9.4 干燥速率与干燥时间.ppt

(1)结合水与非结合水:结合水:结晶水、毛细管水、溶胀水分、吸附在固体表面的水非结合水:主要区别:非结合水的平衡蒸汽压等于纯水的饱和蒸汽压,结合水的平衡蒸汽压小于纯水的饱和蒸汽压。水分性质结合力平衡蒸汽压非结合水机械力pe=ps结合水化学力,物理化学力pe<(2)(3)平衡水分与自由水分当用不饱和的空气干燥湿物料时刚开始非结合水,pe=ps,水分由固→气结合水,当pe<ps,,pe>pv,水分由固→气最后结合水,pe<ps,pe=pv,水分不能往空气中传递,即水分在气固间达平衡。此时物料中的水分X*称为对应空气状态的平衡水分。而能被除去的水分(Xt-X*)称为自由水分。(kg/kg)(1)干燥曲线(实验测定)干燥速率曲线图干基含水量X(kg/kg)干燥速率(kg/)AB为预热段CDE为降速干燥阶段,CD为第一降速干燥阶段,DE为第二降速干燥阶段。BC为恒速干燥阶段C点为临界点,此时物料的含水量称为临界含水量Xc。X*------平衡水分,kg水/(2)恒速干燥阶段水的汽化速率为:干燥速度为:此阶段空气放出的显热为:水分汽化所需的热量为:干燥速度为:当空气的温度t、湿度H、流速u等不变时,干燥速度为一恒定值。故干燥速度与物料的性质关系不大。HW、(3)降速干燥阶段干燥速度降低的原因:实际汽化表面减小:由于物料表面水分分布不均匀,局部表面成为干区。如CD所示,称为第一降速段。汽化面的内移:当物料表面都成为干区后,水分的汽化面向物料内部迁移。热、质传递途径加长,如图中的DE段所示,称为干燥第二降速段。平衡蒸汽压下降:当物料中的非结合水分已被除尽,结合水分的平衡蒸汽压下降,使传质推动力(pw-pv)减小,干燥速度降低。(4)讨论(a)恒速阶段与降速阶段的比较恒速段降速段去除的水分非结合水非结合水与结合水物料表面温度tM1=tWtM1=tW~t2影响干燥速度的因素空气t、H、u及空气与物料的接触方式有关,与固体物料的性质无关。与固体内部的水分的迁移有关,与外界空气无关。(b)临界含水量Xc物料分散越细,恒速段去除的非结合水越完全,Xc越小;恒速段干燥速度越快,则可能有更多的内部非结合水分来不及去除,Xc越大。(c)、湿度H不变,流速加快,U0加快,Xc变大,平衡含水量X*由于t、H不变而不变;、流速不变,温度t升高,U0加快,Xc变大,平衡含水量X*由于t升高而降低。、u不变,湿度H降低,U0加快,Xc变大,平衡含水量X*由于H降低而降低。(1)恒速阶段干燥时间的计算已知:物料的质量Gc,干燥曲线,求:X1→X2所需的时间=?U0(a)可直接由实际的干燥速度曲线求得(b)应用对流传质系数或对流传热系数求取实际计算时常用对流传热系数的经验公式当空气平行于物料表面流动:条件:G=~/(),气温t=45~150℃,α单位W/()当垂直于物料表面流动时:条件:G=~/(),α单位W/()