化工原理第九章第三節(jié)講稿

1、2024/3/30,第九章 干燥 Drying,一、濕物料中含水量的表示 方法二、干燥系統(tǒng)的物料衡算 三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算 四、空氣通過干燥器時的狀 態(tài)變化,第三節(jié) 干燥過程的物料與熱量衡算,,,,2024/3/30,一、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X,3、換算關(guān)系,2024/3/30,二、干燥系統(tǒng)的物料衡算,1、水分蒸發(fā)量,以s為基準(zhǔn)，對水分作物料衡算,

2、2024/3/30,2、空氣消耗量L,每蒸發(fā)1kg水分時，消耗的絕干空氣數(shù)量l,2024/3/30,3、干燥產(chǎn)品流量G2,對干燥器作絕干物料的衡算,2024/3/30,三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算,1、熱量衡算的基本方程,忽略預(yù)熱器的熱損失，以1s為基準(zhǔn)，對預(yù)熱器列焓衡算,2024/3/30,單位時間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量為：,對干燥器列焓衡算，以1s為基準(zhǔn),單位時間內(nèi)向干燥器補(bǔ)充的熱量為,單位時間內(nèi)干燥系統(tǒng)消耗的總熱量為,——連續(xù)干燥系統(tǒng)熱量衡

3、算的基本方程式,2024/3/30,假設(shè)：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(jìn)出干燥器時的比熱取平均值,濕空氣進(jìn)出干燥器時的焓分別為：,2024/3/30,濕物料進(jìn)出干燥器的焓分別為,2024/3/30,可見：向干燥系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣；加熱物料；蒸發(fā)水分；熱損失,2024/3/30,2、干燥系統(tǒng)的熱效率,蒸發(fā)水分所需的熱量為,忽略物料中水分帶入的焓,2024/3/30,四、空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化,1

4、、等焓干燥過程(理想干燥過程 ),規(guī)定： 不向干燥器中補(bǔ)充熱量QD=0； 忽略干燥器向周圍散失的熱量QL=0； 物料進(jìn)出干燥器的焓相等,2024/3/30,將上述條件代入,2024/3/30,2、非等焓干燥過程,1）操作線在過B點(diǎn)等焓線下方條件：不向干燥器補(bǔ)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(jìn)出干燥器時的焓不相等,2024/3/30,2024/3/30,2）操作線在過點(diǎn)B的等焓線上方,向干燥器補(bǔ)

5、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(diǎn)的等溫線,向干燥器補(bǔ)充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進(jìn)行,2024/3/30,例：某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)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(chǎn)品的濕基含水量為0.5%?？諝鉅顩r為：初始溫度為25℃，濕度為0.005kg/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)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(jì)算需要的

6、空氣消耗量及預(yù)熱器的傳熱速率。 又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)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(shè)干燥器為理想干燥器。,2024/3/30,解：因在干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程，,℃,℃,2024/3/30,絕干物料量 ：,絕干空氣量,2024/3/30,預(yù)熱器的傳熱速率,℃,2024/3/30,分析物料的返潮情況,當(dāng)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