化工原理夏清版配套课件(3940学时)

第5章干燥通过本章学习，应掌握干燥的基本概念和原理；湿空气的性质及湿焓图；干燥过程的物料衡算与热量衡算方法；干燥过程的平衡关系与速率关系，了解干燥时间的计算方法。学习目的与要求1第5章干燥通过本章学习，应掌握干燥的基本概念5.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥25.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥2一、干燥过程的原理气、固相中所含湿分的不同。分离物系固体中的湿分。形成两相体系的方法引入一气相（干燥介质）。传质原理（固相＋气相）3一、干燥过程的原理气、固相中所含湿分的不同。分离物系固体中的固体物料干燥过程湿物料热空气气膜气相主体Q

推动力t-twN

推动力pw-p一、干燥过程的原理4固体物料干燥过程湿热气膜气相主体Q推动力t-t二、干燥过程与其他除湿方法的比较工程中的常用除湿方法：①机械除湿②物理除湿③利用热能除湿干燥除湿的特点：①除湿彻底，②能耗高，为节能工业上多采用联合除湿；机械除湿干燥除湿。沉降、过滤、离心；吸附；干燥。5二、干燥过程与其他除湿方法的比较工程中的常用除湿方法：①机5.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分类与应用第5章干燥65.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分1.按操作压力分类干燥2.按传热方式分类一、干燥过程的分类常压干燥

真空干燥√传导干燥

对流干燥√3.按操作方式分类辐射干燥介电加热干燥√干燥间歇干燥

连续干燥√干燥√√71.按操作压力分类干燥2.按传热方式分类一、干燥过程的分类常二、干燥过程的应用应用示例：湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品湿尿素干燥成尿素产品。含水量3%含水量

≤0.5%干燥含水量2%含水量

≤0.3%干燥8二、干燥过程的应用应用示例：湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品湿尿5.1概述5.2.1湿空气的性质5.2湿空气的性质及湿焓图第5章干燥95.1概述5.2.1湿空气的性质5.2湿空气的性一、湿度H(湿含量)干燥介质：干燥湿分：计算基准：湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比定义：湿空气水分1kg绝干气Kg（水汽）/kg绝干气），H符号：单位：kg

/kg（绝干气）10一、湿度H(湿含量)干燥介质：干燥湿分：计算基准：湿空气中水常压下湿空气可视为理想气体水汽的分压总压一、湿度H(湿含量)11常压下湿空气可视为理想气体水汽的总压一、湿度H(湿含量)11湿空气被水所饱和若饱和湿空气空气温度下纯水的饱和蒸汽压一、湿度H(湿含量)12湿空气被水所饱和若饱和湿空气空气温度下纯水的饱和蒸汽压一、湿二、相对湿度湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸汽压之比。％定义：符号：单位：13二、相对湿度湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸汽％定义：符号～干燥能力吸收水分能力～～干燥速率传质推动力～pv

=0

=0

绝干空气pv

=ps

=100％饱和空气分析：二、相对湿度14～干燥吸收水～～干燥传质推动力～pv=0=三、比体积

vH以1kg绝干气为基准的湿空气的体积M3（湿空气）/kg（绝干气）定义：符号：单位：15三、比体积vH以1kg绝干气为基准的湿空气的体积M3设:湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，湿空气的总压力为p，则三、比体积

vH16设:湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，湿空气的总压力四、比热容cH常压下将以1kg绝干气为基准的湿空气的温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量kJ/(kg（绝干气）·℃)定义：符号：单位：设湿空气的湿度为H则绝干气比热容水汽的比热容17四、比热容cH常压下将以1kg绝干气为基准的湿空气的在常用温度范围内

cg=1.01kJ/（kg（绝干气）·℃）cv=1.88kJ/（kg（水汽）·℃）故有

四、比热容cH18在常用温度范围内cg=1.01kJ/（kg（绝干气五、焓IkJ/kg（绝干气）以1kg绝干气为基准的湿空气的焓值定义：符号：单位：设绝干气的焓值为Ig，水汽的焓值为Iv，则19五、焓IkJ/kg（绝干气）以1kg绝干气为基准的湿以0℃为基准，设湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，则

五、焓I20以0℃为基准，设湿空气的温度为t，湿空气的湿度为六、温度1.干球温度与湿球温度

用普通温度计直接测得的湿空气的温度，称为干球温度，简称温度，以t表示。它是湿空气的真实温度。(1)干球温度

t(2)湿球温度tW

用湿球温度计测得的湿空气的温度，称为湿球温度。湿球温度可度量湿空气的湿度大小。21六、温度1.干球温度与湿球温度用普通温湿球温度计示意图六、温度22湿球温度计示意图六、温度22不饱和湿空气

水接触水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热)热量传递

湿度差

质量传递

温度差

热量由气相主体传递给水分(气相温度下降)达平衡状态

t＝tw

温度维持不变

不饱和湿空气

湿球温度的测量机理六、温度23不饱和水接触水分汽化:向气相主体传递热量传递湿度差质量(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系设湿空气的干球温度为t，湿空气的湿球温度为tw，湿空气的湿度为

H，气膜中饱和湿度为Hs,tw，则传热速率为J/s传质速率为kg/s六、温度24(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系设湿空气的稳态下联立得测定

t、tw

湿度

H

未饱和湿空气，t>tw

饱和湿空气，t=tw

六、温度25稳态下联立得测定t、tw湿度H不饱和湿空气

水绝热状态接触水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热)热量传递

饱和湿空气湿度差

质量传递

温度差

热量由气相主体传递给水分(气相温度下降－绝热冷却)达饱和状态

t＝tas

H＝Has

＝100％

2.绝热饱和冷却温度tas六、温度26不饱和水绝热状态接触水分汽化:向气相主体传递热量传递饱和绝热饱和冷却塔示意图1－塔身2－填料3－循环泵绝热状态27绝热饱和冷却塔示意图1－塔身绝热状态27绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系如下：未饱和湿空气的焓饱和湿空气的焓绝热过程六、温度28绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系如下：未饱和湿空气的焓饱和因为H、Has值很小，故整理得通常比较得六、温度29因为H、Has值很小，故整理得通常比较得六、温度29不饱和湿空气

饱和湿空气等湿下冷却达饱和状态

t＝td

H＝Hs,td

＝100％

t～ps～示例：露珠的产生不饱和湿空气，

t>

tw（tas）>

td饱和湿空气，t＝

tw（tas）=

td3.露点td六、温度30不饱和饱和湿等湿下冷却达饱和状态t＝tdH＝练习题目思考题作业题:11.湿空气的湿度、相对湿度、比体积、比热容和焓各表示何意义？如何计算？2.湿空气的干球温度、湿球温度、绝热饱和冷却温度、露点各表示何意义？其关系如何？31练习题目思考题作业题:11.湿空气的湿度、相对湿第5章干燥通过本章学习，应掌握干燥的基本概念和原理；湿空气的性质及湿焓图；干燥过程的物料衡算与热量衡算方法；干燥过程的平衡关系与速率关系，了解干燥时间的计算方法。学习目的与要求32第5章干燥通过本章学习，应掌握干燥的基本概念5.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥335.1概述5.1.1干燥的原理第5章干燥2一、干燥过程的原理气、固相中所含湿分的不同。分离物系固体中的湿分。形成两相体系的方法引入一气相（干燥介质）。传质原理（固相＋气相）34一、干燥过程的原理气、固相中所含湿分的不同。分离物系固体中的固体物料干燥过程湿物料热空气气膜气相主体Q

推动力t-twN

推动力pw-p一、干燥过程的原理35固体物料干燥过程湿热气膜气相主体Q推动力t-t二、干燥过程与其他除湿方法的比较工程中的常用除湿方法：①机械除湿②物理除湿③利用热能除湿干燥除湿的特点：①除湿彻底，②能耗高，为节能工业上多采用联合除湿；机械除湿干燥除湿。沉降、过滤、离心；吸附；干燥。36二、干燥过程与其他除湿方法的比较工程中的常用除湿方法：①机5.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分类与应用第5章干燥375.1概述5.1.1干燥的原理5.1.2干燥的分1.按操作压力分类干燥2.按传热方式分类一、干燥过程的分类常压干燥

真空干燥√传导干燥

对流干燥√3.按操作方式分类辐射干燥介电加热干燥√干燥间歇干燥

连续干燥√干燥√√381.按操作压力分类干燥2.按传热方式分类一、干燥过程的分类常二、干燥过程的应用应用示例：湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品湿尿素干燥成尿素产品。含水量3%含水量

≤0.5%干燥含水量2%含水量

≤0.3%干燥39二、干燥过程的应用应用示例：湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品湿尿5.1概述5.2.1湿空气的性质5.2湿空气的性质及湿焓图第5章干燥405.1概述5.2.1湿空气的性质5.2湿空气的性一、湿度H(湿含量)干燥介质：干燥湿分：计算基准：湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比定义：湿空气水分1kg绝干气Kg（水汽）/kg绝干气），H符号：单位：kg

/kg（绝干气）41一、湿度H(湿含量)干燥介质：干燥湿分：计算基准：湿空气中水常压下湿空气可视为理想气体水汽的分压总压一、湿度H(湿含量)42常压下湿空气可视为理想气体水汽的总压一、湿度H(湿含量)11湿空气被水所饱和若饱和湿空气空气温度下纯水的饱和蒸汽压一、湿度H(湿含量)43湿空气被水所饱和若饱和湿空气空气温度下纯水的饱和蒸汽压一、湿二、相对湿度湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸汽压之比。％定义：符号：单位：44二、相对湿度湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸汽％定义：符号～干燥能力吸收水分能力～～干燥速率传质推动力～pv

=0

=0

绝干空气pv

=ps

=100％饱和空气分析：二、相对湿度45～干燥吸收水～～干燥传质推动力～pv=0=三、比体积

vH以1kg绝干气为基准的湿空气的体积M3（湿空气）/kg（绝干气）定义：符号：单位：46三、比体积vH以1kg绝干气为基准的湿空气的体积M3设:湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，湿空气的总压力为p，则三、比体积

vH47设:湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，湿空气的总压力四、比热容cH常压下将以1kg绝干气为基准的湿空气的温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量kJ/(kg（绝干气）·℃)定义：符号：单位：设湿空气的湿度为H则绝干气比热容水汽的比热容48四、比热容cH常压下将以1kg绝干气为基准的湿空气的在常用温度范围内

cg=1.01kJ/（kg（绝干气）·℃）cv=1.88kJ/（kg（水汽）·℃）故有

四、比热容cH49在常用温度范围内cg=1.01kJ/（kg（绝干气五、焓IkJ/kg（绝干气）以1kg绝干气为基准的湿空气的焓值定义：符号：单位：设绝干气的焓值为Ig，水汽的焓值为Iv，则50五、焓IkJ/kg（绝干气）以1kg绝干气为基准的湿以0℃为基准，设湿空气的温度为t，湿空气的湿度为H，则

五、焓I51以0℃为基准，设湿空气的温度为t，湿空气的湿度为六、温度1.干球温度与湿球温度

用普通温度计直接测得的湿空气的温度，称为干球温度，简称温度，以t表示。它是湿空气的真实温度。(1)干球温度

t(2)湿球温度tW

用湿球温度计测得的湿空气的温度，称为湿球温度。湿球温度可度量湿空气的湿度大小。52六、温度1.干球温度与湿球温度用普通温湿球温度计示意图六、温度53湿球温度计示意图六、温度22不饱和湿空气

水接触水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热)热量传递

湿度差

质量传递

温度差

热量由气相主体传递给水分(气相温度下降)达平衡状态

t＝tw

温度维持不变

不饱和湿空气

湿球温度的测量机理六、温度54不饱和水接触水分汽化:向气相主体传递热量传递湿度差质量(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系设湿空气的干球温度为t，湿空气的湿球温度为tw，湿空气的湿度为

H，气膜中饱和湿度为Hs,tw，则传热速率为J/s传质速率为kg/s六、温度55(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系设湿空气的稳态下联立得测定

t、tw

湿度

H

未饱和湿空气，t>tw

饱和湿空气，t=tw

六、温度56稳态下联立得测定t、tw湿度H不饱和湿空气

水绝热状态接触水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热)热量传递

饱和湿空气湿度