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文档简介

第十三章

干燥

Drying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

第四节

干燥速度和干燥时间

2023/12/291一、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

物料与干空气中的水汽分压pw相平衡的水分。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部分水分

2023/12/2922023/12/2932、结合水分和非结合水分结合水分：通过物理化学作用与物料结合起来的水分，其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(<1µm)中的水分。难于除去

非结合水分：机械地附着在物料表面上的水分，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。2023/12/294平衡水分一定是结合水分；自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。

2023/12/295二、干燥曲线和干燥速率曲线

1、干燥曲线

恒定干燥条件下，物料的含水率X与干燥时间θ的关系曲线

2、干燥速率曲线1）干燥速率

单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量

2023/12/296AA’CBDEX00.10.20.30.40.50.70.6246810121416θ/h干燥曲线XCX*2023/12/297

CDE段为干燥第二阶段，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。

AB段为物料的预热阶段，此段所需的时间很短，一般并入BC段内考虑。BC段为恒速干燥阶段；

ABC段表示干燥第一阶段XC非结合水非结合水+结合水结合水2023/12/298X*EDCBAA’恒速阶段降速阶段XCXU0典型的干燥速率曲线(恒定干燥条件)UC2023/12/2992）干燥机理a）恒速干燥阶段干燥速度由物料表面上水的汽化速度所控制b）降速干燥阶段

干燥速度由水分从物料内部向表面移动的速度所控制。c）临界含水量XC

临界含水量随物料本身性质、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。

2023/12/2910三、干燥时间的计算1、恒定干燥条件下干燥时间的计算1）利用干燥速度曲线进行计算(UC已知的情况下)

分离变量积分

2023/12/29112）用对流传热系数或传质系数进行计算(UC未知的情况下)

水分由表面汽化的速率

2023/12/2912汽化所需热量

3）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

2023/12/29132、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XoXcX2Gc

/(AU)2023/12/2914当干燥曲线为直线或近似直

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