干燥资料只是分享.ppt
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1、干燥资料一一、干燥的、干燥的方式方式按给湿物料提供热能的方式分:传导干燥传导干燥(间接加热干燥):将热能以传导的方式通过金属壁面传给湿物料。特点:热能利用率高。对流干燥对流干燥(直接加热干燥):将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。特点:热能利用率比传导干燥低。辐射干燥辐射干燥:热能以电磁波的形式由辐射器发射,射至湿物料表面被其吸收再转变为热能。介电加热干燥介电加热干燥:将需要干燥的物料置于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥。干燥是利用热能除去固体物料中湿分的单元操作。二二、对流干燥过程、对流干燥过程1、对流干燥的流程空气预热器干燥器废气湿物料干燥产品2、对流干燥的特点对流干燥是气、
2、固两相间进对流干燥是气、固两相间进行的行的热、质同时反向传递热、质同时反向传递的的过程过程必要条件必要条件:是物料表面所产生的是蒸汽(或其它蒸汽)压力要大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。湿物料ttwpspwqw传热推动力t=t-tw传质推动力p=ps-pw一、一、湿空气的性质湿空气的性质湿空气:干空气和水蒸汽的混合物,这种混合物称湿空气。1、湿空气中水气分压pW:P=pg+pW2、湿度H(湿含量)定义:湿空气中单位质量绝干空气所带有的水蒸汽的质量,或 湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比值。即:理想气体:摩尔数之比=压力之比,则:P一定:第二节第二节 湿空气的性质和湿湿空气的性质和
3、湿焓焓图图若湿空气中的水蒸汽分压等于该温度下水的饱和蒸汽压,即表示空气呈饱和状态,则湿空气的相应湿度称为湿空气的饱和湿度,即:P一定:3、相对湿度定义:在一定的总压下,湿空气中水蒸汽分压pw与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数,称为相对湿度百分数,简称相对湿度。T一定 越小,空气距饱和程度越远,吸水能力越强。则4、湿容积、湿容积vH(湿空气的比容湿空气的比容)定义:单位质量的绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽所共同占有的体积称为湿空气的湿容积,又称湿空气的比容,即在常压下,vH的计算公式为:H,t,湿容积增大。5、湿热湿热cH 定义:将1kg绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽的温度升高1所需的总热
4、量,称为湿热,又称湿空气的比热。即6、焓、焓H定义:1kg绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽所具有的焓,称湿空气的焓H即7、湿球温度湿球温度 tW 湿球温度计:用保持湿润的纱布将温度计的感温部分包起来,这种温度计称湿球温度计。湿球温度 tW:将湿球温度计置于一定的温度和湿度的湿空气中,达到稳定时所显示的温度为湿空气的湿球温度 tW。湿球原理:测量刚开始时,设纱布中水分的温度与空气的温度相同。HHS传质 tWtwtWtd饱和湿空气 t=tW=td二二、湿空气的湿度图及其应用、湿空气的湿度图及其应用I1 1、湿度图的构造湿度图的构造 等等t t线线 等等H H线线 等相对湿度线等相对湿度线 等焓线等焓
5、线 水蒸汽分压线水蒸汽分压线2 2、湿度图的应用、湿度图的应用 利用湿度图查物性利用湿度图查物性 湿空气状态点的确定湿空气状态点的确定一、一、湿物料含水量的表示方法湿物料含水量的表示方法 1 1、湿基含水量、湿基含水量2 2、干基含水量、干基含水量第三节第三节 湿物料中水分的性质湿物料中水分的性质1、物料的X平衡关系 如将某一物料与一定温度及湿度地空气相接触,物料将被除去或吸收水分,直到物料表面所产生的水蒸汽压力与空气中的水蒸汽压力相等为止,而使物料的含水量达于一定数值,此数值称为该状态下此物料的平衡含水量平衡含水量。X X二二、水分在汽固两相间的平衡关系、水分在汽固两相间的平衡关系 平衡水分
6、因物料种类的不同有很大的差别;同一种物料的平衡水分也因空气状态的不同而异。2 2、物料中的水分分类:、物料中的水分分类:根据物料中所含水分在一定的条件下能否用对流干燥的方法将除去来划分为平衡水分和自由水分。平衡水分平衡水分是在一定的空气状态下物料可以被干燥的最大限度。物料中超过平衡水分的那一部分的水分就是自由水分自由水分。根据物料与水分结合力的状况,可将物料中所含水分分为:结合水和非结合水分:结合水结合水是靠化学力或物理化学力与物料相结合的水分。存在于物料细胞壁内的水分、小毛细管中的水分以及胶体结构物料中的水分等。这些水分与物料结合力强,因此结合水分的特点是其蒸汽压低于同温度下纯水的蒸汽压,所
7、以结合水是较难除去的水分。非结合水非结合水是指存在于物料表面上的润湿水以及颗粒堆积层中的大空隙中的水分等。这些水与物料结合力弱,其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同,因此非结合水的气化与纯水的气化相同,在干燥过程中易被除去。结合水与非结合水分都很难用实验方法直接测定,但可根据它们的特点,而利用平衡关系外推得到。在一定温度下,物料中的结合水与非结合水的划分,只取决于物料本身的特性,而与其接触的空气无关。1001005050X X自由水分结合水分非结合水总水分平衡水分1、水分蒸发量、水分蒸发量W L绝干空气的消耗量,绝干空气绝干空气的消耗量,绝干空气/h G湿物料的流量,湿物料湿物料的流量,湿物
8、料/h X湿物料的干基含水量,水分湿物料的干基含水量,水分/绝干料绝干料 H空气湿度,水分空气湿度,水分/干空气干空气 下标下标“1”和和“2”分别表示进、出干燥器时的参数;分别表示进、出干燥器时的参数;第四节第四节 干燥器的干燥器的物料衡算物料衡算和热量衡算和热量衡算一一、物料衡算物料衡算干燥器物流示意图干燥器物流示意图 进出干燥器的绝干物料量进出干燥器的绝干物料量Gc相等:即:相等:即:Gc=G1(1-w1)=G2(1-w2)整理得:整理得:G2=G1(1-w1)/(1-w2);则水分汽化量为:则水分汽化量为:若以干基含水量表示,则 除以除以w,得单位空气消耗量:,得单位空气消耗量:l=L
9、/w=1/(H1-H2)l单位空气消耗量单位空气消耗量,空气空气/水分;水分;2、空气消耗量的计算、空气消耗量的计算 作干燥器水分的物料衡算:作干燥器水分的物料衡算:L H1+Gc X1=L H2+Gc X2 或或 w=L(H1-H2)=Gc(X1-X2)w蒸发水量,蒸发水量,/S则则空气消耗量空气消耗量为:为:上图为连续干燥的过程示意图,图中:QP预热器消耗的热量,KW;QD干燥器补充的热量,KW QL干燥器的热损失速率,KW;物料温度;I、I 空气焓与物料焓,KJ/(干气)或KJ/(干料)二、二、干燥系统的热量衡算干燥系统的热量衡算H0,t0,I0H1,t1,I1H2,t2,I2t1,w1
10、,I1t2,w2,I2G21、预热器的热量衡算:、预热器的热量衡算:以单位时间为基准,对预热器作热量衡算:L I0+Qp=L I1 单位时间预热器消耗的热量为:Qp=L(I1I0)2、干燥全系统的热量衡算、干燥全系统的热量衡算 对对整个整个干燥干燥系统系统作热量衡算:作热量衡算:L I0Gc I1+QD+Qp=L I2+Gc I2+QL 单位时间补充的单位时间补充的总总热量为:热量为:Q=QD+Qp=L(I2I0)+Gc(I2-I1)+QL 式中:式中:I 湿物料的焓;湿物料的焓;I=Cm Cm湿物料的比热,湿物料的比热,Cm=CS+XCW,KJ/(干料)(干料)第五节第五节 干燥干燥器的器的
11、操作操作一、干燥操作条件的确定一、干燥操作条件的确定 干燥器操作条件的确定,通常需由实验测定或可按下述一般选择原则考虑。1.干燥介质的选择 2.流动方式的选择 3.干燥介质进入干燥器时的温度 4.干燥介质离开干燥器时的相对湿度和温度 5.物料离开干燥器时的温度 1.干燥介质的选择 干燥介质的选择,决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。基本的热源有饱和水蒸气、液态或气态的燃料和电能。在对流干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。当干燥操作温度不太高、且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时,可采用热空气作为干燥介质。对某些易氧化的物料,或从物料中蒸发出易爆的气体时,则宜采用惰性气体作为干燥介质
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