《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第五章 干燥（2/2）

5.2干燥过程的物料衡算与热量衡算 5.2.1湿物料的性质 1.湿基含水量w[kg水分kg湿物料] 湿物料中水分的质量 W= ×100% 湿物料的总质量 2.干基含水量X[kg水分kg绝干料] Y= 湿物料中水分的质量 湿物料中绝干料的质量 两种含水量的关系 X W= 或X= 1+X 1-w 1

1 5.2.1 湿物料的性质 1.湿基含水量 w [kg水分/kg湿物料] 2.干基含水量 X [kg水分/kg绝干料] 湿物料中绝干料的质量 湿物料中水分的质量 X = 两种含水量的关系 w w X X X w − = + = 1 1 或 = 100% 湿物料的总质量 湿物料中水分的质量 w 5.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算

3.湿物料的比热容cm Cm=c +Xc=Cs +4.187X 式中 c,一绝干物料的比热容，kJ/(kg绝干物料·℃) cw一物料中所含水分的比热容，4.187kJ/kg水·℃) cm一湿物料的比热容，kJ/(kg绝干物料·℃) 4.湿物料的焓· I'=c,0+Xcm0=(c,+4.187X)0=cm0 式中0一湿物料的温度，℃

2 3.湿物料的比热容cm cm = cs + Xcw = cs + 4.187X 式中 cs—绝干物料的比热容，kJ/(kg绝干物料·℃) cw—物料中所含水分的比热容，4.187kJ/(kg水·℃) cm—湿物料的比热容，kJ/(kg绝干物料·℃) 4.湿物料的焓 I' I' = cs  + Xcw  = (cs + 4.187X) = cm  式中 θ—湿物料的温度，℃

5.2.2干燥系统的物料衡算 通过对干燥系统作物料衡算，可以得出 ①从物料中除去水分的数量，即水分蒸发量W; ②空气消耗量L: ③干燥产品的流量G2 湿空气 L, L,H 干燥产品G,X 湿物料G， 或G1,w2 干燥器 或G1w1 图5-6 各流股进出逆流干燥器的示意图 L—绝干空气的消耗量，kg绝千气s; H、H一 分别为湿空气进出干燥器时的湿度，kgg绝干气； 、五一分别为湿物料进出干燥器时的干基含水量，kg水分g绝干料； G1、G2一分别为湿物料进出千燥器时的流量，kg湿物料/s; G 绝干料的流量，k绝千料/s 3

3 5.2.2 干燥系统的物料衡算 通过对干燥系统作物料衡算，可以得出 ：①从物料中除去水分的数量，即水分蒸发量W； ②空气消耗量L； ③干燥产品的流量G2。 w2 w1

1.水分蒸发量W 作水分的衡算，得LH,+GX,=LH2+GX? 则W=L(H,-H)=G(X,-X2) W—单位时间内水分的蒸发量，kgs； G——单位时间内绝干物料的流量，kg绝干料s。 2.绝干空气消耗量 L= GX1-X2)= W H2-H1 H2-H1 L一单位时间内消耗的绝干空气量，kg绝干气s 令1= L 1 W H,-H —蒸发1kg水分消耗的绝干空气质量，单位空气消耗量，4 kg绝干气/kg水

4 1.水分蒸发量 W ( ) ( ) W = L H2 − H1 = G X1 − X2 作水分的衡算，得 W——单位时间内水分的蒸发量，kg/s； G——单位时间内绝干物料的流量，kg绝干料/s。 2 1 2 1 1 2 ( ) H H W H H G X X L − = − − = 2.绝干空气消耗量 L L——单位时间内消耗的绝干空气量，kg绝干气/s； 2 1 1 W H H L l − 令 = = l——蒸发1kg水分消耗的绝干空气质量，单位空气消耗量， kg绝干气／kg水。 LH1 +GX1 = LH2 +GX2 则

3.干燥产品流量G2 作绝干物料的衡算，得 G2(1-w2)=G(1-w)=G G,=Gd-m) G 得 1-w2 1-w2 W 物料进干燥器时的湿基含水量； W2 物料出干燥器时的湿基含水量。 水分蒸发量W G-x-d W2 1-w2 -G- -w2-G2 W1-W2 (1-w1-w2) -2=G1-w, 1-w1 5

5 3.干燥产品流量Ｇ2 G2 (1−w2 ) = G1 (1−w1 ) = G 2 2 1 1 2 1 1 (1 ) w G w G w G − = − − 得 = w2 ——物料出干燥器时的湿基含水量。 w1 ——物料进干燥器时的湿基含水量； 作绝干物料的衡算，得 2 1 2 1 1 1 2 2 1 2 1 2 2 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 w w w G w w w G ( w )( w ) w w G w w w w W G(X X ) G − − = − − = − − − =         − − − = − = 水分蒸发量 W

5.2.3干燥系统的热量衡算 通过干燥系统的热量衡算，可求得： ①预热器消耗的热量； ②向干燥器补充的热量； ③干燥过程消耗的总热量

6 5.2.3 干燥系统的热量衡算 ①预热器消耗的热量； ②向干燥器补充的热量； ③干燥过程消耗的总热量。 通过干燥系统的热量衡算，可求得：

1.热量衡算的基本方程 L,H,五 L,H, L,i, G1,A,I1 pG.五，8以 h G 图5-】莲续千燥过程的热量街算示意图 H、H 分别为湿空气进入预热器、离开预热器（即进入千燥器）及离开千燥器时 的湿度，kgg绝干气； 4、2 分别为湿空气进入预热器、离开预热器（即进人千操器）及离开千燥器时 的焓，kkg绝千气： 、红一 分别为湿空气进入预热器、离开预热器〔即进入干操器)及离开千燥器时的 温度，℃； 绝千空气流量，g绝千气水， 单位时间内预热器消耗的热量，kW; G1、G2 分别为湿物料进出干燥器时的流量，kg湿物料5： G一一单位时间内绝干物料的流量，kg绝干料/s: 月、 分别为湿物料进出千燥器时的温度，℃； 五、五 分别为湿物料进出千燥器时的千基含水量，kgg绝千料； Ii、I 分别为湿物料进出千燥器时的焓，k灯/k绝千料： 9如 单位时间内向千燥器补充的热量，kW; 一干燥器的热损失速率〔若千燥器中采用输送装置输送物料，则装置带出的 热量也应计入热损失中)，kW

7 1.热量衡算的基本方程

以秒为基准，进行热量衡算。 1)预热器消耗的热量 忽略热损失，对预热器列焓衡算，得： LIo+Op=LI 则 Cp=L(I-1o) 9 L,以，五，互 工，6 L,i, G1,H,9,i 9pG五8h Op G G

8 1）预热器消耗的热量 ( ) P 1 0 Q = L I − I LI0 +QP = LI1 则 忽略热损失，对预热器列焓衡算，得： 以秒为基准，进行热量衡算

2)向干燥器补充的热量 对干燥器列焓衡算，得： LI+GI+Op=LI2 +GI2 +O 则Q=L(2-1,)+G(L-)+Q L,五，五互 工，6 L,在，五 G1,A,1 及， G G 9

9 2）向干燥器补充的热量 LI + GI + QD = LI + GI + QL ' 2 2 ' 1 1 D QL Q = L(I − I ) + G(I − I ) + ' 1 ' 2 1 2 对干燥器列焓衡算，得： 则

3)干燥系统消耗的总热量 Q=Op+Op=L(12-10)+G(12-Ii)+O 9 L,H以，五 工，6 工，五 G1A,i .五，及， O G 10

10 3）干燥系统消耗的总热量 P D QL Q = Q + Q = L(I − I ) + G(I − I ) + ' 1 ' 2 0 2