物料衡算和热量衡算.doc

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1、8.3 干燥过程的物料衡和算热量衡算• 对流干燥过程通常在干燥过程的计算中，首先需要确定从事物料中移除的水分量相应需消耗的空气量和热量，据选择或设计适宜型号的风机或换热器，其次再进行干燥器和其他辅助设备的设计和选择，干燥过程的物料衡算和热量衡算是上述计算的基础。8.3.1湿物料中含水量的表示方法X与W关系：  • • • •  8.3.2物料衡算范围（对象）：连续干燥器基准：单位时间s（或h）对象水分：• • •          •          • 8.3.3热量衡算• • 范围基准：单位时间s热量衡算：对象干燥全系统：• • • • • 或• 预热器：   •   （忽略预热器热损失

2、）湿物料的焓I’：1㎏绝干料与其所带X㎏水具有的焓。• •• • •  • 则温度为θ湿含量为X的湿物料的焓I’为• • • • • •   • • •   • • •  为了简化计算，现假设：1．新鲜气中水蒸气的焓等于出干燥器时废气中的水蒸气的焓，即• • • • • • ，2．进出干燥器的湿物料比热相等，即  • • •  ，即   • • ∵ • • • ，，代入上式并整理得：   • • • 或 • • • 若• ••   （不补充热量于干燥器中）则 • • • 由此可见，干燥系统中加入的热量为四部分：①加热空气②蒸发水分③加热物料④热损失。通过热量衡算，可确定干燥操作的耗热量以及各次

3、热量的分配，热量衡算上计算预热器的传热面积，加热介质消耗量，干燥器尺寸及干燥热效率的基础。8.3.4空气通过干燥器时的状态变化应用上面的物料及热量衡算前要确定空气离开干燥器时的状态。这涉及空气通过干燥器时状态的变化过程。空气经过预热器被加热，H不变，温度升高，焓↑空气经过干燥器时，由于空气与物料间进行热和质的交换，而且还有其它外加热量的影响，应而确定出干燥器时的空气状态是比较困难的和复杂的。一．现讨论等焓干燥过程（绝热干燥过程）• 前提：• • ①• • • • ②• • • • ③• • 故 • • ，• 在H—I图描绘为 对于等焓干燥过程，离开干燥的空气状态的确定只需一个参数，一般。在实际

4、干燥过程中，等焓干燥过程是难于完全实现的，故又称为理想干燥过程。（理想干燥器）但在干燥器绝热良好，又不向干燥器中补充热量，且物料进出干燥器时的湿度十分接近时，可近似按等焓干燥过程处理。（由干燥器热量衡算式得知）二．非等焓干燥过程（非绝热干燥过程）非等焓（绝热）干燥过程可分为以下几种情况（定性讨论）① • •   • • 则 所以干燥过程的操作线BC，应在BC线（等焓线）下方②• •  ，则• • • ，在BC线上方③  • 若足够大，使（等温下进行）则• • 沿等温线变化 8.3.5干燥器的热效率干燥器的热效率η定义为：即     若蒸发水分量为W，空气出干燥器时温度为，物料进干燥器时的温度为

5、，则蒸发水分所需的热量为：干燥操作的热效率表示干燥器的性能，热效率越高表示热利用程度越好。如果离开干燥器的空气温度降低而湿度增高，则可节省空气消耗量并提高热效率。但是空气的湿度增加，使物料和空气间的传质推动力减小。在干燥操作中，往往将废气（出口空气）中热量回收，以降低能耗。生产中利用废气预热冷空气或冷物料等。此外应注意干燥设备和管路的保温隔热，以减少干燥系统的热损失。