第二讲 干燥介质的性质

1、第二讲第二讲 干燥介质的性质干燥介质的性质主要内容：主要内容：l1.干燥介质的定义及常用干燥介质的性质2.过热蒸汽的焓l3.相对湿度、湿容量、湿含量4.湿空气的焓l 干燥介质干燥介质（drying medium）：在干燥过程中能够把热量传递给木材、同时又能把木材排出的水汽带走的媒介物质（可为气体或液体）。l 常用的木材干燥介质有常用的木材干燥介质有： 过热水蒸气过热水蒸气(superheated steam)、 湿空气湿空气(moist air)、 炉气炉气 (furnace air)一、过热水蒸气的性质一、过热水蒸气的性质v 1过热水蒸气的产生过热水蒸气的产生 水蒸气的定压发生过程：水水 湿

2、饱和蒸汽（湿蒸汽）湿饱和蒸汽（湿蒸汽） 干饱和蒸汽（干蒸汽）干饱和蒸汽（干蒸汽） 过热蒸汽过热蒸汽 湿饱和蒸汽：水在汽化过程中形成的汽、水两相混合 物，白色、雾状。 干饱和蒸汽：水在汽化过程中形成的与沸腾水相平衡的 蒸汽，无色、透明。 过 热 蒸 汽：温度高于相同压力下饱和蒸汽的蒸汽。n 湿饱和蒸汽是水与干饱和蒸汽的混合物。思考思考1：蒸馒头时，正常情况下锅内的水蒸气为什么状态？如锅内的水被烧干，即“干锅”，这时锅内蒸气状态将发生什么变化？时间长了对馒头会产生什么影响？为什么？思考思考2：上述三种蒸汽中，哪一种可作干燥介质？l 2.干度干度：单位质量的湿饱和蒸汽中含有干饱和蒸汽的量，用x表示。

3、(描述湿饱和蒸汽的量) 水的干度为（），干饱和蒸汽的干度为（），湿饱和蒸汽的干度介于（）和 （）之间。干饱和蒸汽质量饱和水质量干饱和蒸汽质量x3饱和蒸汽（饱和蒸汽（saturated vapor）的温度与其压力的关系的温度与其压力的关系 饱和蒸汽的压力称为饱和压力，相对应的温度称为饱和温度。 二者存在对应关系，在90250范围内，可近似地用下式表示： Pbh=（tbh /100）4 注：蒸汽的饱和温度等于在该压力下水的注：蒸汽的饱和温度等于在该压力下水的 沸点。沸点。饱和压力随饱和温度变化曲线00.20.40.60.811.21.41.61.8100 120140 160180 200饱和温度

4、( )饱和压力( M P a )l4过热度过热度：过热蒸汽的温度与相同压力下饱和蒸汽温度的差。l过热度越大，过热蒸汽的状态距离饱和蒸汽的状态越远，过热蒸汽越不饱和，干燥能力越强过热蒸汽越不饱和，干燥能力越强。(描述过热蒸汽的量) 过热蒸汽的饱和度过热蒸汽的饱和度 过热蒸汽是未饱和蒸汽，其饱和度可表示为： =gr/bhPgr/Pbh gr、Pgr：表示过热蒸汽的密度和压力。 bh、Pbh：表示同温度下饱和蒸汽的密度 和压力。 （特例：常压过热蒸汽）5过热蒸汽的焓过热蒸汽的焓 在常压状态下，过热蒸汽的焓可由下式表示（从产生过程来计算） ： in=i1+i2+i3i1：表示单位质量的水由0到100所

5、具有的焓。i2：表示100的水完全变成100的干饱和蒸汽所 具有的焓，即水的汽化潜热。i3：表示100的干饱和蒸汽变成某一温度过热蒸汽 所具有的焓。 例：计算从木料中蒸发例：计算从木料中蒸发1kg水分需要多少过热蒸汽？水分需要多少过热蒸汽？设蒸发水分前1kg常压过热蒸汽所具有的焓为： in=i1+i2+i3=419+2257+2（t1-100）=2476+2t1（kJ/kg）蒸发水分后过热蒸汽的温度由流入材堆时的t1降到流出材堆时的t2，其焓减为： in=419+2257+2(t2-100)则蒸发水分前后过热蒸汽焓的减少量为： i1=in-in=2（t1t2)l木料中1kg水分变为温度为t2的

6、过热蒸汽后，焓的增量为： i2= in419= 2257+2（t2-100）假设从木料中蒸发1kg水分所需之过热蒸汽量为Lkg，则有： Li1 1i2所以蒸发1kg水所需要的过热蒸汽为： L= i2/ i1 =（1029+ t2 ）/（ t1t2 ）1千克过热蒸汽蒸发水的量为L的倒数，即： D=1/L=（ t1t2 ）/ （ 1029+ t2 ） (kg/kg) = 1000（ t1t2 ）/ （ 1029+ t2 ） (g/kg)u流过材堆的每流过材堆的每1kg过热蒸汽的温度每降低过热蒸汽的温度每降低1，则会从木料中蒸发出，则会从木料中蒸发出1g的水。的水。 精确计精确计算时，在算时，在10

7、0150范围内，范围内，D值为值为0.850.89g/kg。二、湿空气的状态参数二、湿空气的状态参数v1湿空气的组成湿空气的组成：湿空气由干空气和水蒸湿空气由干空气和水蒸气组成气组成。湿空气可以看作是理想气体，遵循理想气体的状态方程。v2湿空气的压力湿空气的压力：湿空气的压力P等于干空气的压力Pgk与水蒸气的压力Psz之和。即：P=Pgk+Psz l (在一定温度条件下，在一定温度条件下，Psz是衡量湿空气干燥与潮是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标湿的基本指标)l3. 湿空气的湿度：湿空气的湿度：l绝对湿度(absolute humidity)：单位体积的湿空气中所含水蒸气的质量，用sz表示。

8、绝对湿度不能反映湿空气的吸湿能力绝对湿度不能反映湿空气的吸湿能力，如： T=18，若sz 0.01536kg/m3，湿空气已达饱和状态； T=30，若sz 0.025kg/m3 ，湿空气为未饱和状态。 绝对湿度在气象领域能反映可能的降水量大小。l湿容量：饱和湿空气的绝对湿度，用bh表示。湿容量反映湿空气容纳水蒸气的能力，它随温度的升高而明显增加。湿容量反映湿空气容纳水蒸气的能力，它随温度的升高而明显增加。 T () 20 10 0 20 40 60 80 100 bh(g/m3) 0.29 0.81 2.1 17.3 51.1 130 293 598l相对湿度RH(relative humid

9、ity)：单位体积的湿空气中含有水蒸气的重量与同温同压下可能含有最大水蒸气的重量之比。即：l相对湿度为绝对湿度与湿容量之比。用表示。l相对湿度也称为湿空气的饱和度相对湿度也称为湿空气的饱和度，说明在一定温度条件下湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。为0时则为干空气，为100%时则为饱和空气。l相对湿度的测定相对湿度的测定：干湿球温度计法、 平衡含水率法（湿敏试片法）。Pt100型温度计型温度计如用铂丝做成的热电阻，其分度号称Pt100。Pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。Pt后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，在100时它的阻值约为138.5欧姆。常见的Pt100感温元件

10、感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。比如用铜丝作的热电阻，分度号Cu50。它在0度时，阻值是50欧姆，100度时是71.400欧姆。.干湿球温度计法：l注：干球温度与湿球温度的差值（注：干球温度与湿球温度的差值（ t=t-tw）称作干湿球温度）称作干湿球温度差，或湿度计差（差，或湿度计差（wet-bulb depression or W.B.D）。）。1、温、湿度计的传感器应装在室内材堆进风侧具有代表性的位置，感温包距内壁应不小于150mm安装。2、湿球温包高出水杯液面的距离，以35cm为适，若太小，会妨碍湿纱布处

11、空气的流通，太大则难以保持湿纱布潮湿。3、纱布以34层医用脱脂纱布为宜。不能太厚，否则将无异于把湿球浸于水中，反映不出湿球温度差。.平衡含水率法: 平衡含水率湿度仪包括平衡含水率传感器、直流电阻式含水率测定仪和连接导线三部分。平衡含水率传感器由感湿木片、木片夹和插座组成。（MEMC=f（T,）在温度一定的情况下，湿度随气流流速的不同而变化。在温度一定的情况下，湿度随气流流速的不同而变化。一种是用于气干过程，空气流速不大于0.5m/s的湿度表；另一种是用于常规室干过程，空气流速在1.52.0m/s的湿度表。例1：已知干燥室内循环空气的干球温度为80 ，湿球温度为72 ，查表求相对湿度。解：t =

12、 t-tM = 80-72 = 8 ，则根据t = 80 、 t = 8 ，查表得： = 70%。例2：已知某干燥阶段循环空气的干球温度为56 ，相对湿度为53%，此时空气湿球温度为多少?解：根据t = 56 、 = 53%查表得t = 11 ，因此 湿球温度tM =t t = 56-11 = 45 。l 4湿空气的湿含量湿空气的湿含量：含有1千克干空气的湿空气 中水蒸气的克数，用d表示，单位：g/kg。 （思考：思考：为什么用干空气的质量作为标准？） 湿含量d 可用下式计算： d 622psz/(p-psz) (g/kg) 当大气压力p为一定值时， d f(psz) v5湿空气的热含量（焓）

13、湿空气的热含量（焓）：指在以1kg干空气为基础的 湿空气中，干空气与水蒸气的热量总和，即 （1+0.001 d ）kg湿空气所含有的热量，用I表示， 单位：kJ/kg 干空气 。v6湿空气的密度：湿空气的密度：1m3湿空气中含干空气的 质量和水蒸气的质量的总和。v7湿空气的比体积（旧称比容）湿空气的比体积（旧称比容） v =f(T,d)假设湿空气中干空气的含量为1kg，其焓为igk，那么水蒸气的含量为dg，其焓为0.001d isz，其中isz为1kg水蒸气的焓。则湿空气的质量为：（1+0.001d）kg，其焓I为： I =igk+0.001d isz =cgkt+ 0.001d（r+cszt） =1.0t+0.001d（2500+1.9t） =1.0t+2.5d+0.0019td三、炉气的性质三、炉气的性质v1炉气炉气：煤、燃气、木材及其它燃料燃烧产生的湿热气体。炉气的主要成分有氮(N)，氧(O)，二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2，木材燃烧时无此成分)，水蒸气(H