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第七章干燥Chapter7Drying 第一节 概述(Introduction) 化化学学工工业业生生产产的的固固态态产产品品或或半半成成品品往往往往含含有有过过多多的的水水分分或或有有机机溶溶剂,制得合格产品需要除去固体物料多余的湿份。剂,制得合格产品需要除去固体物料多余的湿份。例如:例如:制盐工业中,在过饱和的氯化钠溶液中生成的食盐晶粒;制盐工业中,在过饱和的氯化钠溶液中生成的食盐晶粒;塑料工业中,氯乙烯单体在水相中聚合制成的塑料颗粒。塑料工业中,氯乙烯单体在水相中聚合制成的塑料颗粒。除湿方法:除湿方法:先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除去;先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除去;然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份汽化干燥掉。然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份汽化干燥掉。 干燥方法分类:干燥方法分类:传导干燥;传导干燥;对流干燥;对流干燥;红外线辐射干燥红外线辐射干燥; ;微波加热干燥微波加热干燥; ;冷冻冷冻干燥干燥;化工生产中最常用的是对流干燥。化工生产中最常用的是对流干燥。对流干燥过程举例对流干燥过程举例典型的对流干燥器气流干燥器典型的对流干燥器气流干燥器空空气气通通过过送送风风机机吹吹入入空空气气预预热热器器,预预热热后后的的热热空空气气送送入入气气流流干干燥燥管管,湿湿料料由由螺螺旋旋加加料料器器推推入入干干燥燥器器并并分分散散于于热热气气流流中中,受受气气流流的的输输送送并并进进行行干干燥燥,干干燥燥产产品品通通过过旋旋风风分分离离器器从从气气流流中中分分离离出出来来,湿湿废废气气体体由由引引风机抽出排空。风机抽出排空。 1-鼓风机;2-预热器;3-气流干燥管;4-加料斗;5-螺旋加料器;6-旋风分离器;7-卸料阀;8-引风机。 干燥介质:用来传递热量(载热体)和湿份(载湿体)的介质。由由于于温温差差的的存存在在,气气体体以以对对流流方方式向固体物料传热,使湿份汽化;式向固体物料传热,使湿份汽化;在在分分压压差差的的作作用用下下,湿湿份份由由物物料料表表面面向向气气流流主主体体扩扩散散,并并被被气气流流带走。带走。对流干燥过程原理温温度度为为 t、湿湿份份分分压压为为 p 的的湿湿热热气气体体流流过过湿湿物物料料的的表表面面,物料表面温度物料表面温度 低于气体温度低于气体温度 t。注意:只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压,干燥即可进行,与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要条件,其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度,达到一定的生产能力。HtQWpvpwM干燥是热、质同时传递的过程干燥过程热空气流过湿物料表面热量传递到湿物料表面湿物料表面水分汽化并被带走表面与内部出现水分浓度差内部水分扩散到表面传热过程传热过程传质过程传质过程传质过程传质过程干燥过程推动力传质推动力:物料表面水分压传质推动力:物料表面水分压P表水表水 热空气中的水分压热空气中的水分压P空水空水传热推动力:热空气的温度传热推动力:热空气的温度t空气空气 物料表面的温度物料表面的温度t物表物表对流干燥过程实质除水分量除水分量空气消耗量空气消耗量干燥产品量干燥产品量热量消耗热量消耗干燥时间干燥时间物料衡算物料衡算能量衡算能量衡算涉及干燥速率和水在涉及干燥速率和水在气固相的平衡关系气固相的平衡关系涉及湿空气的性质涉及湿空气的性质干燥过程基本问题解决这些问题需要掌握的基本知识有:解决这些问题需要掌握的基本知识有:(1) 湿分在气固两相间的传递规律;湿分在气固两相间的传递规律;(2) 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化;湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化;(3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征;物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征; (4)干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。本本章章主主要要介介绍绍运运用用上上述述基基本本知知识识解解决决工工程程中中物物料料干干燥燥的的基基本问题,介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。本问题,介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。第二节第二节 湿气体的热力学性质湿气体的热力学性质 湿湿空空气气:指指绝绝干干空空气气与与水水蒸蒸汽汽的的混混合合物物。在在干干燥燥过过程程中中,随随着着湿湿物物料料中中水水份份的的汽汽化化,湿湿空空气气中中水水份份含含量量不不断断增增加加,但但绝绝干干空空气气的的质质量量保保持持不不变变。因因此此,湿湿空空气气性性质质一一般般都都以以1kg绝干空气为基准。绝干空气为基准。 操作压强不太高时,湿空气可视为理想气体。操作压强不太高时,湿空气可视为理想气体。系系统统总总压压 P :湿湿空空气气的的总总压压(kN/m2),即即Pv 与与Pg之之和和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。且干燥过程中系统总压基本上恒定不变。且 P= Pv +Pg干干燥燥操操作作通通常常在在常常压压下下进进行行,常常压压干干燥燥的的系系统统总总压压接接近近大气压力,热敏性物料的干燥一般在减压下操作。大气压力,热敏性物料的干燥一般在减压下操作。1.湿份的表示方法对于空气-水蒸气系统:Mv,Mg=28.96kg/kmol湿湿空空气气中中水水气气的的质质量量与与绝绝干干空空气气的的质质量量之之比比。若若湿湿份份蒸蒸汽和绝干空气的摩尔数汽和绝干空气的摩尔数 (nv, ng) 和摩尔质量和摩尔质量 (Mv , Mg) 绝对湿度绝对湿度( (湿度湿度) )H H(HumidityHumidity)总压一定时,湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。Kg水蒸汽/kg绝干空气当p=ps时,湿度称为饱和湿度,以Hs表示。相对湿度相对湿度(RelativehumidityRelativehumidity)湿湿度度只只表表示示湿湿空空气气中中所所含含水水份份的的绝绝对对数数,不不能能反反映映空空气气偏离饱和状态的程度(即气体的吸湿能力)。偏离饱和状态的程度(即气体的吸湿能力)。 值值说说明明湿湿空空气气偏偏离离饱饱和和空空气气或或绝绝干干空空气气的的程程度度, 值值越越小小吸湿能力越大;吸湿能力越大; = 0 ,p=0时,表示湿空气中不含水分,为绝干空气。时,表示湿空气中不含水分,为绝干空气。 = 1 ,p=ps时,表示湿空气被水汽所饱和,不能再吸湿。时,表示湿空气被水汽所饱和,不能再吸湿。相相对对湿湿度度:在在总总压压和和温温度度一一定定时时,湿湿空空气气中中水水汽汽的的分分压压 pv 与系统温度下水的饱和蒸汽压与系统温度下水的饱和蒸汽压 ps 之比的百分数。之比的百分数。相对湿度相对湿度(RelativehumidityRelativehumidity)ps 随随温温度度的的升升高高而而增增加加,H 不不变变。提提高高 t, ,气气体体的的吸吸湿能力增加,故空气用作干燥介质应先预热。湿能力增加,故空气用作干燥介质应先预热。H 不不变变而而降降低低 t, ,空空气气趋趋近近饱饱和和状状态态。当当空空气气达达到到饱饱和状态而继续冷却时,空气中的水份将呈液态析出。和状态而继续冷却时,空气中的水份将呈液态析出。 对于空气对于空气-水系统水系统:j=f (H, t)2.比体积H(Humidvolume)或湿比容(m3/kg绝干气体)比容:比容:1kg绝干空气和相应Hkg水汽体积之和。3.比热cH(Humidheat)或比热容KJ/(kg)比比热热:1kg绝干空气及相应Hkg水汽温度升高1所需要的热量式中:cg 绝干空气的比热,KJ/(kg); cv 水汽的比热,KJ/(kg)。对于空气-水系统:cg=1.01kJ/(kg),cv=1.88kJ/(kg)4.焓I(Totalenthalpy)焓:焓:1kg 绝干空气的焓与相应绝干空气的焓与相应Hkg水汽的焓之和。水汽的焓之和。由由于于焓焓是是相相对对值值,计计算算焓焓值值时时必必须须规规定定基基准准状状态态和和基基准准温温度度,一一般般以以0为为基基准准,且且规规定定在在0时时绝绝干干空空气气和和水水汽的焓值均为零,则汽的焓值均为零,则对于空气-水系统:显热项汽化潜热项当当热热、质质传传递递达达平平衡衡时时,气气体体对对液液体体的的供供热热速速率率恰恰等等于于液体汽化的需热速率时:液体汽化的需热速率时:5.干燥过程中的物料温度(1)干干球球温温度度 t :湿湿空空气气的的真真实实温温度度,简简称称温温度度( 或或 K)。将温度计直接插在湿空气中即可测量。将温度计直接插在湿空气中即可测量。(2) 空空气的湿球温度(气的湿球温度(Wet-bulb temperature) a.定义定义qN对流传热hkH气体t, H气膜对流传质液滴表面tw , Hw液滴湿球温度tw 定义式(2)空气的湿球温度因因流流速速等等影影响响气气膜膜厚厚度度的的因因素素对对 和和 kH 有有相相同同的的作作用用,可可认认为为 kH / 与与速速度度等等因因素素无无关关,而而仅仅取取决决于于系系统统的的物物性。性。饱和气体:H =Hs,tw =t,即饱和空气的干、湿球温度相等。不饱和气体:H Hs,tw t。对于空气-水系统:结论:结论: tw = f (t, H) ,气体的,气体的 t 和和 H 一定,一定,tw 为定值。为定值。 湿湿球球温温度度计计测测定定湿湿球球温温度度的的条条件件是是保保证证纯纯对对流流传传热热,即即气气体体应应有有较较大大的的流流速速和和不不太太高高的的温温度度,否否则则,热热传传导导或或热热辐辐射射的的影影响响不不能能忽忽略略,测测得得的的湿湿球球温温度会有较大的误差。度会有较大的误差。通通过过测测定定气气体体的的干干球球温温度度和和湿湿球球温温度度,可可以以计计算算气气体体的的湿度。湿度。气体ttwb. 湿球温度的测定湿球温度的测定物物料料充充分分湿湿润润,湿湿分分在在物物料料表表面面的的汽汽化化和和在在液液面面上上汽汽化化相同。相同。物物料料经经过过预预热热,很很快快达达到到稳稳定定的的温温度度,由由于于对对流流传传热热强强烈,物料温度接近气体的湿球温度烈,物料温度接近气体的湿球温度 tw。对对于于空空气气-水水系系统统, tw tas (或(或 tw) td;饱和空气;饱和空气 t = tas = td 气体湿度图气体湿度图(HumiditychartHumiditychart)湿湿空空气气参参数数的的计计算算比比较较繁繁琐琐,甚甚至至需需要要试试差差。为为了了方方便便和直观,通常使用湿度图。和直观,通常使用湿度图。等湿线等焓线等温线饱和空气线p-H线空气湿度图的绘制(Humiditychart)对于空气-水系统,tastw,等tas 线可近似作为等tw线。每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的tas 。物理意义:以绝热冷却线上所有各点为始点,经过绝热饱和过程到达终点时,所有各状态的气体的温度都变为同一温度。横坐标:空气的湿度,所有的横线为等湿度线。右侧纵坐标:空气的干球温度,所有纵线为等温线。(1)等湿度线(等H 线)(2)等焓线(等I 线)对给定的tas:t=f (H)在同一条等湿线上不同点所代表的湿空气状态不同,但H相同,露点是将湿空气等H冷却至 =1时的温度。(3)等干球温度线(等t 线)I与H呈直线关系,t越高,等t线的斜率越大,读数0-250C。(4)等相对湿度线(等 线)总压P 一定,对给定的 :因 ps=f (t),故 H =f (t)。(5)蒸气分压线总压P 一定, pv=f (H),p-H近似为直线关系。空气湿焓图的用法(Useofhumiditychart)两个参数在曲线上能相交于一点,即这两个参数是独立参数,这些参数才能确定空气的状态点。 =100%,空气达到饱和,无吸湿能力。 100%,属于未饱和空气,可作为干燥介质。越小,干燥条件越好。1.确定空气的干燥条件2.确定空气的状态点,查找其它参数3.确定绝热饱和冷却温度1)等I干燥过程等焓干燥过程又称绝热干燥过程。a.不向干燥器重补充热量,即QD=0.b.忽略干燥器向周围散失的热量,即QL=0.c.物料进出干燥器的焓相等,即G(I2_I1)=0沿等I线,空气t1、t2意志,即可确定H1、H2。2)等H干燥过程恒压下,加热或冷却过程。分分题题号号干干球球温温度度t/湿湿球球温温度度tw/ 湿湿度度H/kg.(kg干空干空气)气)-1相相对对湿湿度度/%热焓热焓kJ.(kg干空气)干空气)-1水水汽汽分分压压/ kPa露露点点td/18040240253207040.025955201363530湿物料水分含量的表示方法湿物料水分含量的表示方法湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物。湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物。湿基含水量湿基含水量 w:水分在湿物料中的质量百分数。水分在湿物料中的质量百分数。干基含水量干基含水量 X:湿物料中的水分与绝干物料的质量比。湿物料中的水分与绝干物料的质量比。换算关系:工工业业生生产产中中,物物料料湿湿含含量量通通常常以以湿湿基基含含水水量量表表示示,但但由由于于物物料料的的总总质质量量在在干干燥燥过过程程中中不不断断减减少少,而而绝绝干干物物料料的的质量不变,故在干燥计算中以干基含水量表示较为方便质量不变,故在干燥计算中以干基含水量表示较为方便。第三节第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算干燥过程的物料衡算和热量衡算物料衡算(Mass balance) L1湿物料进口的质量流率,kg/s;L2产品出口的质量流率,kg/s; Lc绝干物料的质量流率,kg/s; w1物料的初始湿含量; w2产品湿含量; G绝干气体的质量流率,kg/s; H1气体进干燥器时的湿度; H2气体离开干燥器时的湿度; W单位时间内汽化的水分量,kg/s。湿物料L1,w1干燥产品L2,w2热空气G , H1湿废气体G , H2绝干空气消耗量绝干空气比消耗水分蒸发量:热量衡算(Heat balance)Qp预热器向气体提供的热量,kW;QD向干燥器补充的热量,kW;QL 干燥器的散热损失,kW。湿物料Lc,w1,1, cm1干燥产品LC,w2,2, cm2热气体G, H1,t1,I1湿废气体G, H2,t2, I2湿气体G, H0,t0,I0QpQDQl预热器干燥器预热器的热量衡算预热器的热量衡算 预热器的作用在于加热空气。根据加热方式可分为两类:预热器的作用在于加热空气。根据加热方式可分为两类:直直接接加加热热式式:如如热热风风炉炉。将将燃燃烧烧液液体体或或固固体体燃燃料料后后产产生生的高温烟气直接用作干燥介质;的高温烟气直接用作干燥介质;间接换热式:间接换热式:如间壁换热器。如间壁换热器。空气预热器传给气体的热量为空气预热器传给气体的热量为 干燥干燥器器的热量衡算的热量衡算 在在连连续续稳稳定定操操作作条条件件下下,系系统统无无热热量量积累,单位时间内积累,单位时间内(以以1秒钟为基准秒钟为基准):湿物料G1,w1,1, cm1干燥产品G2,w2,2, cm2热气体L, H1,t1,i1湿废气体L, H2,t2, i2湿气体L, H0,t0,i0QpQdQl气体焓变物料焓变物料焓:湿空气焓:干燥器的热量衡算干燥器的热量衡算 理想干燥过程:理想干燥过程:气体放出的显热全部用于湿分汽化。气体放出的显热全部用于湿分汽化。多多数数工工业业干干燥燥器器无无补补充充加加热热,如如果果散散热热损损失失可可视视为为零零且且物物料料的的初初始始温温度度与与产产品品温温度度相相同同,则则加加热热物物料料所所消消耗耗的的热热量量为为零零;或或当当干干燥燥器器的的补补充充加加热热量量恰恰等等于于加加热热物物料料和和散热损失的热量,则干燥过程可视为理想干燥过程。散热损失的热量,则干燥过程可视为理想干燥过程。 对对一一定定干干燥燥任任务务,干干燥燥器器尺尺寸寸取取决决于于干干燥燥时时间间和和干干燥燥速速率。率。由由于于干干燥燥过过程程的的复复杂杂性性,通通常常干干燥燥速速率率不不是是根根据据理理论论进进行计算,而是通过实验测定的。行计算,而是通过实验测定的。为为了了简简化化影影响响因因素素,干干燥燥实实验验都都是是在在恒恒定定干干燥燥条条件件下下进进行行的的,即即在在一一定定的的气气固固接接触触方方式式下下,固固定定空空气气的的温温度度、湿度和流过物料表面的速度进行实验。湿度和流过物料表面的速度进行实验。为为保保证证恒恒定定干干燥燥条条件件,采采用用大大量量空空气气干干燥燥少少量量物物料料,以以使使空空气气的的温温度度、湿湿度度和和流流速速在在干干燥燥器器中中恒恒定定不不变变。实实验验为间歇操作,物料的温度和含水量随时间连续变化。为间歇操作,物料的温度和含水量随时间连续变化。 干燥曲线和干燥速率曲线干燥曲线和干燥速率曲线 Dryingcurveanddrying-ratecurveDryingcurveanddrying-ratecurve第四节第四节 物料的平衡含水量物料的平衡含水量及干燥速率及干燥速率 恒速干燥段恒速干燥段(Constant-rate period):物物料料温温度度恒恒定定在在 tw,X 变变化化呈呈直直线线关关系系,气气体体传传给给物物料料的的热热量量全全部部用用于于湿湿份汽化。份汽化。预热段预热段(Pre-heat period):初初始始含含水水量量 X1 和和温温度度 1 变变为为 X 和和 tw。物物料料吸吸热热升升温温以以提提高高汽汽化化速速率率,但但湿湿含含量变化不大。量变化不大。干燥曲线:干燥曲线:物料含水量物料含水量 X 与干燥时间与干燥时间 的关系曲线。的关系曲线。干燥曲线和干燥速率曲线干燥曲线和干燥速率曲线A湿含量XXctwDCBADCBtX*物料表面温度干燥时间预热段恒速段降速段降速干燥段降速干燥段 (Falling-rate period):物物料料开开始始升升温温,X 变变化化减减慢慢,气气体体传传给给物物料料的的热热量量仅仅部部分分用于湿份汽化,其余用于物料升温,当用于湿份汽化,其余用于物料升温,当 X = X* , = t。EE水水,具具有有和和独独立立存存在在的的水水相相同同的蒸汽压和汽化能力。的蒸汽压和汽化能力。结结合合水水分分:与与物物料料存存在在某某种种形形式式的的结结合合,其其汽汽化化能能力力比比独独立立存存在在的的水水要要低低,蒸蒸汽汽压压或或汽汽化化能能力力与与水水分分和和物物料料结结合合力力的的强强弱有关。弱有关。物料中的水分湿含量XXh相对湿度 非结合水分结合水分0结结合合水水分分按按结结合合方方式式可可分分为为:吸吸附附水水分分、毛毛细细管管水水分分、溶溶涨水分涨水分(物料细胞壁内的水分物料细胞壁内的水分)和化学结合水分和化学结合水分(结晶水结晶水)。化化学学结结合合水水分分与与物物料料细细胞胞壁壁水水分分以以化化学学键键形形式式与与物物料料分分子子结结合合,结结合合力力较较强强,难难汽汽化化;吸吸附附水水分分和和毛毛细细管管水水分分以以物物理吸附方式与物料结合,结合力相对较弱,易于汽化。理吸附方式与物料结合,结合力相对较弱,易于汽化。 1.结合水分与非结合水分一一定定干干燥燥条条件件下下,水水分分除除去去的的难难易易,分分为为结结合合水水与与非非结结合合水水。非结合水分:非结合水分:与物料机械形式的结合,附着在物料表面的与物料机械形式的结合,附着在物料表面的2. 2.平衡水分和自由水分平衡水分和自由水分 一定干燥条件下,按能否除去,分为平衡水分与自由水分。平衡水分:低于平衡含水量X* 的水分,是不可除水分。自由水分:高于平衡含水量X* 的水分,是可除水分。吸湿过程:若XXh ,则物料将吸收饱和气体中的水分使湿含量增加至湿含量Xh,即最大吸湿湿含量,物料不可能通过吸收饱和气体中的湿份使湿含量超过Xh。欲使物料增湿超过Xh,必须使物料与液态水直接接触。干燥过程:当湿物料与不饱和空气接触时,X 向X* 接近,干燥过程的极限为X*。物料的X* 与湿空气的状态有关,空气的温度和湿度不同,物料的X* 不同。欲使物料减湿至绝干,必须与绝干气体接触。湿含量XXh相对湿度 非结合水分结合水分自由水分平衡水分X*0干燥速率的定义干燥速率的定义干燥速率u:干燥器单位时间内汽化的湿分量(kg湿分/s)。微分形式为,式中:u 干燥器的干燥速率,kg/s; W 汽化水份量,kg; Lc 绝干物料的质量,kg; 如果物料形状是不规则的,干燥面积不易求出,则可使用干燥速率进行计算。设物料的初始湿含量为X1,产品湿含量为X2:当X1Xc 和X2Xc 时,干燥有两个阶段;当X1Xc 或X2Xc 时,干燥都只有一个阶段,即恒速干燥段。由于物料预热段很短,通常将其并入恒速干燥段;以临界湿含量Xc 为界,可将干燥过程只分为恒速干燥和降速干燥两个阶段。干燥速率曲线:干燥速率u 与湿含量X 的关系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。干燥曲线和干燥速率曲线干燥曲线和干燥速率曲线ABCD干燥速率uABCD物料温度twXcX*湿含量XIIIC临界湿含量临界湿含量(CriticalmoisturecontentCriticalmoisturecontent)Xc 决定两干燥段的相对长短,是确定干燥时间和干燥器尺寸的基础数据,对制定干燥方案和优化干燥过程十分重要。物料空气条件临界湿含量品种厚度mm速度m/s温度相对湿度%kg水/kg干料粘土6.41.0370.100.11粘土15.91.0320.150.13粘土25.410.6250.400.17高岭土302.1400.400.181铬革101.549-1.25砂0.044mm252.0540.170.210.0440.074mm253.4530.140.100.0740.177mm253.5530.150.0530.2080.295mm253.5550.170.053新闻纸-0190.351.00铁杉木254.0220.341.28羊毛织物-25-0.31白岭粉31.81.0390.200.084白岭粉6.41.037-0.04白岭粉16911260.400.13注意:Xc 与物料的厚度、大小以及干燥速率有关,所以不是物料本身的性质。一般需由实验测定。干燥过程的计算干燥过程的计算物料的停留时间应大等于给定条件下将物料干燥至指定的含水量所需的干燥时间,并由此确定干燥器尺寸。若已知物料的初始湿含量X1 和临界湿含量Xc,则恒速段的干燥时间为恒速干燥段的干燥时间1.恒定干燥条件下干燥时间的计算降速干燥段的干燥时间(1)图解积分法降速段的干燥时间可以从物料干燥曲线上直接读取。计算上通常是采用图解法或解析法。当当降降速速段段的的u X 呈呈非非线线性性变变化时,应采用图解积分法。化时,应采用图解积分法。 在X2Xc 之间取一定数量的X 值,从干燥速率曲线上查得对应的u,计算Lc /u;作图Lc /uX,计算曲线下面阴影部分的面积。XoXcX2Lc/u降速干燥段的干燥时间(2)解析法当当降降速速段段的的u X 呈呈线线性性变变化化时,可采用解析法。时,可采用解析法。 降速段干燥速率曲线可表示为降速段干燥速率曲线可表示为ABCD干燥速率uXuXcX*湿含量Xuc当缺乏平衡水分的实验数据时,可以假设X* =0,则有干燥时间为:=1+2【例【例7-1】已知湿空气的总压为相对湿度为已知湿空气的总压为相对湿度为50%,干球温度,干球温度为为20。试用。试用I-H图求解:图求解:(a)水气分压)水气分压p;(b)湿度)湿度H;(c)焓)焓I;(d)露点)露点td;(e)湿球温度)湿球温度tW;(f)如将含)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至干空气的湿空气预热至117,求所需,求所需热量。热量。【例例7-2】在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿】在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿 物料为物料为1000kg,经干燥后物料的含水量由,经干燥后物料的含水量由40%减至减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为水为水kg-1绝干气,离开干燥器时湿度绝干气,离开干燥器时湿度H2为水为水kg-1绝干绝干气,假定干燥过程中无物料损失,试求:气,假定干燥过程中无物料损失,试求:水分蒸发量;空气消耗量;原湿空气消耗量;干燥产品量。水分蒸发量;空气消耗量;原湿空气消耗量;干燥产品量。【例【例7-37-3】 某厂利用气流干燥器将含水某厂利用气流干燥器将含水20%20%的物的物料干燥到料干燥到5%5%(均为湿基),已知每小时处理(均为湿基),已知每小时处理的原料量为的原料量为1000kg1000kg,于,于4040进入干燥器,假进入干燥器,假设空气在干燥器中经历等焓干燥过程,设空气在干燥器中经历等焓干燥过程, ,空,空气的干球温度为气的干球温度为2020,湿球温度为,湿球温度为16.516.5,空气经预热器预热后进入干燥器,出干燥器空气经预热器预热后进入干燥器,出干燥器的空气干球温度为的空气干球温度为6060,湿球温度为,湿球温度为4040,试求:需要的空气量为多少?(以进预热器试求:需要的空气量为多少?(以进预热器的状态计);空气进干燥器的温度?的状态计);空气进干燥器的温度? 【例【例7-4】湿物料含水量为湿物料含水量为42%42%,经干燥后为,经干燥后为4%4%(均为湿基),产品产量为,空气的干球温(均为湿基),产品产量为,空气的干球温度为度为2121,相对湿度,相对湿度40%40%,经预热器加热至,经预热器加热至9393后再送入干燥器中,离开干燥器时空气的后再送入干燥器中,离开干燥器时空气的相对湿度为相对湿度为60%60%,若空气在干燥器中经历等焓,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求:干燥过程,试求:1 1)在)在I-HI-H图上画出空气状态变化过程的示意图;图上画出空气状态变化过程的示意图;2 2)求绝干空气消耗量()求绝干空气消耗量(kgkg绝干气绝干气ss-1-1)。)。【例【例7-5】在常压绝热干燥器内干燥某湿物料,湿物料的】在常压绝热干燥器内干燥某湿物料,湿物料的流量为流量为600kgh-1,从含水量,从含水量20干燥至干燥至2(均为湿基含(均为湿基含水量)。温度为水量)。温度为20,湿度为水,湿度为水kg-1绝干气的新鲜空气绝干气的新鲜空气经预热器升温至经预热器升温至100后进入干燥器,空气出干燥器的温后进入干燥器,空气出干燥器的温度为度为60,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程。求:,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程。求:0.010.10.25X, kg水/kg绝干物料干燥速率u(1 1)完成上述任务需要多少)完成上述任务需要多少kgkg绝干空气绝干空气hh-1-1?(2 2)空气经预热器获得了多少热量?)空气经预热器获得了多少热量?(3 3)在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率)在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示,已知恒速干燥段时间为曲线如图所示,已知恒速干燥段时间为1 1小时,小时,求降速阶段所用的时间。求降速阶段所用的时间。
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