化工原理-学时

第5章固体物料的干燥5.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.3.1湿物料的性质5.3.2干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.3.3空气通过干燥器时的状态变化一、绝热干燥过程1.绝热干燥过程的状态变化理想干燥等焓干燥ABC

不向干燥器补充热量

干燥器的热损失可忽略

物料进出干燥器的焓相等ＱD=0

ＱL=0

一、绝热干燥过程2.绝热干燥过程的条件

由一、绝热干燥过程

故

则二、非绝热干燥过程1.非绝热干燥过程的状态变化实际干燥AB等温干燥升焓干燥降焓干燥降焓干燥过程应满足以下条件

不向干燥器补充热量

干燥器的热损失不能忽略

物料进出干燥器的焓不相等ＱD=0

ＱL>

0

2.非绝热干燥过程的条件二、非绝热干燥过程二、非绝热干燥过程

由

故

则升焓干燥过程应满足以下条件

需向干燥器补充热量

干燥器的热损失不能忽略

物料进出干燥器的焓不相等且

ＱL>

0

二、非绝热干燥过程二、非绝热干燥过程

由

故

则

因等温干燥过程应满足以下条件

干燥器的热损失不能忽略

物料进出干燥器的焓不相等

需向干燥器补充热量ＱD足够大，维持t1=

t2且

ＱL>

0

二、非绝热干燥过程第5章固体物料的干燥5.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.3.1湿物料的性质5.3.2干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.3.3空气通过干燥器时的状态变化5.3.4干燥系统的热效率一、干燥系统的热效率干燥系统的热效率定义

蒸发水分所需热量一、干燥系统的热效率由

忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则

故

对于理想干燥器二、提高干燥系统热效率的措施提高干燥系统热效率措施

提高而降低

提高空气入口温度

采用内换热器

干燥系统的保温

采用废气循环工艺二、提高干燥系统热效率的措施带废气循环的干燥系统（1）二、提高干燥系统热效率的措施带废气循环的干燥系统（2）第5章固体物料的干燥5.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.4干燥速率与干燥时间

5.4.1物料中水分的性质一、平衡水分与自由水分湿物料湿空气接触时间～平衡曲线达平衡状态时平衡湿含量～X*X1.平衡曲线平衡含水量X*与空气相对湿度的关系（25℃

）1－新闻纸2－羊毛、毛织物3－硝化纤维4－丝5－皮革6－陶土7－烟叶8－肥皂9－牛皮胶10－木材11－玻璃绒12－棉花在一定的干燥条件下不能被除去的水分平衡水分X*

大于平衡水分的水分自由水分X-X*

物料所含水分＝平衡水分＋自由水分平衡水分

自由水分

按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。2.平衡水分与自由水分一、平衡水分与自由水分结合水分的特点结合力强，不易除去。二、结合水分与非结合水分物料表面吸附及空隙中所含的水分物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分湿物料结合水分非结合水分非结合水分的特点结合力弱，容易除去。物料所含水分＝结合水分＋非结合水分结合水分

非结合水分

按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关。二、结合水分与非结合水分固体物料中所含水分的性质总水分平衡水分自由水分非结合水分结合水分第5章固体物料的干燥5.3干燥过程的物料衡算与热量衡算

5.4干燥速率与干燥时间

5.4.1物料中水分的性质5.4.2恒定干燥条件下干燥时间的计算一、干燥实验和干燥曲线1.恒定干燥实验恒定干燥条件

间歇操作

用大量的空气干燥少量的物料

维持空气的速度及与物料的接触方式不变实验数据时间τ

物料温度θ物料湿含量X洞道干燥实验流程示意图1－洞道干燥室2－离心鼓风机3－孔板流量计4－温度计5－干燥物料6－重量传感器7－加热器8－湿球温度计9－干球温度计10－重量显示仪11－温度显示仪12－湿球温度显

示仪13－电加热控制

仪表一、干燥实验和干燥曲线预热阶段～～恒速干燥阶段（第一干燥阶段）～干燥阶段～～～降速干燥阶段（第二干燥阶段）～～～热量主要用于物料升温热量用于汽化水分热量用于汽化水分和加热物料一、干燥实验和干燥曲线2.干燥曲线

将物料含水量Ｘ（或物料表面温度

）对干燥干燥曲线X～τ

曲线θ

～τ曲线时间τ绘图，所得图形称为干燥曲线。干燥曲线（X～τ关系

）预热阶段恒速干燥阶段降速干燥阶段干燥曲线（θ

～τ关系

）预热阶