新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用第十一章 固体物料的干燥新乡学院化工原理精品课程一、干燥过程的原理气、固相中所含湿分的不同分离物系固体中的湿分形成两相体系的方法引入一气相（干燥介质）传质原理（固相气相） 新乡学院化工原理精品课程固体物料干燥过程湿 物 料热 空 气气膜气相主体Q 推动力 t - twN 推动力 pw- p新乡学院化工原理精品课程二、干燥过程的应用应用示例湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品湿尿素干燥成尿素产品含水量 3%含水量 0.5%干燥含水量 2%含水量 0.3%干燥新乡学院化工原理精品课程三、干燥过程与其他除湿方法的比较工程中的常用除湿方法 v 机械除湿 v 物理除湿 v 利用热能除湿干燥除湿的特点 v 除湿彻底 v 能耗高为节能工业上多采用联合除湿机械除湿干燥除湿沉降过滤离心吸附干燥新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用第十一章 固体物料的干燥11.1.2 干燥过程的分类新乡学院化工原理精品课程按操作压力分类干燥按传热方式分类干燥过程的分类常压干燥 真空干燥传导干燥 对流干燥按操作方式分类辐射干燥介电加热干燥干燥间歇干燥 连续干燥干燥新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 第十一章 固体物料的干燥11.2.1 湿空气的性质11.2 湿空气的性质及湿度图 新乡学院化工原理精品课程一、湿度 H (湿含量)干燥介质干燥湿分计算基准湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比定义湿空气水分1kg 绝干气kg水汽 / kg绝干气H符号单位kg / kg绝干气新乡学院化工原理精品课程常压下湿空气可视为理想气体一、湿度 H (湿含量)水汽 的 分压总压湿空 气中 水汽 与绝 干气 的摩 尔比新乡学院化工原理精品课程湿空气被水所饱和若饱和湿空气一、湿度 H (湿含量)空气温度下纯 水的饱和蒸气 压新乡学院化工原理精品课程二、相对湿度湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸气 压之比定义符号单位新乡学院化工原理精品课程干燥 能力吸收水 分能力干燥 速率传质推 动力p = 0 = 0 绝干空气p= ps = 100 饱和空气二、相对湿度分析新乡学院化工原理精品课程三、比体积 vH以1 kg 绝干气为基准的湿空气的体积m3湿空气 / kg绝干气定义符号单位新乡学院化工原理精品课程设湿空气的温度为 t湿空气的湿度为 H湿空气的总压力为 p总三、比体积 vH新乡学院化工原理精品课程四、比热容 cH常压下将以 1kg 绝干气为基准的湿空气 的温度升高（或降低）1 所吸收（或 放出）的热量kJ / (kg绝干气) 定义符号单位设湿空气的湿度为 H则绝干气 比热容水汽的 比热容新乡学院化工原理精品课程在常用温度范围内 cg =1.01 kJ / (kg绝干气) cv =1.88 kJ / (kg水汽) 四、比热容 cH故有 新乡学院化工原理精品课程五、焓 IkJ/kg绝干气以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值则定义符号单位绝干气的焓值为 Ig 水汽的焓值为 Iv设新乡学院化工原理精品课程湿空气的温度为 t湿空气的湿度为 H以0为基准设五、焓 I则 新乡学院化工原理精品课程六、温度1.干球温度与湿球温度 用普通温度计直接测得的湿空气的温度，称为 干球温度，简称温度，以 t 表示。它是湿空气的真 实温度。 (1)干球温度 t(2)湿球温度 tW 用湿球温度计测得的湿空气的温度，称为湿 球温度。湿球温度可度量湿空气的湿度大小。 新乡学院化工原理精品课程湿球温度计示意图新乡学院化工原理精品课程不饱和 湿空气 水接触水分汽化:向气相主体传递 (汽化热为水分本身温度降低 放出显热) 热量传递 湿度差 质量传递 温度差 热量由气相主体传递给水分 (气相温度下降)达平衡状态 t tw 温度维持不变 不饱和 湿空气 六、温度湿球温度的测量机理新乡学院化工原理精品课程(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系湿空气的干球温度为 t湿空气的湿度为 H设 湿空气的湿球温度为 tw气膜中饱和湿度为传热速率为 J/s 传质速率为 kg/s 六、温度新乡学院化工原理精品课程稳态下 联立得 测定 t、tw 湿度 H 不饱和湿空气t tw 饱和湿空气t = tw 六、温度新乡学院化工原理精品课程不饱和 湿空气 水绝热 状态 接触水分汽化:向气相主体传递 (汽化热为水分本身温度降低 放出显热) 热量传递 饱和湿空气湿度差 质量传递 温度差 热量由气相主体传递给水分 (气相温度下降绝热冷却)达饱和状态 t tas H Has 100 2.绝热饱和冷却温度 tas 六、温度新乡学院化工原理精品课程绝热饱和冷却塔示意图1塔 身 2填 料 3循环泵绝热状态新乡学院化工原理精品课程绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系不饱和湿空气的焓饱和湿空气的焓绝热过程六、温度新乡学院化工原理精品课程因为H、Has值很小整理得通常比较得六、温度新乡学院化工原理精品课程不饱和 湿空气 饱和湿 空气等湿下冷却达饱和状态 t td 100 tps示例：露珠的产生不饱和湿空气 t tw（tas） td饱和湿空气 t tw（tas）= td3.露点 td 六、温度新乡学院化工原理精品课程练 习 题 目思考题作业题: 1、21.湿空气的湿度、相对湿度、比体积、比热容和焓各表示何意义，如何计算？ 2.湿空气的干球温度、湿球温度、绝热饱和冷却温度、露点各表示何意义，其关系如何？新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 第十一章 固体物料的干燥11.2.1 湿空气的性质11.2 湿空气的性质及湿度图 11.2.2 湿空气的湿度图新乡学院化工原理精品课程在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个是独立的，只要确定了湿空气的两个独立参数，湿 空气的状态就确定了。工程上为了方便计算，常将 湿空气各参数标绘成图，称为湿空气的湿度图。一、 H-I 图的构造湿空气的 湿度图湿度-焓（H-I）图湿度-温度（H-t）图新乡学院化工原理精品课程湿空气的H-I 图新乡学院化工原理精品课程H-I 图由以下线群组成 v 等湿度线（等 H 线） 范围 00.2 kg/kg绝干气 v 等焓线（等 I 线） 范围 0680 kJ/kg绝干气 v 等干球温度线（等 t 线） 范围 0250 v 等相对湿度线（等 线） 范围 5100 =100 饱和空气线 v 蒸汽分压线（ p 线） 范围 026 kPa 一、 H-I 图的构造新乡学院化工原理精品课程1.已知状态点求湿空气的参数 已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值： v 湿度 Hv 温度v 焓 I v 相对湿度 v 水汽分压 p干球温度t绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW)露点td二、 H-I 图的应用新乡学院化工原理精品课程已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW新乡学院化工原理精品课程2.由两个独立参数确定其它参数 已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的 状态点，继而求出湿空气的各参数值。 v 已知温度 t湿球温度 tW v 已知温度 t露点 td v 已知温度 t相对湿度 二、 H-I 图的应用新乡学院化工原理精品课程已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW新乡学院化工原理精品课程已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW新乡学院化工原理精品课程已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 第十一章 固体物料的干燥11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质新乡学院化工原理精品课程一、湿物料的含水量1.湿基含水量 kg / kg湿物料 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。工业上通常用湿基含水量表示湿物料的含水量。注意新乡学院化工原理精品课程2.干基含水量 干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料 的质量比。kg / kg绝干料 两种含水量之间的关系 一、湿物料的含水量新乡学院化工原理精品课程二、湿物料的比热容 cm将以 1kg 绝干料为基准的湿物料的温度升 高（或降低）1 所吸收（或放出）的热 量kJ / (kg绝干料) 定义符号单位设湿物料的干基湿含量为 X则绝干料 比热容水分的 比热容新乡学院化工原理精品课程在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水) 故有 二、湿物料的比热容 cm新乡学院化工原理精品课程kJ/kg绝干料以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值则定义符号单位设水的焓值为 Iw新乡学院化工原理精品课程以0为基准则 设湿物料的温度为湿物料的干基湿含量为 X三、湿物料的焓新乡学院化工原理精品课程11.1 干燥过程概述 第十一章 固体物料的干燥11.2 湿空气的性质及湿度图 11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 新乡学院化工原理精品课程一、物料衡算干燥器物料衡算示意图 干燥器 新鲜空气 废气 湿物料 干燥产品 绝干空 气流量绝干物 料流量干燥产 品流量湿物料 处理量新乡学院化工原理精品课程1.水分蒸发量W kg/s 以1 s 为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥 器作物料衡算一、物料衡算则 单位时间 内 水分蒸发 量新乡学院化工原理精品课程2.空气消耗量 L kg绝干气/s 得 一、物料衡算由 单位时间内消耗 的绝干空气量新乡学院化工原理精品课程湿空气(新鲜空气)的消耗量为 kg湿空气/s 湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为 m3湿空气/s 一、物料衡算设 绝干空气消耗量为 L 湿空气的湿度为 H1 则 新乡学院化工原理精品课程单位空气消耗量为 kg绝干气/ kg 水一、物料衡算单位时间内消耗 的绝干空气量新乡学院化工原理精品课程3.湿物料处理量及干燥产品流量 kg/s 绝干料衡算湿物料处理量干燥产品流量kg/s 一、物料衡算新乡学院化工原理精品课程二、热量衡算干燥器热量衡算示意图 Qp 预热器消耗热量，kWQD 干燥器补充热量，kW QL 热损失速率，kW干燥器 新 鲜 空 气 废 气 湿 物 料 干 燥 产 品 预热器 新乡学院化工原理精品课程预热器热量衡算 干燥器热量衡算 整个系统热量衡算 一、热量衡算基本方程新乡学院化工原理精品课程由 设一、热量衡算基本方程绝干 空气 的焓水汽 的焓则新乡学院化工原理精品课程以0 为基准故 一、热量衡算基本方程新乡学院化工原理精品课程一、热量衡算基本方程物料的焓值 湿物料的 平均比热 容绝干料的 平均比热 容水的比 热容新乡学院化工原理精品课程由整理得 加热 空气一、热量衡算基本方程加热 物料蒸发 水分损失 热量新乡学院化工原理精品课程练 习 题 目思考题作业题: 3、4、51.H-I 图的构造如何，如何由湿空气的状态点确定其状态参数？2.如何对干燥系统进行物料衡算？ 3.热量衡算的基本方程式是如何获得的？ 新乡学院化工原理精品课程第十一章 固体物料的干燥11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.1 湿物料的性质11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 11.3.3 空气通过干燥器时的状态变化新乡学院化工原理精品课程一、绝热干燥过程1.绝热干燥过程的状态变化理想干燥 等焓干燥ABC新乡学院化工原理精品课程v 不向干燥器补充热量v 干燥器的热损失可忽略v 物料进出干燥器的焓相等D= 0 L= 0 一、绝热干燥过程2.绝热干燥过程的条件新乡学院化工原理精品课程由一、绝热干燥过程故则新乡学院化工原理精品课程二、非绝热干燥过程