西安建筑科技大学：《化工原理》课程电子课件（下册）第十四章 固体干燥

第14章固体干燥 本章学习要求 大掌握的内容:湿空气的性质;湿度图及其应用:含水 表示方法:物料中水分的分类:千燥速率和千 熟悉的内容:千燥流程及各种干燥器的操作原理 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

1 本章学习要求 ＊掌握的内容:湿空气的性质；湿度图及其应用；含水 率的表示方法；物料中水分的分类；干燥速率和干燥 时间的定义及计算。 ＊熟悉的内容：干燥流程及各种干燥器的操作原理 第14章 固体干燥 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

湿方法 (1)机械分离法,即通过压榨、过滤和离心分离等方法 去湿。 (2)吸附脱水,即用固体吸附剂,如CaCL2、硅胶等吸去 物料中所含的水分。 (3)干燥法,指利用热能,使湿物料中的湿分气化而除 去的方法。 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2 14.1 概述 除湿方法： (1)机械分离法，即通过压榨、过滤和离心分离等方法 去湿。 (2)吸附脱水，即用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去 物料中所含的水分。 (3)干燥法，指利用热能，使湿物料中的湿分气化而除 去的方法。 湿物料 湿分：水分或其它液体 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

干燥方法分类 —热能通过传热壁面以传导方式传给物料,产生的湿 分蒸气被气相(又称干燥介质)带走,或用真空泵 排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。 热能以对流方式加入物料,产生的蒸气被干燥介质所带走 射千燥由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表 面,为物料所吸收而重新变为热能,从而使湿分汽化。例 如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。 将需要干燥的电解质物料置于高频电 场中,电能在潮湿的电介质中转变为热能,例 如微波干燥食品。 Q算长占 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

3 传导干燥 对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥 热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿 分蒸气被气相（又称干燥介质）带走，或用真空泵 排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。 热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表 面，为物料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例 如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。 将需要干燥的电解质物料置于高频电 场中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，例 如微波干燥食品。 干燥方法分类 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

一.湿空气的性质浓度、比热、比容(密度)焓、温度等。 1.湿空气中水蒸气含量的表示方法一 (1)湿度 kg水/kg千空气 H=水气的质量 水蒸汽 绝干空气的质量 水气的摩尔数 M P 18 绝干空气的摩尔数MmP-p29 H=0.622 饱和湿度H=0.622 P P Q算件 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

4 浓度、比热、比容（密度）、焓、温度等。 1．湿空气中水蒸气含量的表示方法 又称湿含量 绝干空气的质量 水气的质量 H = 29 18 ´ - = ´ = w w ra rw P p p M M 绝干空气的摩尔数 水气的摩尔数 w w P p p H - =0.622 s s s P p p H - 饱和湿度 = 0.622 kg 水/kg 干空气 14.2 湿空气的性质及湿度图 一．湿空气的性质 （1）湿度 空气 水蒸汽 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

2)相对湿度 ×100 H=0.622m=0.622 P-p P-op 2.湿比容vr单位为m3湿空气/ 比容=14g物质的体积 1kg物质 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

5 = ´100% s w p p j j值愈小，表示空气的吸湿能力越大 (2)相对湿度 物质 物质的体积 比容 kg kg 1 1 = 2．湿比容VH s s P p p j j - = 0.622 w w P p p H - =0.622 单位为m3湿空气 ⁄ kg干空气 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

总压为p=1013kPa,温度为t条件下 Vn=1kg千空气的体积+1kg水汽的体积xH 1 H ×22.4× 273+t 291 273 0.737+1.244H) 273+t 273 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

6 VH = 1kg干空气的体积 + 1kg水汽的体积 ´ H ( ) 273 273 0.773 1.244 273 273 22.4 29 18 1 t H H t + = + ´ + ÷´ ´ ø ö ç è æ = + 总压为p=101.3kPa,温度为t条件下: PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

3.湿比热cnk/ K) 比热--kJ/(kgK) (1+H)kg湿空气 ca千空气的比热,kJ/kg·K)≈1.01kJ/(kg·K 水气的比热,kJ/(kgK≈1.88kJ/(kgK) C=C+C.H=1.01+1.88H 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

7 kJ 比热----kJ/(kg×K) /(kg 干气×K) （1+H）kg 湿空气 ca¾¾干空气的比热，kJ/(kg·K) cw¾¾水气的比热，kJ/(kg·K) cH = ca + cwH »1.01kJ/(kg·K) »1.88kJ/(kg·K) = 1.01 + 1.88H 3．湿比热cH PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

4.湿空气的焓L k/ 焓--kJ/kg I=I +iH=(c +c HIt+rH ≈(1.01+1.88H)+2492H etir+c t 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

8 kJ/kg 干气 焓----kJ/kg I c t a = a I = Ia + iwH 通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零 i r c t w = 0 + w = (ca + cwH)t + r0H » (1.01 + 1.88H )t + 2492H 4．湿空气的焓IH PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

5.干球温度t和湿球温度t 简称温度,是指空气的真实温度 大量、快速流动的空气(空气的流速应大于5m/s)与 少量水接触,达到稳定时(动态平衡),湿球温度计 所指示的温度就称为 ,用t,表示 空气 t H H f(,H) 而与水的初始状态无关 湿球温度计 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

9 干球温度简称温度，是指空气的真实温度 空气 t, H t, H t 湿球温度计 大量、快速流动的空气（空气的流速应大于 5m/s）与 少量水接触，达到稳定时（动态平衡），湿球温度计 所指示的温度就称为湿球温度，用 tw表示。 ( ) 而与水的初始状态无关 tw = f t, H ， 传质ps p 传热 湿球温度过程分析: (H H) k r t t w H w w = - - a 5．干球温度t和湿球温度tw tw tw PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

a 主要与空气流速有关,但 却几乎与流速无关。 空气 对空气一水系统,当被测气体温度不tH t, H a 太高、流速>5m/s时, 为一常数,且 H 与c1近似相等,其值约为10kJ(kgK)。 湿球温度计 真U的ror馆c了组 crnd些gy PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

10 空气 t, H t, H t 湿球温度计 传质ps p 传热 tw kH、a主要与空气流速有关，但 却几乎与流速无关。 对空气¾水系统，当被测气体温度不 太高、流速>5m/s时， 为一常数，且 与cH近似相等，其值约为1.09kJ/(kg·K)。 H k a H k a PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn