11.1 干燥过程概述

1. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用

2. 一、干燥过程的原理 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） （固相＋气相） 传质原理 气、固相中所含湿分的不同

3. N 推动力 pw- p 湿 物 料 热 空 气 Q 推动力 t - tw 气膜 气相主体 固体物料干燥过程

4. 二、干燥过程的应用 应用示例 湿尿素干燥成尿素产品 干燥 含水量 3% 含水量≤0.5% 湿聚氯乙烯干燥成聚氯乙烯产品 干燥 含水量 2% 含水量≤0.3%

5. 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 沉降 过滤 离心 • 物理除湿 吸附 • 利用热能除湿 干燥 干燥除湿的特点 • 除湿彻底 为节能工业上多采用联合除湿 • 能耗高 机械除湿 干燥除湿

6. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 11.1.1 干燥的原理与应用 11.1.2 干燥过程的分类

7. 干燥过程的分类 按操作压力分类 按传热方式分类 传导干燥 常压干燥 √ √ 干燥 对流干燥 真空干燥 √ √ 干燥 辐射干燥 按操作方式分类 介电加热干燥 间歇干燥 √ 干燥 连续干燥 √

8. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.2.1 湿空气的性质

9. 一、湿度 H (湿含量) 干燥介质 湿空气 水分 干燥湿分 1kg 绝干气 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 H 符号 单位 kg水汽 / kg绝干气 kg/ kg绝干气

10. 一、湿度 H (湿含量) 湿空气中水汽与绝干气的摩尔比 常压下湿空气可视为理想气体 水汽的 分压 总压

11. 一、湿度 H (湿含量) 空气温度下纯水的饱和蒸气压 若 湿空气被水所饱和 饱和湿空气

12. 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

13. 二、相对湿度 分析 吸收水 分能力 干燥 能力 ～ ～  传质推动力 干燥 速率 ～ ～  p= 0 = 0 绝干空气 p= ps = 100％ 饱和空气

14. 三、比体积 vH 以1 kg 绝干气为基准的湿空气的体积 定义 符号 m3湿空气 / kg绝干气 单位

15. 三、比体积 vH 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

16. 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 定义 符号 绝干气 比热容 kJ / (kg绝干气·℃) 单位 水汽的 比热容 设 湿空气的湿度为 H 则

17. 四、比热容 cH 在常用温度范围内 cg =1.01 kJ / (kg绝干气·℃) cv =1.88 kJ / (kg水汽·℃) 故有

18. 五、焓 I 定义 以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值 符号 kJ/kg绝干气 单位 设 绝干气的焓值为 Ig 水汽的焓值为 Iv 则

19. 五、焓 I 以0℃为基准 湿空气的温度为 t 设 湿空气的湿度为 H 则

20. 六、温度 1.干球温度与湿球温度 (1)干球温度t 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。 (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。

21. 湿球温度计示意图

22. 六、温度 湿球温度的测量机理 不饱和 湿空气 湿度差 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) 接触 质量传递 水 温度差 热量传递 达平衡状态 热量由气相主体传递给水分 (气相温度下降) 不饱和 湿空气 温度维持不变 t ＝ tw

23. 六、温度 (3)湿球温度与干球温度及湿度的关系 设 湿空气的干球温度为 t 湿空气的湿球温度为 tw 湿空气的湿度为 H 气膜中饱和湿度为 传热速率为 J/s 传质速率为 kg/s

24. 六、温度 稳态下 联立得 测定 t、tw 湿度 H t > tw 不饱和湿空气 t = tw 饱和湿空气

25. 六、温度 2.绝热饱和冷却温度 tas 不饱和 湿空气 湿度差 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) 质量传递 水 温度差 热量传递 达饱和状态 热量由气相主体传递给水分 (气相温度下降－绝热冷却) 饱和湿空气 t ＝ tas H ＝ Has ＝ 100％

26. 绝热状态 1－塔 身 2－填 料 3－循环泵 绝热饱和冷却塔示意图

27. 六、温度 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

28. 六、温度 因为H、Has值很小 整理得 通常 比较得

29. 六、温度 3.露点 td t ＝ td 等湿下冷却达饱和状态 不饱和 湿空气 饱和湿 空气 ＝ 100％ t ～ ps ～  示例：露珠的产生 t >tw（tas）>td 不饱和湿空气 t ＝tw（tas）=td 饱和湿空气

30. 练 习 题 目 思考题 1.湿空气的湿度、相对湿度、比体积、比热容和 焓各表示何意义，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？ 作业题: 1、2

31. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 11.2 湿空气的性质及湿度图 11.2.1 湿空气的性质 11.2.2 湿空气的湿度图

32. 一、 H-I 图的构造 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。 湿度-焓（H-I）图 湿空气的 湿度图 √ 湿度-温度（H-t）图

33. 湿空气的H-I 图

34. 一、 H-I 图的构造 H-I 图由以下线群组成 • 等湿度线（等 H 线） 范围 0～0.2 kg/kg绝干气 • 等焓线（等 I 线） 范围 0～680 kJ/kg绝干气 • 等干球温度线（等 t 线） 范围 0～250 ℃ • 等相对湿度线（等 线） 范围 5～100 ％ • =100 ％ 饱和空气线 • 蒸汽分压线（ p线） 范围 0～26 kPa

35. 二、 H-I 图的应用 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 • 焓 I • 相对湿度  • 水汽分压 p • 温度 • 干球温度t • 露点td • 绝热饱和冷却温度tas(湿球温度tW)

36. I A t tW tas td p H 已知状态点求湿空气的参数

37. 二、 H-I 图的应用 2.由两个独立参数确定其它参数 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 

38. I A t tW tas td p H 已知状态点求湿空气的参数

39. I A t tW tas td p H 已知状态点求湿空气的参数

40. I A t tW tas td p H 已知状态点求湿空气的参数

41. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 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

42. 一、湿物料的含水量 1.湿基含水量 湿基含水量是指湿物料中水分的质量分率。 kg / kg湿物料 注意 工业上通常用湿基含水量表示湿物料的含水量。

43. 一、湿物料的含水量 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

44. 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 定义 符号 绝干料 比热容 kJ / (kg绝干料·℃) 单位 设 湿物料的干基湿含量为 X 水分的 比热容 则

45. 二、湿物料的比热容 cm 在常用温度范围内 cw =4.187 kJ / (kg水·℃) 故有

46. 三、湿物料的焓 绝干料的焓值为 定义 以1 kg 绝干料为基准的湿物料的焓值 符号 kJ/kg绝干料 单位 设 水的焓值为 Iw 则

47. 三、湿物料的焓 湿物料的温度为 以0℃为基准 设 湿物料的干基湿含量为 X 则

48. 第十一章 固体物料的干燥 11.1 干燥过程概述 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

49. 一、物料衡算 绝干空气流量 绝干物料流量 废气 新鲜空气 干燥器 湿物料 干燥产品 干燥器物料衡算示意图 干燥产品流量 湿物料处理量

50. 一、物料衡算 1.水分蒸发量W 以1s为基准，设干燥器内无物料损失，对干燥器作物料衡算 则 kg/s 单位时间内 水分蒸发量