干燥过程的计算干燥过程的计算已知：已知：v干燥介质（空气）的进口条件，干燥介质（空气）的进口条件，如温度、湿度、压力等；如温度、湿度、压力等；v物料的进口条件，物料的进口条件，如温度，湿含量，质量或质量流率；如温度，湿含量，质量或质量流率；v物料的干燥要求物料的干燥要求（湿含量）。（湿含量）。求解：求解：v干燥介质用量干燥介质用量；v干燥条件干燥条件（如进干燥室的空气温度，（如进干燥室的空气温度，出干燥室的空气温度和湿度等）；出干燥室的空气温度和湿度等）；v整个设备的热能消耗整个设备的热能消耗；v干燥室尺寸干燥室尺寸 等等。等等。2提高热效率的途径：提高热效率的途径：(1)提高空气的预热温度提高空气的预热温度t1;(2)降降低低废废气气的的出出口口温温度度t2;(但但不不能能太太低低，否否则则会会析析出出水水，使使物物料返潮料返潮)(3)尽尽量量利利用用废废气气中中的的热热量量，例例如如用用废废气气预预热热冷冷空空气气或或湿湿物物料料，或将废气循环使用或将废气循环使用.95、干燥器空气出口状态的决定、干燥器空气出口状态的决定A、特点：、特点：(a)干燥器内不补充热量，干燥器内不补充热量，Qd=0;(b)干燥器的热损失忽略不计干燥器的热损失忽略不计, QL=0;物料在干燥过程中不升温，进出干燥器的焓相等，物料在干燥过程中不升温，进出干燥器的焓相等，I2=I1.空气在干空气在干燥器内等燥器内等焓变化过焓变化过程程I1=I210第7章 干燥 100CH0=H1 H2t0ABt1t2 0 2 1II1=I2等焓干燥过程中湿空气的状态变化图B、空气的出口状态的确定：、空气的出口状态的确定：W=L(H2-H1)I2=I1=(1.01+1.88H2)t2+2492H2（H2,I2)(1) 图示法：图示法：(2) 计算法：计算法：11第7章 干燥t0H0t1 I1 H1H2 I2,t2G112 L QP(C) 等焓过程干燥效率：等焓过程干燥效率：12第7章 干燥CH0=H1 H2t0ABt1t2 0 2 1II1=I2CC”a:当当QD=0,QL0,I2 I1时时 ， I2 GC(I2 -I1)+QL时时 ， I2 I113第7章 干燥物料衡算物料衡算热量衡算热量衡算理想干燥过程（等焓干燥过程）理想干燥过程（等焓干燥过程）14第7章 干燥例例3 常常压压下下拟拟用用温温度度为为20、湿湿度度为为0.008kg水水/kg干干气气的的空空气气干干燥燥某某种种湿湿物物料料。空空气气在在预预热热器器中中被被加加热热到到90后后送送入入干干燥燥室室，离离开开时时的的湿湿度度为为0.022kg水水/kg干干气气。现现要要求求每每小小时时将将1200kg的的湿湿物物料料由由含含水水率率3%（湿湿基基）干干燥燥至至0.2%（湿湿基基）。干干燥燥过过程程为等焓过程。试求：为等焓过程。试求： (1)绝干空气用量，绝干空气用量，kg/h；湿空气用量，；湿空气用量， kg/h。 (2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW； (3) 热效率热效率 。 (4)空气的出口温度空气的出口温度t2t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022 t2G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP15第7章 干燥(1)绝干空气用量，绝干空气用量，kg/h；湿空气用量，；湿空气用量， kg/h t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP16第7章 干燥(2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW 理想干燥过程举例理想干燥过程举例 t0=20 H0=0.008t1=90 H1H2=0.022G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP17第7章 干燥理想干燥过程举例理想干燥过程举例 t0=20 H0=0.008t1=90 H1I1H2=0.022 I2G1=1200kg/h 1=3%2=0.2% L QP(3)热效率热效率 18第7章 干燥例例4：在逆流绝热干燥装置中用空气将湿物料中所含水分由：在逆流绝热干燥装置中用空气将湿物料中所含水分由0.18降低至降低至0.005。湿空气进入预热器前的温度为。湿空气进入预热器前的温度为25，湿度为湿度为0.00755kg/kg干气，进入干燥器的焓为干气，进入干燥器的焓为125kJ/kg干气，离开干燥器的温度为干气，离开干燥器的温度为50 。试求：。试求：（1）空气经预热后的温度）空气经预热后的温度t1;（2）单位空气的消耗量）单位空气的消耗量l；（3）若加热装置的总热量为）若加热装置的总热量为900kW,则干燥产品量为多少则干燥产品量为多少kg/h?19第7章 干燥解解：（：（1） 空气经预热后的温度空气经预热后的温度t1据焓的定义求解：据焓的定义求解： I1=(1.01+1,88H0)t1+2492H0 即：即：125=（1.01+1.880.00755) t1+24920.00755解得解得:t1=103.7(2)单位空气的消耗量单位空气的消耗量l:关键是计算关键是计算H2。对于绝热干燥过程则有。对于绝热干燥过程则有：I2=(1.01+1,88H2) 50+2492H2=125H2=0.02883kg/kg干气干气20第7章 干燥(3)干燥产品量干燥产品量G2 G2=GC(1+X2)对理想干燥器，有对理想干燥器，有 Q=QP=L(1.01+1.880.00755)(t1-t0)即：即：900= (1.01+1.880.00755)(103.7-25) L L=11.2kg干气干气/s=40200 kg干气干气/h由由 L(H2-H0)=GC(X1-X2) 得得21第7章 干燥40200(0.02883-0.00755)=GC(0.2195-0.00503)GC=3989 kg干物料干物料/hG2=3989 （1+0.00503）=4009kg产品产品/h22第7章 干燥例例5：采用如图所示的带有废气循环系统的干燥流程干燥某种物料。温：采用如图所示的带有废气循环系统的干燥流程干燥某种物料。温度度25、湿度为、湿度为0.01kg/kg干气的新鲜空气与温度为干气的新鲜空气与温度为50,湿度为湿度为0.04 kg/kg干气的废气混合后进入预热器。若新鲜空气中的绝干空气量与废干气的废气混合后进入预热器。若新鲜空气中的绝干空气量与废气中绝干空气量的质量比为气中绝干空气量的质量比为1：2，假若为绝热干燥过程，预热器的热，假若为绝热干燥过程，预热器的热损失忽略不计，系统的操作压强为损失忽略不计，系统的操作压强为101.3kPa。试求：。试求：（1）在）在H 图上示意画出空气在整个干燥过程中的状态变化；图上示意画出空气在整个干燥过程中的状态变化；（2）空气进入预热器的湿度）空气进入预热器的湿度Hm及焓及焓Im,空气进入干燥器的温度空气进入干燥器的温度t1;（3）新鲜空气的流量）新鲜空气的流量L0；（4）整个干燥系统所消耗的热量）整个干燥系统所消耗的热量Q。23第7章 干燥新鲜空气新鲜空气Lt0=25 H0=0.01t1 H1H2 t2G1=0.5kg/s 1=0.452=0.05QPL2L,t2,H23LHmtm废气废气24第7章 干燥解：分析：解：分析： 在带有废气循环的流程中，有图知，最终排出干燥器的在带有废气循环的流程中，有图知，最终排出干燥器的干空气量干空气量L等于新鲜干空气量等于新鲜干空气量L，而循环的绝干空气量为，而循环的绝干空气量为2L。因此求因此求L时的作物料衡算及求时的作物料衡算及求Q时的热量衡算均可把循环系统时的热量衡算均可把循环系统包括在内做整个系统的衡算，求算包括在内做整个系统的衡算，求算L及及Q时就与空气的混合参时就与空气的混合参数无关。数无关。（1）图示空气的状态变化：）图示空气的状态变化：做法：做法：由由t0、H0定定A点，由点，由t2、H2定定C点。因干新鲜空气量与点。因干新鲜空气量与干废气量的质量比为干废气量的质量比为1：2，利用杠杆规则连，利用杠杆规则连AC，使得，使得MC/AM=1/2，则，则M点为进入预热器的混合点，由点为进入预热器的混合点，由M点作等湿点作等湿线与过线与过C点作等线相交于点作等线相交于B，MB为预热过程，为预热过程，BC为绝热为绝热干燥过程。干燥过程。25第7章 干燥ICH0t0ABt1t2 =100%MH2Hm26第7章 干燥（2）Hm、m及t1对于混合气体湿度和焓的计算：0.03kg/kg干气119.5kJ/kg干气27第7章 干燥t1可由可由1求出：求出：Hm=0.03kg/kg干气，I1=I2=153.9kJ/kg干气t1=74.3(3)新鲜空气量L0作包括循环气在内的整个干燥系统的物料衡算：28第7章 干燥W=GC(X1-X2)GC=G1(1-1)=0.5(1-0.45)=0.275kg干料/sW=GC(X1-X2)=0.275(0.8182-0.0526)=0.211kg/s已知H2=0.04kg/kg干气，H1=H0=0.01 kg/kg干气，新鲜空气流量：L0=L(1+H0)=7.03(1+0.01)=7.1kg湿空气/s29第7章 干燥(4)整个干燥系统所消耗的热量： 因该干燥过程为绝热干燥过程，干燥器补充热量为零，且预热器的热损失可忽略不计，则总热消耗为：Q=QD+QP=QP=3L(）因已求出=119.5kJ/kg干气，又知绝热干燥过程153.9 kJ/kg干气,故Q=3L(）=7.03（153.9119.5）=725.5kW30第7章 干燥练习题练习题1、湿空气在预热的过程中不变化的参数是（、湿空气在预热的过程中不变化的参数是（ ）。）。A、焓；、焓；B、相对湿度；、相对湿度；C、露点温度；、露点温度；D、湿球温度、湿球温度2、理想干燥器是指（、理想干燥器是指（ ），干燥介质进入），干燥介质进入和离开干燥器的焓值（和离开干燥器的焓值（ ）。）。31第7章 干燥