干燥过程的物料衡算和热量衡算

1、第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算对干燥流程的设计中，物料衡算解决的问题：（1）物料气化的水分量 W（或称为空气带走的水分量）；（2）空气的消耗量（包括绝干气消耗量L和新鲜空气消耗量 L0）。而热量衡算的目的，是计算干燥流程的热能耗用量及各项热量分配（即预热器换 热量Qp ,干燥器供热量 Qd及干燥器热损失 Ql ）。一、湿物料中含水率表示法湿物料=水分+绝干物料（一）湿基含水量wm-w 100%m总质量（8-1 2 ）工业上常用这种方法表示湿物料的含水量。（二）干基含水量 XX=湿物料中水分质量/湿物料中绝干料质量（813）式中X 湿物料的干基含水量，kg水分.（kg绝干料）-1。两者关系：

2、Xw 1 X（8-14）(8 15)、干燥器的物料衡算湿空气LJh干燥产品&筋或G1,小 2LJh海物料各流股进、出逆流干燥器的示意图图8 7中,G绝干物料流量,kg绝干料.s -1 ;绝干空气消耗量,kg绝干气.s -1;1 ,H2分别为湿空气进、出干燥器时的湿度,kg. (kg 绝干气)-1;i ,G 2分别为湿物料进、出干燥器时的流量,kg湿物料.s 1;X绝干料）1 ,X2 分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量,kg水分.(kg其中则:-10（一）水分蒸发量（二）空气消耗量G(XiX2)GiG2 L(H2 Hi)对干燥器作水分物料衡算:若设:Gi(1LHiL G X1 X2H

3、2 Hil LWWi)GXiG2(1w2)LH2 GX2WH2 HiiH2 Hi式中l 每蒸发1 kg水分消耗的绝干空气量，称为单位空气消耗量,(8 17)(8-1 9 )kg绝干(8-2 0 ).（kg 水分）-1 ；单位时间内消耗的绝干空气量，kg绝干气.s -1。说明:（1）新鲜空气用量式中H 0空气进预热器前的湿度，kg.（kg绝干气）-1。（2）风机入口风量，即新鲜空气的体积V0 L H L 0.7721.244H TP To P(8-2 1 )（三）干燥产品流量 GG1 1 w1G2 1 w2G2G1Wi1 w2(8-22)三、干燥系统热量衡算热量衡算可以确定各项热量的分配和消耗量

4、，可作为计算空气预热器的传热 面积，加热剂用量，干燥器热效率和干燥效率的依据，流程示意图如图8-8所 示。G工Q口图8 - 8连续干燥过程的热量衡算示意图（一）干燥系统热量衡算基本方程1预热器换热量QQP L(I1 I 0)(8 23)2 .干燥器补充热量QQD LI2 I1 G I2 I1 QL (8-24)3 .干燥系统消耗的总热量(8 2 5)(8 2 6 )(8 2 7)Cm1 JCm=2.Q Qp QD L I 2 I0 G I2 I 1(二)热量实用计算式L I2 I0L 1.01 t2 toW2490 1.88t2G I 2I 1GC m 21式中 C m湿物料的平均比热，kJ.

5、(kg 绝干料 C)-1CmiCs CwXiLI2 I0 G I2 I1QL= L 1.01 t2 t0W 2490 1.88t2+ GCm 21) Q(8-2 8 )四、空气通过干燥系统的状态变化Qd= L I2 I1 G I2 I1Ql即Ql(8 29)Ql L I2 I1 =0L I2 I1QD G I2 I1空气经过干燥器分等烙过程和非等烙过程。（一）等始干燥过程当=。时，即 Qd G I2 I1即I 2= I 1,则空气经干燥器时经历等始干燥过程，又称理想干燥过程，如图8 9所示，过程沿等烙线BC进行，整个干燥过程由状态 A B C点。图8 9等始干燥过程中湿空气的状态变化图(二)非等始过程1 .若 <0 ,则 I2< I 1。如图8- 10所示， 干燥过程沿BC变化，该线在等烙线以下， 斜率小于等烙2 .若 >0,即补充热量大于消耗热量，则 L I2 I10 I2 II。3 .若=W(2490+1.88t 1)说明补充的热量恰好等于水分蒸发所需热量，则干燥过程经历等温增湿过程。五、干燥系统的热效率=蒸发水分所需热量/向干燥系统输入的总热量100 %W(2490 1.88t2)(8 30)会提高，但t2过低而Hb过高,Q100%当空气出干