L-第十四章4幻灯片

2022/11/8一、物料中所含水分的性质

二、干燥曲线和干燥速率曲线

三、干燥时间的计算

§4干燥速度和干燥时间

2022/11/8一、物料中所含水分的性质

1、平衡水分与自由水分1）平衡水分

用某种空气无法再去除的水分。与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关

物料中的平衡水分随温度升高而减小随湿度的增加而增加。2）自由水分

在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分。

2022/11/82022/11/82、结合水分和非结合水分结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。包括溶涨水分和小毛细管中的水分。难于除去

非结合水分：机械地附着在物料表面，产生的蒸汽压与纯水无异。包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。

容易除去。小结2022/11/8二、干燥曲线和干燥速率曲线

1、干燥曲线

干燥曲线：恒定干燥条件下，物料的含水率X与时间θ的关系

恒定干燥条件：湿空气的状态（温度、湿度）不变、

空气流速不变、

与物料的接触方式不变

物料在定态空气条件下的干燥曲线2022/11/8二、干燥曲线和干燥速率曲线

2、干燥速率曲线1）干燥速率曲线

干燥速率：单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量

干燥曲线干燥速率曲线2022/11/8

ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段，AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并入BC段内考虑。

CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低，称为降速干燥阶段。两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物料含水量称为临界含水XC。

干燥速率曲线整个干燥过程可分为三个阶段：预热段、恒速段、降速段思考：降速阶段除去的是什么水？非结合水和部分结合水X，kg水/kg绝干料干燥时间

物料温度降速第一阶段降速第二阶段物料内部水分迁移控制阶段物料在定态空气条件下的干燥速率X，kg水/kg绝干料干燥时间

物料温度降速第一阶段降速第二阶段干燥速率N,kg/（m2·s）降速第一阶段降速第二阶段X*思考：影响降速阶段干燥速率的因素？

取决于物料本身结构、形状和尺寸，而与干燥介质状况关系不大。物料在定态空气条件下的干燥速率2022/11/83.讨论a）恒速干燥阶段干燥速度由水的表面汽化速度所控制b）降速干燥阶段过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。2022/11/8c）临界含水量临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加而增大。

干燥速率N,kg/（m2·s）降速第一阶段降速第二阶段X*思考：影响临界含水量大小的因素？XC临界含水率思考：临界含水量大好，还是小好？干燥介质状况（流速、温度、湿度等）物料本身的结构、性质、厚度等

---物料层越薄，XC越小

---恒速阶段干燥速率越小，XC越小

2022/11/8d）空气条件对NA恒的影响2022/11/8三、干燥时间的计算1、恒速阶段干燥时间的计算分离变量积分

2022/11/8影响恒速干燥的因素

空气流速的影响

空气湿度的影响空气温度的影响

恒速干燥NA为定值2022/11/82、降速干燥时间的计算

不论干燥曲线如何，都可用图解积分法当干燥曲线为直线或近似直线时

2022/11/82022/11/83、干燥总时间

若X*=0降速干燥为过原点的直线NA=KXX2022/11/8例:用一间歇干燥器将一批湿物料从含水量w1=27%干燥到w2=5%,湿物料的质量为200kg,干燥面积为0.025m2/kg绝干物料,装卸时间τ’=1h,试确定每批物料的干燥周期.从该物料的干燥曲线可知,XC=0.2,X*=0.05,(NA)恒=1.5kg/(m2.h)2022/11/8例:(p.265,14-12)从废气中取80%(质量分数)与湿度为0.0033kg水/kg干气、温度为16℃的新鲜空气混合后进入预热器。已知废气的温度为67℃，湿度为0.03kg水/kg干气。物料最初含水量为47%，最终含水量为5%（以上均为湿基），干燥器的生产能力为1500kg湿物料/h。试求干燥器每小时消耗的空气量和预热器的热耗量。设干燥器是理想干燥器。2022/11/8例:(p.265,14-12)从废气中取80%(质量分数)与湿度为0.0033kg水/kg干气、温度为16℃的新鲜空气混合后进入预热器。已知废气的温度