化工原理下冊天津大學柴誠敬45－46學時.ppt

1、第十一章 固體物料的干燥,11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.3.1 濕物料的性質,11.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.3.3 空氣通過干燥器時的狀態(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,A,B,C,不向干燥器補充熱量,干燥器的熱損失可忽略,物料進出干燥器的焓相等,D= 0,L= 0,一、絕熱干燥過程,2.絕熱干燥過程的條件,由,一、絕熱干燥過程,故,則,二、非絕熱干燥過程,1.非絕熱干燥過程的狀態(tài)變化,實際 干燥,A,B,等溫 干燥,升焓 干燥,降焓 干燥,降焓干燥過程應滿足以下條件,不向干燥器補充熱量,干燥器的熱損失不能忽略,物料進

2、出干燥器的焓不相等,D= 0,L 0,2.非絕熱干燥過程的條件,二、非絕熱干燥過程,二、非絕熱干燥過程,由,故,則,升焓干燥過程應滿足以下條件,需向干燥器補充熱量,干燥器的熱損失不能忽略,物料進出干燥器的焓不相等,且,L 0,二、非絕熱干燥過程,二、非絕熱干燥過程,由,故,則,因,等溫干燥過程應滿足以下條件,干燥器的熱損失不能忽略,物料進出干燥器的焓不相等,需向干燥器補充熱量,D足夠大，維持 t1= t2,且,L 0,二、非絕熱干燥過程,第十一章 固體物料的干燥,11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.3.1 濕物料的性質,11.3.2 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.3.3 空氣通

3、過干燥器時的狀態(tài)變化,11.3.4 干燥系統(tǒng)的熱效率,一、干燥系統(tǒng)的熱效率,干燥系統(tǒng)的熱效率定義,蒸發(fā)水分 所需熱量,一、干燥系統(tǒng)的熱效率,由,忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則,故,對于理想干燥器,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,提高 而降低,提高空氣入口溫度,采用二級干燥,采用內換熱器,干燥系統(tǒng)的保溫,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)的干燥系統(tǒng)（2）,第十一章 固體物料的干燥,11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.4 干燥速率與干燥時間,11.4.1 物料中水分的性質,一、平衡

4、水分與自由水分,濕物料,濕空氣,接觸 時間,平衡曲線,達平衡狀態(tài)時,平衡濕含量,X*,X,1.平衡曲線,平衡含水量X*與空氣相對濕度 的關系（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，取決于物料的性質和空氣的狀態(tài)。,2.平衡水分與自由水分,一、平衡水分與自由水分,結合水分的特點,結合力強，不易除去。,二、結合水分與非結合水分,物料表面吸附及空隙中所含

5、的水分,物料細胞壁及毛細孔道內所含的水分,濕物料,結合 水分,非結合 水分,非結合水分的特點,結合力弱，容易除去。,物料所含水分結合水分非結合水分,結合水分,非結合水分,按除去的難易程度劃分，僅取決于物料的性質，而與空氣的狀態(tài)無關。,二、結合水分與非結合水分,固體物料中所含水分的性質,總 水 分,平衡 水分,自由 水 分,非結合水分,結合水分,第十一章 固體物料的干燥,11.3 干燥過程的物料衡算與熱量衡算,11.4 干燥速率與干燥時間,11.4.1 物料中水分的性質,11.4.2 恒定干燥條件下干燥時間的計算,一、干燥實驗和干燥曲線,1.恒定干燥實驗,恒定干燥條件,間歇操作,用大量的空氣干燥少量的物料,維持空氣的速度及與物料的接觸方式不變,實驗數(shù)據(jù),洞道干燥實驗流程示意圖,1洞道干燥室 2離心鼓風機 3孔板流量計 4溫度計 5干燥物料 6重量傳感器 7加熱器 8濕球溫度計 9干球溫度計 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、干燥實驗和干燥曲線,預熱階段,恒速干燥階段（第一干燥階段）,干燥階段,降速干燥階段（第二干燥階段）,熱量主要用于物料升溫,熱量用于 汽化水分,熱量用于汽化水分和加熱物料,一、干燥實驗和干燥曲線,2.干燥曲線,將物料含水量（或物料表面溫度 ）對干燥,干燥曲線,X 曲線, 曲線,時間繪圖，所得