固体物料的干燥

第十一章固体物料的干燥主要内容：湿空气的性质几湿度图；干燥过程的物、热衡算；干燥速率和干燥时间；干燥器。重点内容：干燥器的物料衡算与热量衡算；干燥速度与干燥时间。难点：空气干燥器的热量恒算。课时安排：6第一节概述一、干燥的分类和用途讲到干燥，自然联想起农村晒谷子， 生活中晒衣服，想必干燥即除水操作。 如果干燥在太阳下才能实现，则化肥厂，制药厂，染织厂需要开辟大规模的“晒场” ，才能正常生产。显然生活中的晒衣服与干燥的操作是有区别的。利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作。如图11-1所示。”（水汽）/!\::

湿产他h图111干燥示意图二、干燥操作在化工生产中的应用化工原料工业，聚氯乙稀的含水量不能高于 0.3%,否则影响制品的质量。制药工业，抗菌素的水分含量太高，会影响使用期限。染料工业，未经干燥的染料，影响染色质量。所以化工、轻工、造纸、制革、木材、食品等工业均利用到多种类型的干燥操作。三、干燥操作的分类按传热方式分为：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥；按操作压力分为：常压干燥、真空干燥；按操作方式分为：连续式、间歇式。第二节湿空气与性质湿度图湿空气概述什么是湿空气：大气是干空气与水汽的混合物，亦称为湿空气。要研究空气的性质，首先想到，湿空气是混合物，则混合的比例是多少呢？所以要研究，湿度性质（湿度，相对湿度，绝对湿度百分数）其次想到，空气是气体，应适用于气体状态方程，即温度、压力、体积。所以要研究，温度性质（干球温度、湿球温度、绝热饱和湿度、露点）容积性质（湿容积、饱和湿容积）。由于大气压力，对一定地区，约为定值，所以不研究压力性质。再其次，要研究空气对湿物料的传热，所以要研究，一一空气的比热性质（湿热•焓）所以要研究湿空气，实质是研究空气的四大类性质。为了叙述方便，我们假设下面三个前提：（1）干燥过程的湿空气，可作为理想气体处理，诸如理想气体方程式，道尔顿分压定律，均可应用于湿空气。（2）因为干空气是作为热载体，它的质量在干燥过程中始终不变，所以湿空气的有关参数均为单位质量的干空气为基准。 （3）系统总压P=101.3kPa。湿空气性质.湿度h――湿空气中单位质量干空气所具有的水汽质量， kgkg」干空气。湿空气中水汽的质量 MwnwH二Mw=式中，Mw—水汽的分子量， 18kg湿空气中干空气的质量MgngMg=29kgkmol_1;Mg――空气的分子量,若湿空气总压为P，水汽分压为P，则干空气分压为P-pnw——水汽的摩尔数，kmol；ng——空气的摩尔数，kmol；pv二nwRT，(P-P)V二ngRT,相除得:nHu18p0.622 — (I)29P—p P-P在式(I)中，若分压等于同温度下的饱和蒸气压，即P=Ps时，则此时湿度H称PsHsWp-Ps为饱和湿度，用Hs表示，.绝对湿度百分比。在一定温度和总压下，湿空气的湿度与饱和湿度之比的百分数,即是:H100%=(PPs)P100%Hs 7P-P)Ps.相对湿度一一在一定总压下，湿空气的水汽分压 P与同温下饱和水蒸汽压 Ps之比,即相对湿度，以「示之。 (II)P sPs二f(T)由定义得P的物理意义,

s-P二Ps-「Ps二Ps(1一J®T0时，Ps-pT当=1时，推动力®T0时，Ps-pTps，说明此时湿空气吸湿能力增至最大。 所以说，相对湿度：，「减少，即：v1时，Ps-P。，湿空气吸收能力增加。表示了湿空气吸湿能力。H能否表达湿空气的吸湿能力呢?H二

s0.622H二

s0.622s P一0.622dP所以Ps-P=Ps—0g1H由此式看出，H的大小，并不能确定推动力 (Ps-P)的大小，所以说，H 只能表达湿空气中，水汽含量的绝对值，并不能表示湿空气吸湿能力的大小。所以并 式⑴、(II)合得，申R Qa)H=0.622 ,PNPs此式将H, ，T联系在一起，是个重要公式。4.湿空积VH湿空气的比容，即每kg干空气和其所带的 Hkg水汽所具有的体积， U表示，H”~单位是m3kgd干空气。干空气比容，每kg干空气的体积，Vg示之；水汽比容，每kg水汽的体积，Vw/示「之。VH-Vg VwH其体积为：(c)1kg干空气，为12gkmol,在压力为101.3kPa,温度为T其体积为：(c)RTV，29kg干空气，在压力为101.3kPa,温度为273K时，其体积为：1R273TOC\o"1-5"\h\z22.41 ，101.3⑶ 2241T T/(b)得：Vg二2241 =0.773±同理，1kg水汽，摩尔数为L在压力为101.3kPa'时','…g29 273 273±RTV=13(d)w(d)101.3得:

22.41T T=1.244

18273 273(III)VH匕…773口忙亦可这样导出，1kg干空气为‘gkmol,Hkg水汽为h促kmol,在压力为(III)1H(f)(29 28)rt(f)101.3VH=22.41(29VH=22.41(29Vh=(0.7731.244H)101.3kPa时，总体积为：5.饱和容积VHS Vh 被水汽饱和的湿空气比容，以VHS表示。(得：-被水汽饱和的湿空气湿度为 H273T(III)273■73「244心令.湿热CH湿空气的比热。 在常压下，1kg干空气和其所带的Hkg水汽升高温度1K，所需的热量，称为湿热。chq CvH式中，Cg 干空气比热，kJkg干空气KCv——水汽的比热，kJkgJ干空气K4在工程计算中，常取Cg=1.01kJkg4K*，Cv=1.88kJkg_K_1C-1.011.88H (IV)H.焓IH湿空气热焓，为每1kg干空气与其所带的Hkg水汽所具有的热焓之和。

(g)IH=IgIvH(g)般焓的计算是以273K为基准的。1g二Cg(T-273)Iv二Cv(T-273)ro式中，L――湿空气的焓，kJkgj干空气K」；1g――干空气的焓，kJkg，干空气K」；Iv——水汽的焓，kJkgJ干空气Kj；r0――水在273K时的汽化潜热，取r0=2492kJkgj。代入式（g），得:IH二Cg(T-273)Cv(T-273)Hr°H=(CgQH)(T-273)r°HIH=(1.011.88H)(T-273)2492H，，(V).干球温度T。一一用普通温度计量法所测得的湿空气的温度，称为干球温度。单位用开尔文温度。IH=(1.011.88H)(T-273)2492H，，(V).干球温度T。一一用普通温度计量法所测得的湿空气的温度，称为干球温度。单位用开尔文温度。.露点Tdo——不饱和的湿空气在总压与湿度保持不变的情况下，降低温度，使之达到饱和状-0.622P态之湿度，即为露点。某湿空气Td下的湿度Hs与该湿空气在某一温度下的湿度H应相等。（Hs=H），即已知露点求湿度的原理。若总压P,湿度H为已知，；Hs=H=0.622Ps，可求出饱和水蒸气分压s PPsps,查水蒸气压表，与Ps相应温度即为露点。此即已知湿度求露点的原理。.T

.w如图11-2所示，左边的温度计(A),感温球裸露在空气中，则此温度计所测得的温度度计，假定开始时，A.B温度计显示出相同的温度To由于湿纱布表面的水汽分压 Pw-P，湿纱布中的水分会汽化。 单位时 q^wr；由于汽化的热量，只能取自于水中的显热，所以纱布中的水温要降低，比如降至 T',这时空气中的温度高于水的温度，为空气的干球温度。右边的温度计（B），感温球用纱布包裹， 纱布用水保持湿润，则此温度计所测得的温图11-2即TT',于是有热量由空气传至纱布中,单位时间传递的热量为q2二〉A仃-T'）。起初,则q2上升，当T-T'则q2上升，当如图9-3速率达到动态平衡，纱布中的水温不再降低,此时水温Tv即为湿空气的湿球温度。如图9-3所示。由qi=q2得 -TW)(a)kWK4；二空气至纱布的对流传热膜系数，式中，A――湿纱布与空气的接触面积，Tw时的饱和水蒸气压，kPa。PwTw 湿球温度，K;T 干球温度，K;另一方面，水汽扩散的推动力，亦可用其对应的湿度差 (Hw_H)表示。Hw为水汽分压为Pw时的湿度。则依水汽通过有效气膜的传质速率，可写出：TOC\o"1-5"\h\zWKh(HwH) ， (b)A.2 1 iH P\o"CurrentDocument"w wkgkg-J Hw湿球温度下(Tw)的饱和湿度， -0・622pPw式中，KH――以湿度差为推动力的传质系数， kgms_HPw是与Tw对应的水的饱和蒸气压 ；H――湿空气的湿度，kJkg干空气K。Tw=T- L^(Hw-H) (VI)联立式(a)、(b)，得：一(T-Tw)=Kh(Hw-H)若已知干球温度，求湿球温度Tw，要用试差法。11.绝热饱和温度Tas。如图11-4所示绝热饱和器。当湿度为H•温度为T的不饱和空气与大量的循环水密切接触时，水就向空气中汽化变为水汽， 所需潜热只能取自空气中的显热。 即空气的湿度在增力口，而温度则在下降。因为是绝热过程，所以空气的焓是不会变的。当空气被水汽饱和时(Ps=P)，水不再汽化，空气温度也不再下降，而等于循环水的温度，此温度称为该空气的绝热饱和温度Tas,其对应的饱和湿度为 Has,进入湿空气的焓为1比，湿空气经增湿冷却后的焓为|图11-4绝热饱和器示意图।HI(1.011.88H)(T-273)Hro=(1.011.88HJ(Tas-273)心。设(1.011.88H):(1.011.88Has)CH贝VCh(T?73)Hro=CH(Ts-273)%十(HHas)ro5(T273)Tsc竺°hc 273 4asL二丁H) 4asL二丁H)(VII)式中，T――空气的干球温度， K； Tas――空气的绝热饱和温度，K；H——H——空气的湿度，kgkgJ；Has——空气在Tas，kgkgJ；r0——水在273K时的汽化潜热，r0=2492kJ・kg。简言之，当空气在焓不变的情况下增湿冷却，而达到饱和的温度，即为空气的绝热饱和简言之，当空气在焓不变的情况下增湿冷却，而达到饱和的温度，即为空气的绝热饱和温度。ot若将式(VI)温度。ot若将式(VI)与式(VII)进行比较，如果CH，I：rW则Tas二Tw。例如当H=0.01~0.1时，CH=1.03~12温度不太高(如T=320K)，相对湿度不太低（如=0.6）时，得H=0.047kgkg'干空气。所以CH=1.011.880.047=1.10。而'1.09，即可认为K而'1.09，即可认为KHaKH=CH。所以当空气温度不太高，相对湿度不太低时，即湿球温度接近273K时，rw球温度接近273K时，rw:-r0,则温度与湿球温度相等。CH。对于空气一水系统的计算可认为绝热饱和对于不饱和的湿空气，T-Tw■Td对于饱和的湿空气，T=Tw=Td四、湿空气计算举例【例11-1】某湿空气的总压P二101.3kPa，干球温度T二343（相对湿度二40%。试求湿空气的湿度H；湿球温度Tw或绝热饱和温度Tas；露点Td;湿容积VH;饱和湿容积VHS;湿热CH；焓IH；水蒸气分压P。解：查T=343K时，水的饱和蒸气压ps=31.16kPa。d.p 04A3116 _（1）H=0.622ps=0.622 0.0872kgkg,干空气P，ps 101.3-0.4V1.16要用试差法求Tw，2373=3431.09-0.622137Hw=0.622— P2101137.3-wrT-「1.092373=3431.09-0.622137Hw=0.622— P2101137.3-wrT-「1.09（Hw H）-0.0973kg卜9」干空气（0.0973-0.0872）=321.1K（说明假设Tw偏图）又设又设Tw=32K4,在32K4的饱和蒸气压Pw=13.02kParw二2376kJkg4-Hw=0.622-Tw=34313.02101.3-13.02=0.091723761.09（0.0917-0.0872）=333K（说明假设Tw偏低）这说明Tw在325K和324K之间，试差法难于计算。所以Tw=324.7K。Hs二H=0.622匚PH 1013000.08720.622H Ps— 0.6220.0872=12450PaP-Ps查水的饱和蒸气压表，得Td=323.5K273TOC\o"1-5"\h\zV=(0.7731.244H)±(0.7731.2440.0872)343=1.107m3kgH 273 273273T=343K时，ps=31.16kPa\o"CurrentDocument"p 3116H二0.622—二0.622 0.276s P-Ps 101.3-31.16.VHS=(0.7731.244Hs).VHS=(0.7731.244Hs)T273(0.7731.2440.276)3432731.403m3kgCH-1.011.88H-1.011.880.0872=1174Jkg」K」IH=(1.011.88H)(T-273) 2492H=1.174(343-273)24920.0872二299.5kJkgH=0.622rP-PIio 。八=HP °^721013——i2.46kPap=0.622H0.6220.07872五、湿空气T-H图绘制利用公式计算湿空气的各种性质参数，相当繁琐，有时还要用试差法计算，利用算图，则十分便捷。关于湿空气的算图已绘有数种，且各有所长，亦有所短，就准确而论，当推谭天恩的I-x图，只可惜不能求取湿空气的比容 VH与比热CH，又没有采用国际单位制，用45°的斜座标系，使初学者学起来难以理解。由本课件主持人祁存谦所绘制的、改进的湿空气T-H图，如图9-5所示，各种参数求算全面，精度亦足够准确，采用国际单位制，且为常用的直角坐标系，为一实用的湿空气算图。图11-5大气压下湿空气T—H图.等温线。在图11-5中，是与纵轴平行的一组直线，每根直线都是等温度线。.等湿线。在图11-5中，是与横轴平行的一组直线，每根直线都是等湿度线。「PS-0.622P~Ps （II）等相对湿度线（等’线）。对于某一定值的=\,取温度T1,T2,T3,,，由饱和蒸气压表，查得相应的Ps1,Ps2,Ps3然后由式（II）计算得到相应的H1,H2，出”。可得到=1时的一条等「线。100%共再令；：=；：2，又可得到一条等；：2线，图9-5绘出了=1%.5%.10%”100%共12条等「线。湿热一湿度线（CH~H线・CH=1.011.88H按上式作图即湿热-湿度线。汽化潜热线。将各种温度下水的汽化潜热（查水蒸气性质表），标注在图上，即汽化潜热线。湿容积线。由下列式（111），以H为参变量，由H=0至0.14kgkgJ干空气，共作了八条湿容积线。V=（0.7731.244H）± ””，（III）H 273式中，VH――湿空气比容， m3卜9」干空气。这样，由图11-5中可直接读出湿容积，避免了内插法。水蒸气分压线。由下列式（I）,可作出水蒸气分压一湿度线。HPp二 0.622H式中，p 湿空气的水蒸气分压， kPa；六、T-H图的绝热冷却线绝热冷却线应该是等焓冷却至饱和的线，其方程为： IH=1Hs，或写成：（1.011.88H）（T-273）Hr。=（1.011.88Has）（Tas—273）Has「。 （a）式中，IH、1Hs――湿空气的焓和饱和湿空气的焓， kJkgJ干空气；T、T――湿空气的干球温度和绝热饱和温度，K；asH、Has――湿空气的湿度和温度为 Tas时空气的饱和湿度， kg卜9'干空气；r0——温度为273K时水的汽化潜热，r0=2492kJkg。由方程（a）得到一系列线群，即为绝热冷却线。若令Tas=315K,计算得Has=0.05476kgkg*干空气，IHS=183.21kJkg_1干空气，代入上式（a）得：(1.011.88H)(T-273)Hr0=183.211.011978.81.88T458.941.011978.81.88TT+1978.81.88T由上式看出，此线的斜率与截距都随 T而变。但当T由315K变至373K时，斜率由—3.928X10‘变至—3.769X10‘截距由0.1785变至0.1712,由于变化甚微，可当作直线处理。该直线即为等Tas(=315K)线，亦为等焓线(IH=183.21kJkgJ干空气)，亦为绝热冷却线。何理，本文共作了 12条绝热冷却线，由图9-5中看出，它们之间并不相互平行。各绝热冷却线的方程，可看作是过该线两个端点的直线。例如 Tas=315K的这条线，可看成是过下列两点：(T1=315K,H1=0.05476kgkg」干空气)和T2=373K,H0.03066kgkg」干空气)，其方程为：h--4.15510T0_.41856当T=273K时，则：H=0.07217kg卜9」干空气现将其他各线之计算结果列在表11-1中。3Will人干柠1公斤1个'门diff〔TI空*1〉址曲贰点的直坨力世AEATC-2711Olfe片fAH斤i空％)比物靠松(TfK/公斤水i2751J12.:M)虫TOII-4-tOJT+G.II迦0.(X)：Wi25J322.W11=1,DWXIQAT+O119330.0090411.470001A1252628534.QFH=A.oioxIOH+QI，秫亍O.OIASS0.005忆TRII4.007xio1r+0830CI891O.fXNiW2560±ffiFUh11=3.!WSX10l1+0.0.02八4JO婶o.oowt2551时H=3晰X10；1F0-H2J0(H；靳2:1530.01OT2254ti：朋MQ.17H&990=107+。灯刖0(M34712.100,01261.■H2.b?11=KWrXLO'T+O淖？］0Q：i*WW印0,0lW?海脚:师曲苔U236.24II*1【丽乂lOU+O1幺帝ftII4■渊0处10计十。一卫】04 a0721752.01e02G81250067.270,026?225)8302.6111:4.1ISK*!04T+0.男Ma.H»tfiH.QIO.QX'il250Tll=-l(i7bxloH+0G.表11T;焓差与湿度差之比例系数计算表由表11-1中看出，焓差与湿度差之比例系数近于常数，其相对误差在一1%以内。因此,我们可以将焓值等刻度列在等T(=273K线上。由图9-5确定某空气状态的焓值时，可过该空气状态点，作邻近两条绝热冷却线的平行线，与焓值座标相交，即读得焓值。

Tas=315K的绝热冷却线与饱和空气线 （=100%）之点座标，由下列方程组可得到:H=-4.15510T0.41856H=0.622匚P-Ps式中，Ps、P――湿空气达到饱和时的水蒸气分压和湿空气总压 kPa用试差法求解，得T=315K，即交点温度与Tas相等。所以，过某点作绝热冷却线之平行线，其与饱和空气线相交，读得 T即为Tas。as关于等湿温度线，可由下列方程逐条画出。T二TJT二TJ：c1.09（Hw_H）式中，Tw――湿空气的湿球温度， K； rw――温度为Tw时水的汽化潜热，kJkgJ；Hw――温度为Tw时空气的饱和湿度，kgkgJ干空气。我们发现，当Tw：：320K时，TwTas,而且Tw320K时，丁八：：Tas，但相差甚少。所以，图11-5中未画出湿球温度线，而取TwTas七、T-H图应用举例（I）【例11-2】利用湿空气T-H图，求【例11-1］中的湿空气有关参数。解：首先在图11-5中找到=40%的相对湿度线与T=343K的等温线之交点A。过A作水平线，交湿度座标得湿度H=0.0873kgkg,干空气，交-=100%的相对湿度线于B点，由B作垂线交温度座标得露点Td=323.3K,交湿热线于C点，由C作垂线交湿热线横座标得湿热CH=1.174kJkg4干空气K，交水蒸气分压线于D点，由D作垂线交水蒸气分压座标得p=12.5kNmAo再过A作相邻绝热冷却线的平行线，交焓值座标得焓IH=300kJkg4干空气，交.=100%的相对湿度线于E点。由E作垂线交温度座标得湿球温度Tw=324.8K。最后过A作垂线交H=0.0873kg卜9*干空气的容积线于F点，

交饱和容积线于G点，由F和G作水平线交比容座标分别得湿容积 VH=1.11m3kg-干空气和饱和湿热容积vHS=1.40m3kgJ干空气。图9-6简要表达了查图方法。PCH图11-6【例11-2】附图现将计算法.本课件T-H图、柯尔森T-H图法、I-x图法所得的结果列在表11-2中。表11-2各种算图计算结果比较方法项 目计算法本课件T-H图法柯尔森T-H图法Ix图法杳图换算H（kg水kg」干空气）0.08720.08730.1080.0860.086Tw或Tas（K）324.7324.832852C325Td（K）323.5323.332750C323VH（m3kg4干空气）1.1071.11内插VHs（m3kgJ干空气）1.4031.401.40CH（kJkgJ干空气Kq）1.1741.1741.22

iH（kJkg干空气）299.530070•71kcalkg.296.1p(kPa)12.4612.593.0mmHg12.4从表11-2中看出，文献的图相差甚大，而本文的 TH图，较之其他各类算图，具有求算全面•数值准确•节省时间等优点。八、T-H图应用举例（II）【例11-3】在常压连续干燥器中，须蒸发水分量为 W=468kghJ。空气采用废气循环操作。循环比（循环废气中绝干空气质量与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增湿过程。已知新鲜空气的状态为11T0=298K,H0=0.005kgkg干空气；废气状态为T2=311K,HA0.034kgkg干空气。试求新鲜空VH0VH0=O.85m3kg_1B点为废气状况。Tm二308.3KB点为废气状况。Tm二308.3K,M点为混合气状况， M点由循环比确定，即BM「MA=14。得Hm=比=0.0283kgkg」干空气，IHm=108kJkg-i干空气。对包括预热器，混合器及干燥器的整个系统作水分的衡算，并令新鲜空气消耗皿得:C点为Hm干燥器前状况，得图C点为Hm干燥器前状况，得图11-71例11-3】附图L_w 468 16140公斤干空气H2-H0 0.034-0.005新鲜空气体积流量 V，二LVH0=13720m3hj,预热器传热量Q=5L（Ihi-lHm）=1.372106kJh_1九、三种类型湿度图比较从苏联沿袭过来并由谭天恩绘制的 I-x图，目前国内教材使用较多，其特点是等湿线•等焓线平行，但等温线不平行。如图 9-8所示，而且该图不能读取VH、VHS、CH。柯尔森教材的T-H图，欧美国家使用较多。其特点是等温线，等焓线（或绝热饱和线）平行，但等湿线不平行，而且该图不能读取焓 lH和水蒸气分压Pso本课件主持人祁存谦绘制“改进的湿空气 T-H图”，其特点是等温线，等湿线平行，但等焓线不平行，可以读出所有参数值， 采用直角坐标体系，初学者更容易理解。该图初载于1984年第4期“化学世界”。王振中编写的《化工原理》教材引用了该图。该教材 1986年由化学工业出版社出版以来， 截止至2001年9月，已总计印刷35万册，仓恫类教材印刷'数目之最柯尔森的T-H图柯尔森的T-H图等温线平行，等焰线（绝热冷却线）平行，但等湿线是发散的。前苏联的1-x图等湿线平行，等烙线平行，但等温线是发散的。祁存谦改进的T-H图等温线平行，等湿线平行，等焰线发散。图11-8三种湿度图比较第三节物料衡算与热量衡算、物料衡算概述在干燥器的设计计算中，通常已知：(1)单位时间被干燥物料的质量G,,(2)干燥前、后物料中的含水量W,和W2,(3)湿空气进入干燥器前的状态比和1,(4)如果确定了湿空气离开干燥器时状态H2，T2，这将利用热量衡算加以解决。则可以求得水分蒸发量和干燥产品的质量G2,而空气消耗量L,直接关系到预热器的能力和干燥器尺寸的设计。如何进行物料衡算?湿物料中水分的质量湿基含水量湿基含水量湿物料的总质量1.物料含水量的两种表示方法W与X之间的换算关系的推导：设水分质量为mw,绝干料质量为mc基含水量X-湿物料中水分的质量基口量的质量湿物料中绝对干料m基口量的质量湿物料中绝对干料mwmwmcmwmc式相除得\二.VXwmc、物料衡算方程如图11-9所示，湿物料与热空气并流进入干燥器，连续操作废气A(!1,9.T)产品湿物料GiiWi 热空气 L图11-9干燥器物料衡算对干燥器中的水分进行衡算：LHG1w1=LH2^G2w2L(H2-Hi)=G对干燥器中的水分进行衡算：LHG1w1=LH2^G2w2L(H2-Hi)=GI-G?W?(a)Gc二GI(1-WI)=G2(1-W2)GcG 11 G -q-GC--W- 2 1-W2设水分式发的得量流率为HW-kg<J则Gc-Gc则2—-W2Lg-HJ七。1-X2)式中，Gc――湿物料中绝干料的质量流量kg干料;L——干空气的质量流率， kg干空气£」；G1,W1――分别为湿物料的质量流率和湿基含水量，kgs'；G2，w2――分别为产品的质量流率和湿基含水量，kgsJ；W二GcX-X2)=L(H2-HJ设单位空气消耗量为I,kg干空气kg'水分，则若须选定风机型号，则须计算湿空气的流量 V'm3sV'==L(0(0.7.7773311.2.24444HH))而Vh

上式中湿空气的T和H,由风机所在P位置的空气状态而言。三、物料衡算计算举例【例11-4】用干燥器对某盐类结晶进行干燥，一昼夜将 10吨湿物料，由最初湿含量10%干燥到最终湿含量1%（以上均为湿基），经预热器后的空气的温度为 373K，相对湿度为5%空气离开干燥器时的温度为 338K，相对湿度为25%且已知进预热器前空气温度为293K。当338K时，水的饱和蒸气压为24.99kPa。试求：（1）产品的质量流率kgh―1，（2）如干燥器的截面为园形，假设热空气在干燥器的线速度为 0.4mSJ，干燥器的直径。解：如图9-10所示:图11-10【例11-4】附图-G—G少1°0(1。1)二一w~-W 24(1-0.01) 378.8G2(1-W2)=G<](1-W<)(2)思考路线V'=LVhTL(H2HJ=Gc(%X2)0.05101.3HA0.622 . =0.622101.30.05101.31大气压，即101.3kPa）0.01-0.01011-0.01=0.0327kgkg-1大气压，即101.3kPa）0.01-0.01011-0.01（P1即为373k或100时水的饱和蒸气压，应为0.1(0.2524.99=0.622Y0113)一0.2524.99二0.0409V0.785u0.111X2V0.785u0.111X2W2H2Gc二G2(1-W2)=378.8(1-0.01)=374.2kgh*GcgX2)374.2(0.1110.0101)0.0409-0.0327二4609kg干空气hj湿空气比容，按进入干燥器的空气状态计算，即 T1,H1VH1=(0.7731.244HJ(0.7731.2440.0327)竺273 273=1.112m3kgj 142-二.7850.42.13m湿空气流量为V'=LVh=46091.112=5125m3h=1.42m3s」干燥器直径 0.785u四、干燥器热量衡算通过对干燥器的热量衡算，可以确定多项热量的分配情况和热量的消耗量，可作为计

算空气预热器的传热面积，加热剂用量，干燥器尺寸，干燥器的热效率和干燥效率的依据。威如：！气训上除的T嫌水份如图11-11所示。图11-11干燥器热量衡算上图中，QyQ2――分别为进料和产品的温度， K；G,G2――分别为进料和产品的质量流率,kgsCs,Cw――分别为干料和水分的比热， kJkg-JKJ；W――蒸发水分流率，kgs」；下面以273K为基准，对干燥器进行衡算。输入的热量为：⑴热空气输入的：L[(1.011.88HJG；-273)2492HJkJ-sj湿物料中的蒸发水分输入的：q2'=W6(^-273)kJsj湿物料中，将成为产品的干料输入的：qs'GcCsG-273)X2GcCw©1-273)kJs'输出的热量为：废气中，原来湿空气带走的：q4'=L[(1.011.88HJ(T2-273)2492H1]废气中被蒸发水汽带走的：q5、W[24921.88(T2-273)产品中带走的： q6‘=GcCs(r2-273)•X2GcCw包-273)干燥器的热损失： q3qiq?'q3'=q4‘q5‘q6‘q39/4)二心'〜？')G7')73二qq?q3L(1.011.88H1)(TA273)-L(1.011.88H1)(T2-273)=W[24921.88(T2-273)-Cw(A-273)36(6-如73空气在干燥器中放出的热量(qj-q4')=蒸发水分须热(qj+产品升温(q2)+热损失93)即L(1.011.88H1)(T1-T2)二W[24921.88(T2-273)-Cw(6-273)]GcCw®J)73 (XI)将LW 代入上式，得：H2-比T1IW[24921.88(T2-273)-Cw(3-27®GcS®-如73

H2-出W(1.011.88H1H2-出此式在确定出口空气状态时，将用到。【例11-5】有一逆流操作的转筒干燥器，如图 9-12所示，筒径1.2m,筒长7m,用于干燥湿基含水量3%的某晶体，干燥产品的湿基含水量为 0.2%,干燥器的生产能力1080kghJ产品，冷空气为To=293K及0=60%流经预热器（器内加热水蒸气的饱和温度为 383K）加热至363（进入干燥器，而空气离开之温度为328K，晶体物料在干燥器中温度由293K升至333K而排出，绝对干料的比热为1.26kJkgJKJ。试求：（1）蒸发水分量；（2）空气消耗量及出口空气湿度H2；（3）预热器中加热水蒸气消耗量（若热损失为 10%）。。产293KT363K0户333K293KG:=10S0kg4i图11-121例11-5T363K0户333K293KG:=10S0kg4i图11-121例11-5】附图W-1 w2解：(1)W二5(XXJ=G41W，( 1 )G110803600(1—0.002)(1-W20.030970087kgS1"W11W11W2W=G1W1七池=6(瓷W1一耐二益(遵0A-0.002)二1080(0.0308-0.002)=0.00865kgs'3600忽略干燥器的热损失，即q3-0.WHfH匚L(1.01+1.88HJ5-T2)=W[2492+1.88(T2-273)-4.187©-273)/