段的干燥速率的大小取決于濕物料本身的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和尺寸，外部干燥條件影響不大，稱降速干燥階段為物料內(nèi)部遷移控制階段。5、臨界含水量物料種類X0范圍石英3~5食 礦石5~15硝石細(xì)泥（）粘土15~25醋酸纖 印刷紙粗毛 碳酸鈣25~50淀粉亞硫酸紙漿厚皮 硬脂酸50~100動物膠硅膠氫氧化鋁100~3000§6恒定干燥條件下干燥時間的計算一、恒速干燥階段恒速干燥階段干燥時間的計算有兩種方法1、利用干燥曲線或干燥速率曲線計算干燥時間干燥速率恒定，為Uo物料由初始含水量X1降至Xo所需的干燥時間為： AUo

Xo由干燥速率曲線查出Uo即可求出干燥時間。例：將某物料自初始含水量0.38㎏水㎏絕干物料通過恒定條件干燥使其含水量降至0.25㎏水/㎏絕干物料。已知單位面積的絕干物料量21.5㎏絕干物料/m2，試估算所需的干燥時間。由該物料在操作條件下的干燥速率曲線查得：Uo=1.51㎏水/m2h ，Xo=0.195㎏水/㎏絕干物2、利用對流給熱系數(shù)計算干燥時間恒速干燥階段，濕物料表面溫度為濕球溫度。Uo

A

A

tw

X2w At w例：某種顆粒狀物料放在長、寬均為0.5m的淺盤里進(jìn)行干燥。平均溫度為65oC、濕度為0.02㎏水/㎏絕干空氣的常壓空氣以4ms的速度平行地吹過濕物料表面。設(shè)盤的底部與四周絕熱良好，試求恒速干燥階段中每小時汽化的水分量。二、降速干燥階段1、圖解積分法UGcA

dGcA0

A

X2Xo2、解析法UaX dUa

X2

UodU

Xo

a

U2

a U2 X o a U2 X

X

Xo