物料管理_固体物料的干燥培训教材

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 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 A B C 不向干燥器补充热量 干燥器的热损失可忽略 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 由 一 绝热干燥过程 故 则 二 非绝热干燥过程 1 非绝热干燥过程的状态变化 实际干燥 A B 等温干燥 升焓干燥 降焓干燥 降焓干燥过程应满足以下条件 不向干燥器补充热量 干燥器的热损失不能忽略 物料进出干燥器的焓不相等 D 0 L 0 2 非绝热干燥过程的条件 二 非绝热干燥过程 二 非绝热干燥过程 由 故 则 升焓干燥过程应满足以下条件 需向干燥器补充热量 干燥器的热损失不能忽略 物料进出干燥器的焓不相等 且 L 0 二 非绝热干燥过程 二 非绝热干燥过程 由 故 则 因 等温干燥过程应满足以下条件 干燥器的热损失不能忽略 物料进出干燥器的焓不相等 需向干燥器补充热量 D足够大 维持t1 t2 且 L 0 二 非绝热干燥过程 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 11 3 4干燥系统的热效率 一 干燥系统的热效率 干燥系统的热效率定义 蒸发水分所需热量 一 干燥系统的热效率 由 忽略湿物料中水分带入系统中的焓 则 故 对于理想干燥器 二 提高干燥系统热效率的措施 提高干燥系统热效率措施 提高而降低 提高空气入口温度 采用二级干燥 采用内换热器 干燥系统的保温 采用废气循环工艺 二 提高干燥系统热效率的措施 带废气循环的干燥系统 1 二 提高干燥系统热效率的措施 带废气循环的干燥系统 2 例题与解题指导 例11 1 某常压空气干燥器 其操作参数如附图所示 湿物料的平均比热容为3 28kJ kg绝干料 忽略预热器的热损失 干燥器的热损失为1 2kW 试求 1 水分蒸发量W 2 新鲜空气消耗量L0 3 若风机装在预热器的空气入口处 求风机的风量 4 预热器消耗的热量Qp 5 干燥系统消耗的总热量Q 6 向干燥器补充的热量QD 7 干燥系统的热效率 W2 0 001 解 1 水分蒸发量Wkg水分 h 2 新鲜空气消耗量L020 水的饱和蒸汽压pS 2 3341kPa 则由式5 5知kg kg绝干气绝干空气消耗量kg绝干气 h新鲜空气消耗量为kg新鲜空气 h 3 风机的风量V 首先计算新鲜湿空气的比容m3新鲜空气 h故m3新鲜空气 h 4 预热器中消耗的热量QpkJ h 43 11kW 5 干燥系统消耗的总热量Qkg绝干物料 h 2 812 105kJ h 78 11kW 6 向干燥器补充的热量QD 78 11 43 11 35 00kW 7 干燥系统的热效率若忽略湿物料的水分带入系统中的焓 则可用式5 37计算 即 例11 2 如本题附图1所示 某常压连续逆流干燥器采用废气循环操作 循环比 循环废气中绝干空气质量和混合气中绝干空气质量之比 为0 8 设空气在干燥器中经历等焓过程 忽略预热器的热损失 试求新鲜空气耗量及预热器的热负荷 解 如本例附图2所示 由t0 25 H0 0 005kg kg绝干气可确定新鲜空气的状态点 由t2 40 H2 0 034kg kg绝干气可确定循环废气的状态点 根据杠杆规则可确定混合气的状态点 其中 由此可查得混合气的性质参数为tm 37 Hm 0 0282kg kg绝干气 Im 110kJ kg绝干气 混合气在预热器经历等湿过程 在干燥器经历等焓过程 因此 点的等H线与 点的等 线的交点 即为混合气离开预热器 进入干燥器 的状态点 读得性质参数为t1 54 H1 Hm 0 0282kg kg绝干气 I1 128kJ kg绝干气 水分蒸发量为 对整个干燥系统进行物料衡算可得 绝干气的耗量为kg绝干气 h故新鲜空气用量为混合气的流量为预热器的热负荷为 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 4干燥速率与干燥时间 11 4 1物料中水分的性质 一 平衡水分与自由水分 湿物料 湿空气 接触时间 平衡曲线 达平衡状态时 平衡湿含量 X X 1 平衡曲线 平衡含水量X 与空气相对湿度 的关系 25 1 新闻纸2 羊毛 毛织物3 硝化纤维4 丝5 皮革6 陶土7 烟叶8 肥皂9 牛皮胶10 木材11 玻璃绒12 棉花 在一定的干燥条件下 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 按能否被除去划分 取决于物料的性质和空气的状态 2 平衡水分与自由水分 一 平衡水分与自由水分 结合水分的特点 结合力强 不易除去 二 结合水分与非结合水分 物料表面吸附及空隙中所含的水分 物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分 湿物料 结合水分 非结合水分 非结合水分的特点 结合力弱 容易除去 物料所含水分 结合水分 非结合水分 结合水分 非结合水分 按除去的难易程度划分 仅取决于物料的性质 而与空气的状态无关 二 结合水分与非结合水分 固体物料中所含水分的性质 总水分 平衡水分 自由水分 非结合水分 结合水分 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 4干燥速率与干燥时间 11 4 1物料中水分的性质 11 4 2恒定干燥条件下干燥时间的计算 一 干燥实验和干燥曲线 1 恒定干燥实验 恒定干燥条件 间歇操作 用大量的空气干燥少量的物料 维持空气的速度及与物料的接触方式不变 实验数据 洞道干燥实验流程示意图 1 洞道干燥室2 离心鼓风机3 孔板流量计4 温度计5 干燥物料6 重量传感器7 加热器8 湿球温度计9 干球温度计10 重量显示仪11 温度显示仪12 湿球温度显示仪13 电加热控制仪表 一 干燥实验和干燥曲线 预热阶段 恒速干燥阶段 第一干燥阶段 干燥阶段 降速干燥阶段 第二干燥阶段 热量主要用于物料升温 热量用于汽化水分 热量用于汽化水分和加热物料 一 干燥实验和