試議干燥過程的物料與熱量衡算第九章

干燥

Drying一、濕物料中含水量的表示方法二、干燥系統的物料衡算

三、干燥系統的熱量衡算

四、空氣通過干燥器時的狀態變化

第三節

干燥過程的物料與熱量衡算2025/3/30一、濕物料中含水量的表示方法1、濕基含水量W

2、干基含水量X3、換算關系

2025/3/30二、干燥系統的物料衡算

1、水分蒸發量以s為基準，對水分作物料衡算2025/3/302、空氣消耗量L

每蒸發1kg水分時，消耗的絕干空氣數量l2025/3/303、干燥產品流量G2

對干燥器作絕干物料的衡算2025/3/30三、干燥系統的熱量衡算

1、熱量衡算的基本方程

忽略預熱器的熱損失，以1s為基準，對預熱器列焓衡算2025/3/30單位時間內預熱器消耗的熱量為：對干燥器列焓衡算，以1s為基準單位時間內向干燥器補充的熱量為單位時間內干燥系統消耗的總熱量為——連續干燥系統熱量衡算的基本方程式2025/3/30假設：新鮮干空氣中水汽的焓等于離開干燥器廢氣中水汽的焓濕物料進出干燥器時的比熱取平均值濕空氣進出干燥器時的焓分別為：2025/3/30濕物料進出干燥器的焓分別為2025/3/30可見：向干燥系統輸入的熱量用于：加熱空氣；加熱物料；蒸發水分；熱損失2025/3/302、干燥系統的熱效率

蒸發水分所需的熱量為忽略物料中水分帶入的焓2025/3/30四、空氣通過干燥器時的狀態變化

1、等焓干燥過程(理想干燥過程)

規定：不向干燥器中補充熱量QD=0；忽略干燥器向周圍散失的熱量QL=0；物料進出干燥器的焓相等

2025/3/30將上述條件代入H0t0AIHt1Bt2C2025/3/302、非等焓干燥過程

1）操作線在過B點等焓線下方條件：不向干燥器補充熱量QD=0；不能忽略干燥器向周圍散失的熱量QL≠0；物料進出干燥器時的焓不相等

2025/3/30IHt1Bt2CC1C2C32025/3/302）操作線在過點B的等焓線上方

向干燥器補充的熱量大于損失的熱量和加熱物料消耗的熱量之總和3）操作線為過B點的等溫線

向干燥器補充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進行2025/3/30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。2025/3/30解：因在干燥器內經歷等焓過程，℃℃2025/3/30絕干物料量：絕干空氣量2025/3/30預熱器的傳熱速率℃2025/3/30分析物料的返潮情況當t2=60℃時，干燥器出口空氣中水汽分壓為t=50℃時，飽和蒸汽壓ps=12.34kPa，即此時空氣溫度尚未達到氣體的露點，不會返潮。當t2