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45-46学时--干燥.ppt

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第六章 固体物料的干燥,通过本章学习,应掌握干燥的基本概念和原 理;湿空气的性质及湿焓图;干燥过程的物料衡 算与热量衡算方法;干燥过程的平衡关系与速率 关系,了解干燥时间的计算方法。,学习目的 与要求,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),,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,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,三、干燥过程与其它除湿方法的比较,工程中的常用除湿方法,机械除湿,物理除湿,利用热能除湿,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,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,√,√,一、湿度 H (湿含量),干燥介质,干燥湿分,计算基准,湿空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,,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汽压,二、相对湿度,,,湿空气中水汽分压与同温度水的饱和蒸汽 压之比,%,定义,符号,单位,~,,,干燥 能力,吸收水 分能力,,~,,~,,,干燥 速率,传质推动力,,~,,pv = 0, = 0,绝干空气,,,pv = ps, = 100%,饱和空气,,,二、相对湿度,分析,三、比容 vH,以1 kg 绝干气为基准的湿空气的体积,m3湿空气 / kg绝干气,定义,符号,单位,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,,三、比容 vH,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,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,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,绝干气的焓值为 Ig,水汽的焓值为 Iv,设,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,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。,,湿球温度计示意图,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,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,(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 Hs,tw,传热速率为,J/s,传质速率为,kg/s,六、温度,稳态下,,联立得,测定 t、tw,,湿度 H,未饱和湿空气,t tw,饱和湿空气,t = tw,六、温度,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 = Has, = 100%,2.绝热饱和冷却温度 tas,六、温度,,绝热饱和冷却塔示意图,1-塔 身 2-填 料 3-循环泵,绝热状态,绝热饱和温度与干球温度及湿度的关系,未饱和湿空气的焓,饱和湿空气的焓,绝热过程,六、温度,因为H、Has值很小,整理得,通常,比较得,六、温度,不饱和 湿空气,饱和湿 空气,,等湿下冷却达饱和状态,t = td,H = Hs,td, = 100%,t,,~,ps,,~,,,示例:露珠的产生,,不饱和湿空气,t tw(tas) t
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