DryTheory&Equipment干燥原理及設備第2章干燥過程的物料

與熱量衡算華中農業大學工學院1.主要內容2.1相關概念2.2干燥系統的物料衡算2.3干燥系統的熱量衡算2.4干燥過程的圖解2.1）濕基含水量ω

是以濕物料為計算基準的水分的質量分數，即2.1相關概念即md、mw分別表示濕物料中濕分質量和絕干物料質量。3.2）干基含水量x是以濕物料中絕干物料為計算基準的水分的質量比，即

干基含水量合和濕基含水量之間的換算關系為4.3）焓

內能：工質所具有的、與其組成原子和分子的運動狀態有關的能量，存儲于物質內部，記為u。

流動功：在穩定流動系統中，工質克服阻力強制流入和流出系統時所傳輸的能量，記為pv。

焓：單位質量內能和流動功之和，記為h:

h=u+pv單位：J/kg

注：焓的絕對值未知；計算相對值時取液態水的三相點為零焓。5.4）相對濕度濕空氣的實際蒸汽壓與相同溫度下的飽和蒸汽壓之比。

φ＝1

飽和濕空氣0<φ<1

未飽和濕空氣

φ＝0

干空氣相對濕度表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度,反映所含水蒸氣的飽和程度。越干燥，吸水能力強越濕潤，吸水能力低6.5）含濕量

在含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸氣的質量。含濕量kg水蒸氣/kg干空氣7.8.干燥過程干燥室預熱器空氣預熱的作用？2.2干燥系統的物料衡算9.求解：干燥介質用量，蒸發的水分量等預熱器L,t0,d0L,t1,d1干燥室L,t2,d2濕物料G1,ω1,(x1)產品G2,ω2,(x2)新鮮空氣廢氣L：絕干空氣質量流量，[kg干氣/hr]；G1、G2：物料進出干燥器總量，[kg物料/hr]。x1，x2：干燥前后濕物料的干基含水量；

d1，d2：干燥前后濕空氣的濕度。10.2）空氣消耗量L

1）水分蒸發量W

W＝濕物料中水分減少量＝濕空氣中水分增加量絕對干物料質量：11.3）干燥產品流量G2

對干燥器作絕干物料的衡算：

每蒸發1kg水分時，消耗的絕干空氣量l

由于夏天的濕度比冬天大，故對同一干燥過程，夏天的空氣消耗量l

為大。鼓風機等裝置要以全年最熱月份的空氣消耗量來決定濕空氣的體積流量。求新鮮空氣的量：體積流量LVH質量流量L(1+d0)12.1、熱量衡算的基本方程

QP：預熱器內加入熱量，[kJ/h]；QD：干燥室內加入熱量，[kJ/h]。外加總熱量Q＝QP＋QD2.3干燥系統的熱量衡算13.汽化1kg水所需熱量：(1)預熱器的加熱量qP若忽略熱損失，則(2)干燥室的熱量衡算輸入量1）濕物料帶入熱量（焓值）14.cM：干燥后物料比熱，[kJ/kg濕料℃]；c1：水的比熱，[kJ/kg水℃]。2）空氣帶入的焓值[kJ/kg水]3）干燥設備中補充加入的熱量[kJ/kg水]15.輸出量1）干物料G2帶出焓值：2）廢氣帶出焓值：3）熱損失：Σ輸入熱量＝Σ輸出熱量16.所需外加總熱量q：加熱空氣；蒸發水分；加熱物料；熱損失

17.2.4干燥過程的圖解在干燥操作中，空氣通過預熱器時，狀態變化過程為溫度升高而濕度不變。若預熱后的空氣溫度t1為已知，則空氣的狀態也就確定了。而空氣通過干燥器時，由于空氣和物料間進行熱和質的交換，而且還受外加熱量的影響以及熱損失等，所以其狀態變化過程是比較復雜的。通常，根據干燥過程中空氣焓的變化情況，將干燥過程分為等焓與非等焓干燥過程。

18.等焓干燥過程（絕熱干燥過程或理想干燥過程）——空氣在進、出干燥室的焓值不變。規定：不向干燥室中補充熱量QD=0；忽略干燥室向周圍散失的熱量QL=0；實際干燥過程——在非絕熱情況下進行的干燥過程。19.1、過程分析：令則有：20.：外界補充的熱量及濕物料中被汽化水分帶入的熱量；補充熱：熱損失及濕物料在干燥室獲得的熱量。損失熱21.等焓過程又可分為兩種情況：空氣放出的顯熱完全用于蒸發水分所需的潛熱，而水蒸汽又把這部分潛熱帶回到空氣中，所以空氣焓值不變。濕物料中水分帶入的熱量及干燥器補充的熱量正好與熱損失及物料升溫所需的熱量相抵消，此時，空氣的焓值也保持不變。1）等焓過程：Hdt2Ct1Bd0t0A22.b.補充熱量大于損失的熱量a.補充熱量小于損失的熱量即即2）實際干燥過程：操作線過點B的等焓線

操作線為過B點的等溫線

Hdt1Bt2CC1C2C3補充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進行上方下方23.2、空氣出口狀態的確定方法——確定H2、I2(d2、H2)a、計算法b、圖解法

1

0

2ABCH1t2t0t1H0d0d1d224.蒸發水分所需的熱量為

汽化水分的潛熱、廢氣溫度高于進氣的顯熱、物料升溫的顯熱、熱損失：3、干燥系統的熱效率25.影響熱效率的因素：1）因此，t2不能過低，一般規定t2比進入干燥器時空氣的濕球溫度tw高20~50℃。2）3）回收廢氣中熱量4）加強管道保溫，減少熱損失26.例：某種濕物料在常壓氣流干燥器中進行干燥，濕物料的流量為1kg/s，初始濕基含水量為3.5%，干燥產品的濕基含水量為0.5%。空氣狀況為：初始溫度為25℃，濕度為0.005kg/kg干空氣，經預熱后進干燥器的溫度為140℃，若離開干燥器的溫度選定為60℃和40℃，試分別計算需要的空氣消耗量及預熱器的傳熱速率。又若空氣在干燥器的后續設備中溫度下降了10℃，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設干燥器為理想干燥器。

27.解：因在干燥器內經歷等焓過程，℃℃

28.絕干物料量：絕干空氣量：29.預熱器的傳熱速率℃

30.分析物料的返潮情況