干燥时间计算

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1、5-3-2干燥时间的计算依空气状况在干燥器内的变动，分为：恒定干燥操作：大量空气干燥少量物料，间歇操作，空气速度及空气与物料的接触方式不变。变动干燥操作：连续操作的设备中,空气沿其流向、温度等参数不断地降低,湿度逐渐增加。一、恒定干燥条件下，干燥时间τ的计算1.干燥实验与干燥曲线恒定干燥条件下的间歇干燥实验:W’—湿料重G’—一批干料重X=W’/G’-1干燥速率曲线干燥速率—单位时间，单位干燥面积上气化的水分量。(5-46)典型的干燥速率曲线(a)(b)某些多孔物料中水分靠“毛细管”作用恒速干燥和降速干燥的工作机理1).恒速干燥:

2、物料在该段干燥时，表面始终保持着润湿。在恒定的干燥条件下干燥时，物料表面的温度θ=tW(定)，则Hs,tw定。它类似于测湿球温度。对照tw：(5-9)Q=αS(t-tw)(5-10)    N=kHS(Hs,tw-H)此段内，空气传给物料的显热Q等于水分气化所需要的潜热Q'。稳定时：dQ=rtWdW'→dW'=dQ/rtW(5-49)U=kH(HS,tW-H)S=α/rtW(t-tW)   (5-50)2).降速干燥阶段(内部迁移控制阶段)当在整个干燥表面积范围内物表的pe刚刚

3、e)↑→U↓。降速干燥的U取决于物料本身的结构、形状及尺寸；与干燥介质的状况关系不大。造成Ne

4、积物料具有的热、质传递表面积愈小→N及Q↓→Xc↑。∴应尽量减薄物料厚度或采用流态化技术使传递表面积↑→Xc↓。·③物料本身的性质无孔吸水性物料的Xc值＞有孔物料的。二.恒定干燥条件下干燥时间的计算⑴恒速干燥阶段τ1查X-τ图上Xc对应的τ值；计算由(5-46)∵恒速干燥∴U=Uc    (5-46a)Uc①从干燥速率曲线上读取②用(5-50a)计算,即:式中α的计算：①空气平行流过静止料层表面(5-52)应用条件：L'=2450~29300kg/(m2·h),空气t均=45~150℃ ②空气垂直流过静止料层表面α=1.17(L'

5、)0.87(5-53) 应用条件:L'=3900~19500kg/(m2·h) ③气体与运动颗粒间： 由α计算得到的τ、Uc都是近似值。但是，却提供了影响因素。如：u↑(L'↑)t↑H↓[tw↓→(t-tw)↑]→Uc↑→ Xc↑┃┣━表面干化┃┗━变形  ⑵降速干燥阶段τ2查X-τ图上X2对应的τ值；计算·∵降速阶段U≠常数·∴·    ①U～X呈线性关系见图中△X*CXc。任一瞬间U~X：U=kX(X-X*)(5-57a)当缺乏X*数据时,可假设X*=0:(5-57b)②U~X呈非线性关系例:某物料恒定干燥条件下测得干燥速率曲

6、线如图,若将其由Xc=0.19[kg/kg干料]干燥至X2=0.04[kg/kg干料]，已知G'/S=21.5kg/m2，求干燥时间解：用积分图解法据：XU1/U0.191.50.6670.151.210.8260.10.91.110.0650.711.410.050.372.70.040.273.7作图：变动干燥条件下干燥时间的计算:如图所示：在变动的干燥条件（空气状态沿等焓变化）下操作时，根据物表温度的情况，也将干燥分为两个阶段：第一阶段，物料表面保持空气的ｔｗ；第二阶段，物料温度不断上升。问题：①第一干燥阶段不是“恒速”的原

7、因？②为什么绝热干燥时有：第一阶段，物料表面保持空气的ｔｗ？1.第一干燥阶段干燥时间的计算对于连续操作过程，物料量用G[kg绝干料/s]表示。(5-58)将(5-50):U=kH(Hs,tw-H)代入上式得:一般，只能用积分图解法求上式中的积分项。·若第一干燥阶段是绝热过程:当第一干燥阶段是绝热过程，则该段内θ=tW=常数，HS,tw=常数；又空气流速恒定时，kH=常数。用H替换X,则上式可以积分，对变动干燥过程列水分的微分衡算式：GdX=LdH          (5-59)代入式中,成：2.第二干燥阶段干燥时间的计算一般情况下

8、，只能用积分图解法求上式中的积分项。若第二干燥阶段的U～Ｘ呈线性关系，则上式中的U可表示为：（5-63）其中，X=X2+L/G(H-H1)