化工原理干燥5.3

1、返回5.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算5.2.1 湿物料的性质湿物料的性质5.2.2 干燥系统的物料衡算干燥系统的物料衡算5.2.3 干燥系统的干燥系统的热量衡算热量衡算5.2.4 空气通过干燥器的状态变空气通过干燥器的状态变化化返回5.2.1 湿物料的物料性质湿物料的物料性质两种表示方法：两种表示方法：1、湿基含水量、湿基含水量 w kg水水/kg湿物料湿物料w 湿物料中水分质量湿物料总质量返回2、干基含水量、干基含水量 X kg水水/kg干物料干物料X 湿物料中水分质量湿物料中绝干物料质量两者关系两者关系wwXXXw 11返回3、湿物料的比热容、湿物料的比热容

2、kJ/kg干物料干物料.mswccXcCs绝干物料的比热容，绝干物料的比热容， kJ/kg干物料.Cw物料中所含水分的比热容，物料中所含水分的比热容，4.187 kJ/kg水水.Cm湿物料的比热容，湿物料的比热容，kJ/kg干物料. 4、湿物料的焓、湿物料的焓I湿物料中湿物料中绝干物料的焓和所含水分的焓：绝干物料的焓和所含水分的焓：湿物料的温度，湿物料的温度， (4.187)swsmIcXccXc 返回5.2.2 干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算干干 燥燥 流流 程程 图图预热器预热器L, t0 , H0L, t1 , H1干干燥燥器器L, t2 , H2 湿物料湿物料G1, w1, (G

3、,X1), 1 产品产品G2, w2, (G,X2), 2新鲜空气新鲜空气废气废气返回L 绝干空气质量流量，绝干空气质量流量，kg干气干气/s；G1、G2 物料进出干燥器总量，物料进出干燥器总量，kg物料物料/s。绝干物料量绝干物料量G kg干物料干物料/s1122(1)(1)GGwGw1、汽化水分量、汽化水分量 W kg水水/s2112()()WL HHG XX221121wGwGGG 1221212111GwwwGwww 水分汽化量湿物料中水分减少量湿空气中水分增加量水分汽化量湿物料中水分减少量湿空气中水分增加量返回2、绝干空气用量、绝干空气用量 L kg干气干气/s)(12HHLW 12

4、HHWL 021211HHHHWLl 令令kg干气干气/kg水水 比空气用量比空气用量：每汽化每汽化1kg的水所需干空气的量。的水所需干空气的量。（单位空气消耗量）（单位空气消耗量）返回3.干燥产品流量干燥产品流量G2 ：出干燥器总量，：出干燥器总量，kg物料物料/s。绝干物料量绝干物料量G kg干物料干物料/s1122(1)(1)GGwGw1122(1)(1)GwGw返回4、湿空气参数、湿空气参数(1). 湿空气用量湿空气用量kg湿气湿气/kg水水)1(0Hll 00(1)LLHkg湿气湿气/s( 2). 湿空气体积湿空气体积Hs lV m3 湿气湿气/kg水水Hs LV m3 湿气湿气/s

5、( 3). 湿空气密度湿空气密度H0ss1 HVlVL kg湿气湿气/m3湿气湿气返回5.2.3 热量衡热量衡 算算QLI1, L, t1 , H1 产品产品G2, w2, (X2), 2 I2 湿物料湿物料 G1, w1, (X1), 1 ,I1 I2, L, t2 , H2废气废气I0, L, t0 , H0新鲜空气新鲜空气QP预热器预热器QD干干燥燥器器1.热量衡算基本方程式热量衡算基本方程式返回QP：预热器内加入热量，：预热器内加入热量，kJ/s；QD：干燥器内加入热量，：干燥器内加入热量，kJ/s。外加总热量外加总热量 QQP QD1）、预热器的消耗热量计算）、预热器的消耗热量计算

6、QP 若忽略热损失，则若忽略热损失，则P10()QL II返回3）、干燥系统消耗的总热量）、干燥系统消耗的总热量Q，KW2）、向干燥器补充的热量）、向干燥器补充的热量QD1122DLLIGIQLIGIQ干燥器补充的热量干燥器补充的热量:2121()()DLQL IIG IIQ2021()()pDLQQQL IIG IIQ返回加入干燥器的热量被用于以下方面：加入干燥器的热量被用于以下方面：（1）将湿空气由）将湿空气由t0加热到加热到t2所需热量所需热量020(1.01 1.88)()LHtt（2）湿物料G1=G2+W G2从1被加热到2热量 (3)水分W从液态被加热并汽化，在温度t2下离开干燥器

7、所需热量：221()mGc21(2490 1.884.187 )Wt返回（4）干燥器损失的热量）干燥器损失的热量若忽略空气中水气进出干燥系统的焓的变化和若忽略空气中水气进出干燥系统的焓的变化和湿物料中水分带入干燥系统的焓，则有：湿物料中水分带入干燥系统的焓，则有：02022121(1.01 1.88)()()(2490 1.884.187 )pDmLQQQLHttGcWtQ2022211.01 ()(2490 1.88 )()pDmLQQQL ttWtGcQ干燥系统的总热量消耗于：加热空气；蒸干燥系统的总热量消耗于：加热空气；蒸发水分；加热湿物料；损失于周围环境发水分；加热湿物料；损失于周围环

8、境返回1）定义：）定义：100汽化水分所需热量向干燥系统输入的总热量2.干燥系统的热效率干燥系统的热效率蒸发水分所需热量：蒸发水分所需热量：21(2490 1.88 )4.187VQWtW若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则上式简若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则上式简化为：化为：2(2490 1.88 )VQWt返回2）、影响热效率的因素）、影响热效率的因素1. 一定时，一定时，、10tt2H 2t )(wtt传热推动力传热推动力 )(wHH传质推动力传质推动力热效率：热效率：1002W(2490+1.88t )Q返回 因此，因此，t2 不能过低，一般规定不能过低，一般规定 t2 比进入干

9、比进入干燥器时空气的湿球温度燥器时空气的湿球温度 tw 高高20 50。2. 一定时，一定时，、20tt1t3. 回收废气中热量回收废气中热量4. 加强管道保温，减少热损失加强管道保温，减少热损失返回5.2.4 空气通过干燥器时的状态变化空气通过干燥器时的状态变化1、等焓干燥过程（绝热干燥过程或理想干燥过程）、等焓干燥过程（绝热干燥过程或理想干燥过程） 空气在进、出干燥器的焓值不变。空气在进、出干燥器的焓值不变。满足如下条件：满足如下条件：1)、不向干燥器补充热量，即、不向干燥器补充热量，即QD=02)、忽略干燥器向周围散失的热量，即、忽略干燥器向周围散失的热量，即QL=03)、物料进出干燥器的焓相等，即、物料进出干燥器的焓相等，即G(I2-I1)=0即即I2=I1返回2、实际干燥过程、实际干燥过程1). 补充热量大于损失的热量补充热量大于损失的热量12II 即即 在非绝热情况下进行的干燥过程。在非绝热情况下进行的干燥过程。2).