化工原理第十三章 干燥

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1、2021/10/7第十三章干燥Drying13.1概述13.2湿空气的性质与湿度图13.3干燥器的物料衡算与热量衡算13.4干燥速率与干燥时间13.5干燥器2021/10/7第十三章干燥Drying13.1.1去湿及其方法13.1.2干燥过程的分类13.1.3对流干燥的传热传质过程第一节概述2021/10/713.1.1去湿及其方法1、何为去湿？从物料中脱除湿分的过程称为去湿。湿分：不一定是水分！2、去湿方法机械去湿法：挤压（拧衣服、过滤）—含液体较多物理法：浓硫酸吸收,分子筛吸附,膜法脱湿化学法：利用化学反

2、应脱除湿分（CaO）加热去湿法：干燥（向物料供热以汽化其中的湿分的单元操作。）2021/10/7常压干燥真空干燥连续式间歇式传导干燥（间接加热干燥）对流干燥（直接加热干燥）辐射干燥介电加热干燥按操作压力分按操作方式分按供热方式分13.1.2干燥过程的分类2021/10/71、传导干燥热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥优点：热能利用较多缺点：与传热壁面接触的物料易局部过热而变质，受热不均匀。2、辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物2021/10/7料

3、吸收转化为热能，而将水分加热汽化。优点：生产能力强，干燥产物均匀缺点：能耗大3、介电加热干燥将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。缺点：费用大。2021/10/74、对流干燥热能以对流给热的方式由热干燥介质（通常热空气）传给湿物料，使物料中的水分汽化。物料内部的水分以气态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。缺点：热利用率低。2

4、021/10/713.1.3对流干燥的传热传质过程对流干燥中，传热和传质同时发生1、传热过程干燥介质Q湿物料表面Q湿物料内部2、传质过程湿物料内部湿分湿物料表面湿分干燥介质2021/10/7物料QNTtwpwp干燥介质：载热体、载湿体干燥过程：物料的去湿过程介质的降温增湿过程干燥速率：由传热速率和传质速率共同控制2021/10/7本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，除去的湿分是水分。对流干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方向不同，是热、质反向传递过程：传热传质方向推动力气固固气温度差水汽分压差2021/10

5、/7干燥过程进行的必要条件：物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压；两者差别越大，干燥进行的越快。干燥介质要将汽化的水分及时带走。以维持一定的扩散推动力。若干燥介质为水汽所饱和，则推动力为零，这时干燥操作即停止进行。2021/10/7第十三章干燥Drying13.2.1湿空气的性质13.2.2湿度图及其应用第二节湿空气的性质和湿度图2021/10/713.2.1湿空气的性质1、湿含量H（humidity）单位质量干空气中所含水汽的质量，又称湿含量。对于水蒸气~空气系统：单位：kg水汽·kg-1干空气2021/1

6、0/7一定温度条件下，当湿空气中水汽分压pw等于空气饱和蒸汽压ps时，其湿度称为饱和湿度，用Hs表示。2021/10/72、相对湿度（relativehumidity）在总压P一定的条件下，湿空气中水蒸气分压pw与同温度下的饱和蒸汽压ps之比。相对湿度代表湿空气的不饱和程度，愈低，表明该空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。=1，湿空气达到饱和，不能作为干燥介质。2021/10/7将代入在总压一定时2021/10/74、湿比热容常压下，将湿空气1Kg绝干空气及相应水汽的温度升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量，称

7、为湿比热容。在湿空气中，1kg绝干空气体积和相应水汽体积之和，又称湿容积。3、湿比容2021/10/75、湿空气的焓湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和。2021/10/76、干球温度t和湿球温度1）干球温度用普通温度计测得的湿空气的真实温度2）湿球温度湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达到平衡或稳定时所显示的温度。2021/10/7t大量的湿空气t,Htw水2021/10/7t大量的湿空气t,H水表面水的分压高N,kH水向空气主体传递Q,蒸发时需要吸热tw自身降温2021/10/7对于空气

8、~水蒸气系统而言当时，在一定的总压下，已知t、tW能否确定H?由以上分析可知2021/10/77、绝热饱和温度水分向空气中汽化空气降温增湿饱和绝热焓不变2021/10/7一般情况下，绝热增湿过程可看视为等焓过程，即空气释放的显热与水分汽化带回的潜热相等：Has、ras是tas的函数，cH是H的函数2021/10/7是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷