干燥過程的物料衡算和熱量衡算.doc

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1、第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算對(duì)干燥流程的設(shè)計(jì)中，物料衡算解決的問題：（1）物料氣化的水分量W（或稱為空氣帶走的水分量）；（2）空氣的消耗量（包括絕干氣消耗量L和新鮮空氣消耗量L0）。而熱量衡算的目的，是計(jì)算干燥流程的熱能耗用量及各項(xiàng)熱量分配（即預(yù)熱器換熱量，干燥器供熱量及干燥器熱損失）。一、濕物料中含水率表示法濕物料＝水分＋絕干物料（一）濕基含水量（８－１２）工業(yè)上常用這種方法表示濕物料的含水量。（二）干基含水量XX＝濕物料中水分質(zhì)量／濕物料中絕干料質(zhì)量（８－１３）式中X――濕物料的干基含水量，kg水分.(kg絕干料)-1。兩者關(guān)系：（８－１４）或

2、（８－１５）二、干燥器的物料衡算圖８－７各流股進(jìn)、出逆流干燥器的示意圖圖８－７中，G――絕干物料流量，kg絕干料.s-1；L――絕干空氣消耗量，kg絕干氣.s-1；H1,H2――分別為濕空氣進(jìn)、出干燥器時(shí)的濕度，kg.（kg絕干氣）-1；G1,G2――分別為濕物料進(jìn)、出干燥器時(shí)的流量，kg濕物料.s-1；X1,X2――分別為濕物料進(jìn)、出干燥器時(shí)的干基含水量，kg水分.（kg絕干料）-1。（一）水分蒸發(fā)量W（８－１６）其中（８－１７）（二）空氣消耗量L對(duì)干燥器作水分物料衡算：則：（８－１８）若設(shè)：（８－１９）式中――每蒸發(fā)１kg水分消耗的絕干空氣量，稱為單

3、位空氣消耗量，kg絕干氣.(kg水分)-1；L――單位時(shí)間內(nèi)消耗的絕干空氣量，kg絕干氣.s-1。說明：(1)新鮮空氣用量L0=L(1+H0)（８－２０）式中H0――空氣進(jìn)預(yù)熱器前的濕度，kg.(kg絕干氣)-1。(2)風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量，即新鮮空氣的體積V0。（８－２１）（三）干燥產(chǎn)品流量G2（８－２２）三、干燥系統(tǒng)熱量衡算熱量衡算可以確定各項(xiàng)熱量的分配和消耗量，可作為計(jì)算空氣預(yù)熱器的傳熱面積，加熱劑用量，干燥器熱效率和干燥效率的依據(jù)，流程示意圖如圖８－８所示。圖８－８連續(xù)干燥過程的熱量衡算示意圖（一）干燥系統(tǒng)熱量衡算基本方程1．預(yù)熱器換熱量Qp（８－２３

4、）2．干燥器補(bǔ)充熱量QD（８－２４）2．干燥系統(tǒng)消耗的總熱量（８－２５）（二）熱量實(shí)用計(jì)算式（８－２６）（８－２７）式中Cm――濕物料的平均比熱，kJ.(kg絕干料-1。Cm=，Q＝=＋＋QL（８－２８）四、空氣通過干燥系統(tǒng)的狀態(tài)變化＝即（８－２９）空氣經(jīng)過干燥器分等焓過程和非等焓過程。（一）等焓干燥過程當(dāng)＝０時(shí)，即＝０即I2=I1，則空氣經(jīng)干燥器時(shí)經(jīng)歷等焓干燥過程，又稱理想干燥過程，如圖８－９所示，過程沿等焓線BC進(jìn)行，整個(gè)干燥過程由狀態(tài)點(diǎn)。圖８－９等焓干燥過程中濕空氣的狀態(tài)變化圖（二）非等焓過程１．若<０，則I2

5、C1變化，該線在等焓線以下，斜率小于等焓線。２．若>０，即補(bǔ)充熱量大于消耗熱量，則。３．若＝W（2490+1.88t1）說明補(bǔ)充的熱量恰好等于水分蒸發(fā)所需熱量，則干燥過程經(jīng)歷等溫增濕過程。五、干燥系統(tǒng)的熱效率＝蒸發(fā)水分所需熱量／向干燥系統(tǒng)輸入的總熱量100％=100％（8—30）當(dāng)空氣出干燥器時(shí)溫度降低而濕度增高時(shí)，會(huì)提高，但t2過低而H2過高，會(huì)使物料返潮，所以應(yīng)綜合考慮。