化工原理干燥过程的物料与热量衡算

1、化工原理干燥过程的物料与热量衡算2022/9/4第1页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二一、湿物料中含水量的表示方法1、湿基含水量W 2、干基含水量X3、换算关系 2022/9/4第2页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二二、干燥系统的物料衡算 1、水分蒸发量 以s为基准，对水分作物料衡算 2022/9/4第3页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二2、空气消耗量L 每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l 2022/9/4第4页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二3、干燥产品流量G2 对干燥器作绝干物料的衡算 2022/

2、9/4第5页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二三、干燥系统的热量衡算 1、热量衡算的基本方程 忽略预热器的热损失，以1s为基准，对预热器列焓衡算 2022/9/4第6页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二单位时间内预热器消耗的热量为： 对干燥器列焓衡算，以1s为基准 单位时间内向干燥器补充的热量为 单位时间内干燥系统消耗的总热量为 连续干燥系统热量衡算的基本方程式 2022/9/4第7页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二假设：新鲜干空气中水汽的焓等于离开干燥器废气中水汽的焓 湿物料进出干燥器时的比热取平均值 湿空气进出干燥器时的焓分别为

3、： 2022/9/4第8页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二湿物料进出干燥器的焓分别为 2022/9/4第9页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；蒸发水分；热损失 2022/9/4第10页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二2、干燥系统的热效率 蒸发水分所需的热量为 忽略物料中水分带入的焓 2022/9/4第11页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二四、空气通过干燥器时的状态变化 1、等焓干燥过程(理想干燥过程 ) 规定： 不向干燥器中补充热量QD=0； 忽略干燥器向周

4、围散失的热量QL=0； 物料进出干燥器的焓相等 2022/9/4第12页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二将上述条件代入H0t0AIHt1Bt2C2022/9/4第13页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二2、非等焓干燥过程 1）操作线在过B点等焓线下方条件：不向干燥器补充热量QD=0；不能忽略干燥器向周围散失的热量 QL0；物料进出干燥器时的焓不相等 2022/9/4第14页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二IHt1Bt2CC1C2C32022/9/4第15页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二2）操作线在过点B的等

5、焓线上方 向干燥器补充的热量大于损失的热量和加热物料消耗的热量之总和 3）操作线为过B点的等温线 向干燥器补充的热量足够多，恰使干燥过程在等温下进行 2022/9/4第16页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二 例：某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为1kg/s，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气状况为：初始温度为25，湿度为0.005kg/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为140，若离开干燥器的温度选定为60和40， 试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。 又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10，试分析以上两种情况下

6、物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。 2022/9/4第17页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二解：因在干燥器内经历等焓过程， 2022/9/4第18页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二绝干物料量 ：绝干空气量 2022/9/4第19页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二预热器的传热速率 2022/9/4第20页，共22页，2022年，5月20日，0点36分，星期二分析物料的返潮情况 当t2=60时，干燥器出口空气中水汽分压为 t=50时，饱和蒸汽压ps=12.34kPa， 即此时空气温度尚未达到气体的露点，不会返潮。 当t2=40时，干燥器出口空气中水汽分压为 2022/9/4第21页