化工原理清华第四章干燥

第六节干燥过程的设计计算1.流程设计2.参数计算3.操作条件的确定1.流程设计加热器(Heater)和干燥器(Dryer)加热器:提高温度,降低相对湿度,提高载热和载湿能力.连续操作干燥器:间歇操作连续操作并流,逆流,错流的干燥操作HeaterdryerLToHoLT1H1LT2H2heaterdryerGcX2GcX1请与各干燥设备相对应。适用场合(?)物料的耐温性能较差时?物料干得太快出现龟裂时?要求物料出口含水量较小时?希望干燥速度快,又不怕高温时?废气循环?2.参数计算t(干燥时间)……动力学L(所用空气量)……物料衡算Q(所需热量)……热量衡算2.1空气用量物料衡算2.2热量计算LToIoHoLT1I1H1LT2I2H2GcX2T2’GcX1T1’QPQDQL预热器Qp=L(I1-Io)干燥器QD+LI1+GcI1’=QL+LI2+GcI2’2.2热量计算LToIoHoLT1I1H1LT2I2H2GcX2T2’GcX1T1’QPQDQLQD+LI1+GcI1’=QL+LI2+GcI2’其中,物料的焓的基准为0°C绝干物料.I1’=GcCsT1’+GcX1CwT1’I2’=GcCsT2’+GcX1CwT2’湿焓图IH0101H0(H1)H2I1I2IoToT1QD+LI1+GcI1’=QL+LI2+GcI2’I1’=GcCsT1’+GcX1CwT1’I2’=GcCsT2’+GcX1CwT2’热效率(1)加入的热量:QP+QD热量消耗的地方:空气得到了加热(包括其中原始所含水气)物料得到了加热(包括其中残存的水分)热损失水分从物料转移到空气所消耗的热量(Q1)热效率的定义:=Q1/(QP+QD)热效率(2):Q1的计算蒸发转移的水量W=L(H2-H0)这些水分进入干燥器时的焓WCwaterT1’这些水分离开干燥器时的焓W(ro+CvaporT2)Q1=L(H2-H1)(ro+CvaporT2-CwaterT1’)热效率(3):定义合理吗?越高越好吗?空气得到了加热(包括其中原始所含水气):被认为是热量的浪费!?而只有当T2=T0时才没有浪费(任何时候都能到T0吗?).此时虽然所需的L稍有下降(?)

但是出口空气的相对湿度将会很大(?).这将导致设备费用增加(?慢,长度)影响产品质量吗?湿焓图IH0101H0(H1)H2I1I2IoToT12.3干燥时间根据干燥实验确定.理论计算:可以通过传热方程估算UcNr=Q=(T-Tw)恒定干燥条件的假设不能估计降速阶段的速度(或者说太难了)气相中热质同时传递固体中热质同时传递蒸发面积连续发生变化不能估算临界含水量3.干燥条件的确定给定的条件Gc,X1,T1’X2,T2’To,H1(当时当地,废气循环)需要确定的参数L(H2),T1,T2任意给定两个,其余两个随之确定eg1T1,T2>>H2>>Leg2L,T1>>H2>>T2参数计算与设备之间的关系t(干燥时间)……长度(连续干燥时)L(所用空气量)……直径Q(所需热量)……换热器的面积作业1.12-10(试作等焓干燥时的操作线,操作线该如何定义?)(0.116kW改为116kW)(将空气的状态变化在I-H图上示意画出)2.12-14