化工原理-第十一章干燥4344学时

11.1干燥过程概述

第十一章固体物料的干燥11.2.1湿空气的性质11.2湿空气的性质及湿度图

11.2.2湿空气的湿度图

在一定总压下，湿空气的各参数中，只有两个是独立的，只要确定了湿空气的两个独立参数，湿空气的状态就确定了。工程上为了方便计算，常将湿空气各参数标绘成图，称为湿空气的湿度图。一、H－I图的构造湿空气的湿度图湿度－焓（H－I）图湿度－温度（H－t）图√湿空气的H－I图H－I图由以下线群组成

等湿线（等H线）范围0～0.2kg/kg绝干气

等焓线（等I线）范围0～680kJ/kg绝干气

等温线（等t线）范围0～250℃

等相对湿度线（等

线）范围5～100％

=100％饱和空气线

水汽分压线（p

线）范围0～26kPa一、H－I图的构造1.已知状态点求湿空气的参数

已知状态点可由H-I图求出湿空气的各参数值：

湿度H

温度

焓I

相对湿度

水汽分压p干球温度t绝热饱和冷却温度tas(湿球温度

tW)露点td二、H－I图的应用已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW2.由两个独立参数确定其它参数

已知两个独立参数可由H-I图确定湿空气的状态点，继而求出湿空气的各参数值。

已知温度

t－湿球温度tW

已知温度

t－露点td

已知温度

t－相对湿度

二、H－I图的应用已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW已知状态点求湿空气的参数AHtIptdtastW11.1干燥过程概述

第十一章固体物料的干燥11.2湿空气的性质及湿度图

11.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

11.3.1 湿物料的性质一、湿物料的含水量1.湿基含水量

kg/kg湿物料

湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。工业上通常用湿基含水量表示湿含量。注意2.干基含水量

干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料的质量比。kg/kg绝干料

两种含水量之间的关系

一、湿物料的含水量二、湿物料的比热容cm将以1kg绝干料为基准的湿物料的温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量kJ/(kg绝干料·℃)

定义符号单位设湿物料的干基湿含量为X则绝干料比热容水分的比热容在常用温度范围内

cw=4.187kJ/(kg水·℃)

故有

二、湿物料的比热容cmkJ/kg绝干料以1kg绝干料为基准的湿物料的焓值则定义符号单位设三、湿物料的焓水的焓值为Iw绝干料的焓值为以0℃为基准则

设湿物料的温度为湿物料的干基湿含量为X三、湿物料的焓11.1干燥过程概述

第十一章固体物料的干燥11.2湿空气的性质及湿度图

11.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

11.3.1湿物料的性质11.3.2干燥过程的物料衡算与热量衡算

连续逆流干燥过程示意图

Qp—预热器消耗热量，kWQD—干燥器补充热量，kWQL—热损失速率，kW干燥器

新鲜空气

废气

湿物料

干燥产品

预热器

一、物料衡算干燥器物料衡算示意图

干燥器

新鲜空气

废气

湿物料

干燥产品

绝干空气流量绝干物料流量干燥产品流量湿物料处理量1.水分蒸发量W

kg/s

以1

s

为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥器作物料衡算一、物料衡算则

单位时间内水分蒸发量2.空气消耗量

L

kg绝干气/s

得

一、物料衡算由

单位时间内消耗的绝干空气量湿空气(新鲜空气)的消耗量为

kg新鲜气/s

湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为

m3新鲜气/s

一、物料衡算设

绝干空气消耗量为

L

湿空气的湿度为

H1

则

单位空气消耗量为

kg绝干气/kg

水一、物料衡算单位水分消耗的绝干空气量3.湿物料处理量及干燥产品流量

kg/s

绝干料衡算湿物料处理量干燥产品流量kg/s

一、物料衡算二、热量衡算干燥器热量衡算示意图

Qp—预热器消耗热量，kWQD—干燥器补充热量，kWQL—热损失速率，kW干燥器

新鲜空气

废气

湿物料

干燥产品

预热器

预热器热量衡算

干燥器热量衡算

整个系统热量衡算

一、热量衡算基本方程由

设一、热量衡算基本方程绝干空气的焓水汽的焓则以0℃为基准故

一、热量衡算基本方程一、热量衡算基本方程物料的焓值

湿物料的平均比热容绝干料的平均比热容水的比热容由整理得

加热空气一、热量衡算基本方程加热物料蒸发水分损失热量

t0=20℃H0=0.009kg/kg绝干气(QD)G1=1100kg/hw1=3%Θ1=20℃

t2=45℃H2=0.022kg/kg干气例题：已知数据如图示t1=90℃(QL=1.2kw)(QP)G2=1100kg/hw2=0.2%Θ2=60℃求：WL0V”QpQQD

η（已知：cm=3.28kJ/(kg绝干料.℃，20℃下水的饱和蒸汽压2.3341kPa）解：1、蒸发量WW＝G(X1-X2)X1=w1/(1-w1)=0.0309kg/kg绝干料

X2＝w2/(1-w2)=0.002kg/kg绝干料

G=G1(1-w1)=1067kg绝干料/hW=30.84kg水分/h2.L0

绝干气消耗量：L=W/(H2-H1)由H－I图查得H0＝0.009kg/kg绝干气L＝30.84/（0.022－0.009）＝2372kg绝干气/hL0＝L(1+H0)=2393kg新鲜空气/h3、V”

V”=LvHvH=(0.772+1.244H0)*(273+t0)/273=0.841m3新鲜湿空气/hV”=2372*0.841=1995m3新鲜湿空气/h4、QPQp=L(I1-I0)由H－I图查得：I0=43kJ/kg绝干气

I1=115kJ/kg绝干气

Qp=2372*(115-43)=170800kJ/h=47.44kW5、QQ=1.01L(t2-t0)+W(2490+1.88t2)+GCm(θ2-θ1)+QL＝78.8kW6、QD

QD=Q-Qp=78.8-47.44=31.36kW7、η

η＝W(2490+1.88t2)/Q*100%=28%1、对不饱和湿空气，干球温度

湿球温度，露点温度

湿球温度。(>,=,<)干燥操作中，干燥介质(不饱和湿空气)经预热器后湿度

，温度

。对于为水蒸汽所饱和的空气，则其干球温度t，湿球温度tw，绝热饱和温度tas露点温度td的关系是t

tw

tas

td。2、对不饱和空气进行加热，使温度由t1升至t2，此时其湿球温度

，相对湿度

，露点

，湿度

。在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越

；不饱和空气中水蒸汽分压越高，其湿度越

。在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15℃，湿含量为0.0073kg水/kg绝干气，焓为35kJ/kg绝干空气；空气进干燥器温度为90℃，焓为109kJ/kg绝干气；空气出干燥器温度为50℃；湿含量为0.023kg水/kg绝干气；进干燥器物料含水量为0.15kg水/kg绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水/kg绝干料；干燥器生产能力为237kg/h（按干燥产品计）。试求：1.绝干空气的消耗量（kg绝干气/h）；2.进预热器前风机的流量（m3/s）；3.预热器加入热量（kW）（预热器热损失可忽略）。附湿空气比容计算公式：V=(0.772+1.244H(t+273)/273×(1.0133×105)/P。解：1.求绝干空气量LGC＝G2(1-W2)=G2/(1+X2)=237/(1+0.01)=234.7kg绝干料/hW＝GC(X1-X2)＝234.7(0.15-0.01)=32.9kg/hL=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096kg绝干气/h2.求风机流量VvH=(0.772+1.244H0)(t0+273)/273=(0.772+1.244×0.0073)288/273=0.824m3湿空气/kg绝