第三章 干燥过程..pdf

本章要点:
干燥是指利用热能将固体物料中的水分蒸发并
排出的过程。在工业生产过程中,干燥十分重要。
掌握干燥过程和基本原理是本章学习的目的,
同时了解干燥设备及其工作原理也十分必要。
主要内容
„ 第一节湿空气
„ 第二节干燥器的物料平衡与热量平衡
„ 第三节干燥过程
„ 第四节干燥设备
第一节湿空气
一、湿空气的主要参数
1. 绝对湿度ρw,饱和绝对湿度ρS
2. 相对湿度Φ
Φ= ρw /ρS ×100%= p w / p s ×100%
3. 湿含量ma
ma=(=18/29)·p w / p s
= w /(p – p W)=/(p-Φp S);
4. 热含量 I
湿含量为X的湿空气的热含量为:
I= Ia + XIw = t + (2490 + )X
、湿球温度及露点
若湿空气已饱和,则干球、湿度和露点三者相等。
例1 干湿球温度计的干球为22℃,湿球温度16℃,试
计算空气的相对湿度
解:设干球温度为td, 湿球温度为tw,空气中水蒸气浓度
为C∞,湿球表面上的水蒸气浓度为Cw。根据湿球温度计
的热平衡,湿球从空气中所得热量等于水蒸气所消耗的热
量:α(td -tw) = g·γ
对湿球的传质过程,表示为g= αD(CW -C∞);其中αD
为对流传质系数,m/s
(αD/α)(td -tw)=(CW -C∞)γ
2/3
根据公式:α/αD= CPρLe ; CP--空气的定压比热,ρ
-空气密度。
Le = Sc/Pr; Sc = ν/D
空气在平均温度(22+16)/2= 19℃时,密度ρ=
3
;比热CP= kJ/(kg·℃), Pr = ;
ν=×10-6 m2/s。
3/2 3/2 -6 2
D = D0(T/T0) = ×(292/273) =×10 m /s
Sc = ×10-6/(×10-6)=
Le = =
湿球表面上的空气可认为是饱和的,其饱和蒸气从附
录8中查得PW=1817Pa
3
则:CW =MAPW/RT= kg/m
16℃时水的汽化热γ= 2463kJ/kg; 代入上式得:
2/3
×× ×(22-16)/2463 = -C∞
3
C∞= kg/m , 根据理想气体状态方程,可求出
水蒸气在空气中的分压为:
P∞= RTC∞/M = 8314×295× = ,
由附录8查得22℃水蒸气的饱和蒸气压为
PW’= 2644 Pa
故相对湿度Φ= ×100%= %
二、湿空气的I-X图
I-X图表示在既定的大气压下的湿空气主要参
数:热含量I、湿含量X、温度t、相对湿度Φ和水蒸气分
压Pw之间的图解关系。见附图。
第二节干燥器的物料平衡与热量平衡
利用热空气对物料进行干燥的流程如所示,空气进入
加热器被加热后进入干燥器,在干燥器内把热量传给物料
用于蒸发物料中的水分,然后排出干燥器。