固体物料的干燥课件.ppt
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1、11.1 干燥过程概述,11.1.1 干燥的原理与应用,第十一章 固体物料的干燥,谢谢观赏,一、干燥过程的原理,气、固相中所含湿分的不同,分离物系,固体中的湿分,形成两相体系的方法,引入一气相(干燥介质),传质原理,(固相气相),谢谢观赏,固体物料干燥过程,湿物料,热空气,气膜,气相主体,Q 推动力 t-tw,N 推动力 pw-p,谢谢观赏,二、干燥过程的应用,应用示例,湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品,湿尿素干燥成尿素产品,含水量 3%,含水量 0.5%,干燥,含水量 2%,含水量 0.3%,干燥,谢谢观赏,三、干燥过程与其他除湿方法的比较,工程中的常用除湿方法,机械除湿,物理除湿,利用热能除湿
2、,干燥除湿的特点,除湿彻底,能耗高,为节能工业上多采用联合除湿,机械除湿,干燥除湿,沉降,过滤,离心,吸附,干燥,谢谢观赏,11.1 干燥过程概述,11.1.1 干燥的原理与应用,第十一章 固体物料的干燥,11.1.2 干燥过程的分类,谢谢观赏,按操作压力分类,干燥,按传热方式分类,干燥过程的分类,常压干燥,真空干燥,传导干燥,对流干燥,按操作方式分类,辐射干燥,介电加热干燥,干燥,间歇干燥,连续干燥,干燥,谢谢观赏,11.1 干燥过程概述,第十一章 固体物料的干燥,11.2.1 湿空气的性质,11.2 湿空气的性质及湿度图,谢谢观赏,一、湿度 H(湿含量),干燥介质,干燥湿分,计算基准,湿空
3、气中水汽的质量与绝干空气的质量之比,定义,湿空气,水分,1kg 绝干气,kg水汽/kg绝干气,H,符号,单位,kg/kg绝干气,谢谢观赏,常压下湿空气可视为理想气体,一、湿度 H(湿含量),水汽的分压,总压,湿空气中水汽与绝干气的摩尔比,谢谢观赏,湿空气被水所饱和,若,饱和湿空气,一、湿度 H(湿含量),空气温度下纯水的饱和蒸气压,谢谢观赏,二、相对湿度,湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸气压之比,定义,符号,单位,谢谢观赏,干燥能力,吸收水分能力,干燥速率,传质推动力,p=0,=0,绝干空气,p=ps,=100,饱和空气,二、相对湿度,分析,谢谢观赏,三、比体积 vH,以1 kg 绝干气为基
4、准的湿空气的体积,m3湿空气/kg绝干气,定义,符号,单位,谢谢观赏,设,湿空气的温度为 t,湿空气的湿度为 H,湿空气的总压力为 p总,三、比体积 vH,谢谢观赏,四、比热容 cH,常压下将以 1kg 绝干气为基准的湿空气的温度升高(或降低)1 所吸收(或放出)的热量,kJ/(kg绝干气),定义,符号,单位,设,湿空气的湿度为 H,则,绝干气比热容,水汽的比热容,谢谢观赏,在常用温度范围内,cg=1.01 kJ/(kg绝干气),cv=1.88 kJ/(kg水汽),四、比热容 cH,故有,谢谢观赏,五、焓 I,kJ/kg绝干气,以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值,则,定义,符号,单位,绝干
5、气的焓值为 Ig,水汽的焓值为 Iv,设,谢谢观赏,湿空气的温度为 t,湿空气的湿度为 H,以0为基准,设,五、焓 I,则,谢谢观赏,六、温度,1.干球温度与湿球温度,用普通温度计直接测得的湿空气的温度,称为干球温度,简称温度,以 t 表示。它是湿空气的真实温度。,(1)干球温度 t,(2)湿球温度 tW,用湿球温度计测得的湿空气的温度,称为湿球温度。湿球温度可度量湿空气的湿度大小。,谢谢观赏,湿球温度计示意图,谢谢观赏,不饱和湿空气,水,接触,水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热),热量传递,湿度差,质量传递,温度差,热量由气相主体传递给水分(气相温度下降),达平衡状态
6、,t tw,温度维持不变,不饱和湿空气,六、温度,湿球温度的测量机理,谢谢观赏,(3)湿球温度与干球温度及湿度的关系,湿空气的干球温度为 t,湿空气的湿度为 H,设,湿空气的湿球温度为 tw,气膜中饱和湿度为,传热速率为,J/s,传质速率为,kg/s,六、温度,谢谢观赏,稳态下,联立得,测定 t、tw,湿度 H,不饱和湿空气,t tw,饱和湿空气,t=tw,六、温度,谢谢观赏,不饱和湿空气,水,绝热状态接触,水分汽化:向气相主体传递(汽化热为水分本身温度降低放出显热),热量传递,饱和湿空气,湿度差,质量传递,温度差,热量由气相主体传递给水分(气相温度下降绝热冷却),达饱和状态,t tas,H
7、Has,100,2.绝热饱和冷却温度 tas,六、温度,谢谢观赏,绝热饱和冷却塔示意图,1塔 身2填 料3循环泵,绝热状态,谢谢观赏,绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系,不饱和湿空气的焓,饱和湿空气的焓,绝热过程,六、温度,谢谢观赏,因为H、Has值很小,整理得,通常,比较得,六、温度,谢谢观赏,不饱和湿空气,饱和湿空气,等湿下冷却达饱和状态,t td,100,t,ps,示例:露珠的产生,不饱和湿空气,t tw(tas)td,饱和湿空气,t tw(tas)=td,3.露点 td,六、温度,谢谢观赏,练 习 题 目,思考题,作业题:1、2,1.湿空气的湿度、相对湿度、比体积、比热容和 焓各表示何
8、意义,如何计算?2.湿空气的干球温度、湿球温度、绝热饱和冷却 温度、露点各表示何意义,其关系如何?,谢谢观赏,11.1 干燥过程概述,第十一章 固体物料的干燥,11.2.1 湿空气的性质,11.2 湿空气的性质及湿度图,11.2.2 湿空气的湿度图,谢谢观赏,在一定总压下,湿空气的各参数中,只有两个是独立的,只要确定了湿空气的两个独立参数,湿空气的状态就确定了。工程上为了方便计算,常将湿空气各参数标绘成图,称为湿空气的湿度图。,一、H-I 图的构造,湿空气的湿度图,湿度-焓(H-I)图,湿度-温度(H-t)图,谢谢观赏,湿空气的H-I 图,谢谢观赏,H-I 图由以下线群组成,等湿度线(等 H
9、线)范围 00.2 kg/kg绝干气,等焓线(等 I 线)范围 0680 kJ/kg绝干气,等干球温度线(等 t 线)范围 0250,等相对湿度线(等 线)范围 5100,=100 饱和空气线,蒸汽分压线(p 线)范围 026 kPa,一、H-I 图的构造,谢谢观赏,1.已知状态点求湿空气的参数,已知状态点可由 H-I 图求出湿空气的各参数值:,湿度 H,温度,焓 I,相对湿度,水汽分压 p,干球温度t,绝热饱和冷却温度tas(湿球温度 tW),露点td,二、H-I 图的应用,谢谢观赏,已知状态点求湿空气的参数,A,H,t,I,p,td,tas,tW,谢谢观赏,2.由两个独立参数确定其它参数,
10、已知两个独立参数可由 H-I 图确定湿空气的状态点,继而求出湿空气的各参数值。,已知温度 t湿球温度 tW,已知温度 t露点 td,已知温度 t相对湿度,二、H-I 图的应用,谢谢观赏,已知状态点求湿空气的参数,A,H,t,I,p,td,tas,tW,谢谢观赏,已知状态点求湿空气的参数,A,H,t,I,p,td,tas,tW,谢谢观赏,已知状态点求湿空气的参数,A,H,t,I,p,td,tas,tW,谢谢观赏,11.1 干燥过程概述,第十一章 固体物料的干燥,11.2 湿空气的性质及湿度图,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.1 湿物料的性质,谢谢观赏,一、湿物料的含水量,1.湿
11、基含水量,kg/kg湿物料,湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。,工业上通常用湿基含水量表示湿物料的含水量。,注意,谢谢观赏,2.干基含水量,干基含水量是指湿物料中水分质量与绝干物料的质量比。,kg/kg绝干料,两种含水量之间的关系,一、湿物料的含水量,谢谢观赏,二、湿物料的比热容 cm,将以 1kg 绝干料为基准的湿物料的温度升高(或降低)1 所吸收(或放出)的热量,kJ/(kg绝干料),定义,符号,单位,设,湿物料的干基湿含量为 X,则,绝干料比热容,水分的比热容,谢谢观赏,在常用温度范围内,cw=4.187 kJ/(kg水),故有,二、湿物料的比热容 cm,谢谢观赏,kJ/kg绝干料,
12、以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值,则,定义,符号,单位,设,水的焓值为 Iw,谢谢观赏,以0为基准,则,设,湿物料的温度为,湿物料的干基湿含量为 X,三、湿物料的焓,谢谢观赏,11.1 干燥过程概述,第十一章 固体物料的干燥,11.2 湿空气的性质及湿度图,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.3.1 湿物料的性质,11.3.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算,谢谢观赏,一、物料衡算,干燥器物料衡算示意图,干燥器,新鲜空气,废气,湿物料,干燥产品,绝干空气流量,绝干物料流量,干燥产品流量,湿物料处理量,谢谢观赏,1.水分蒸发量W,kg/s,以1 s 为基准,设干燥器内无物料损失,对
13、干燥器作物料衡算,一、物料衡算,则,单位时间内水分蒸发量,谢谢观赏,2.空气消耗量 L,kg绝干气/s,得,一、物料衡算,由,单位时间内消耗的绝干空气量,谢谢观赏,湿空气(新鲜空气)的消耗量为,kg湿空气/s,湿空气(新鲜空气)的体积消耗量为,m3湿空气/s,一、物料衡算,设,绝干空气消耗量为 L,湿空气的湿度为 H1,则,谢谢观赏,单位空气消耗量为,kg绝干气/kg 水,一、物料衡算,单位时间内消耗的绝干空气量,谢谢观赏,3.湿物料处理量及干燥产品流量,kg/s,绝干料衡算,湿物料处理量,干燥产品流量,kg/s,一、物料衡算,谢谢观赏,二、热量衡算,干燥器热量衡算示意图,Qp 预热器消耗热量
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