化工原理下册天津大学柴诚敬45－46学时.ppt

第十一章 固体物料的干燥,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,11.3.3 空气通过干燥器时的状态变化,一、绝热干燥过程,,1.绝热干燥过程的状态变化,理想干燥 等焓干燥,,A,,,,,,,,,B,,,,,,,,,,C,不向干燥器补充热量,干燥器的热损失可忽略,物料进出干燥器的焓相等,ＱD= 0,ＱL= 0,一、绝热干燥过程,2.绝热干燥过程的条件,由,,,,一、绝热干燥过程,故,则,二、非绝热干燥过程,,1.非绝热干燥过程的状态变化,实际 干燥,,A,,,,,,B,,,,,,,,,,,,,,,等温 干燥,升焓 干燥,降焓 干燥,降焓干燥过程应满足以下条件,不向干燥器补充热量,干燥器的热损失不能忽略,物料进出干燥器的焓不相等,ＱD= 0,ＱL 0,2.非绝热干燥过程的条件,二、非绝热干燥过程,,,二、非绝热干燥过程,由,故,则,升焓干燥过程应满足以下条件,需向干燥器补充热量,干燥器的热损失不能忽略,物料进出干燥器的焓不相等,且,ＱL 0,二、非绝热干燥过程,二、非绝热干燥过程,由,故,则,因,等温干燥过程应满足以下条件,干燥器的热损失不能忽略,物料进出干燥器的焓不相等,需向干燥器补充热量,ＱD足够大，维持 t1= t2,且,ＱL 0,二、非绝热干燥过程,第十一章 固体物料的干燥,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,11.3.3 空气通过干燥器时的状态变化,11.3.4 干燥系统的热效率,一、干燥系统的热效率,,干燥系统的热效率定义,,蒸发水分 所需热量,一、干燥系统的热效率,,由,忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则,故,对于理想干燥器,二、提高干燥系统热效率的措施,提高干燥系统热效率措施,提高 而降低,提高空气入口温度,采用二级干燥,采用内换热器,干燥系统的保温,采用废气循环工艺,二、提高干燥系统热效率的措施,带废气循环的干燥系统（1）,二、提高干燥系统热效率的措施,带废气循环的干燥系统（2）,第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.4 干燥速率与干燥时间,11.4.1 物料中水分的性质,一、平衡水分与自由水分,,,湿物料,湿空气,接触 时间,,,～,,平衡曲线,达平衡状态时,平衡湿含量,,,～,X*,,X,1.平衡曲线,,平衡含水量X*与空气相对湿度 的关系（25℃ ）,1－新闻纸 2－羊毛、毛织物 3－硝化纤维 4－丝 5－皮革 6－陶土 7－烟叶 8－肥皂 9－牛皮胶 10－木材 11－玻璃绒 12－棉花,,,,,,,,,,,,在一定的干燥条件下,不能被除去的水分,,平衡水分 X*,大于平衡水分的水分,,自由水分 X-X*,物料所含水分＝平衡水分＋自由水分,平衡水分,自由水分,,按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。

2.平衡水分与自由水分,一、平衡水分与自由水分,结合水分的特点,,结合力强，不易除去二、结合水分与非结合水分,物料表面吸附及空隙中所含的水分,物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分,湿物料,,,结合 水分,非结合 水分,,非结合水分的特点,结合力弱，容易除去物料所含水分＝结合水分＋非结合水分,结合水分,非结合水分,,按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关二、结合水分与非结合水分,,固体物料中所含水分的性质,,,,,,总 水 分,,,,平衡 水分,,自由 水 分,,,非结合水分,,结合水分,第十一章 固体物料的干燥,11.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算,11.4 干燥速率与干燥时间,11.4.1 物料中水分的性质,11.4.2 恒定干燥条件下干燥时间的计算,一、干燥实验和干燥曲线,1.恒定干燥实验,恒定干燥条件,间歇操作,用大量的空气干燥少量的物料,维持空气的速度及与物料的接触方式不变,实验数据,,洞道干燥实验流程示意图,1－洞道干燥室 2－离心鼓风机 3－孔板流量计 4－温度计 5－干燥物料 6－重量传感器 7－加热器 8－湿球温度计 9－干球温度计 10－重量显示仪 11－温度显示仪 12－湿球温度显 示仪 13－电加热控制 仪表,一、干燥实验和干燥曲线,预热阶段,,～,,～,恒速干燥阶段（第一干燥阶段）,～,,干燥阶段,,～,～,～,,,降速干燥阶段（第二干燥阶段）,,～,～,～,,,热量主要用于物料升温,热量用于 汽化水分,热量用于汽化水分和加热物料,一、干燥实验和干燥曲线,2.干燥曲线,将物料含水量Ｘ（或物料表面温度 ）对干燥,干燥曲线,,X ～τ 曲线,θ ～τ曲线,时间τ绘图，所得图形称为干燥曲线。

干燥曲线（X～τ关系 ）,,,,,,,预热阶段,,恒速干燥阶段,,降速干燥阶段,,,,,干燥曲线（θ ～τ关系 ）,,,,,,,预热阶段,,恒速干燥阶段,,降速干燥阶段,,,,,,思考题,作业题: 6、7、8,练 习 题 目,。