化工原理干燥過程的物料與熱量衡算

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1、第九章干燥Drying一、濕物料中含水量的表示方法二、干燥系統(tǒng)的物料衡算三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算四、空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化第三節(jié)干燥過程的物料與熱量衡算2021/6/29一、濕物料中含水量的表示方法1、濕基含水量W2、干基含水量X3、換算關(guān)系2021/6/29二、干燥系統(tǒng)的物料衡算1、水分蒸發(fā)量以s為基準(zhǔn)，對(duì)水分作物料衡算2021/6/292、空氣消耗量L每蒸發(fā)1kg水分時(shí)，消耗的絕干空氣數(shù)量l2021/6/293、干燥產(chǎn)品流量G2對(duì)干燥器作絕干物料的衡算2021/6/29三、干燥系統(tǒng)的熱量衡算1、

2、熱量衡算的基本方程忽略預(yù)熱器的熱損失，以1s為基準(zhǔn)，對(duì)預(yù)熱器列焓衡算2021/6/29單位時(shí)間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量為：對(duì)干燥器列焓衡算，以1s為基準(zhǔn)單位時(shí)間內(nèi)向干燥器補(bǔ)充的熱量為單位時(shí)間內(nèi)干燥系統(tǒng)消耗的總熱量為——連續(xù)干燥系統(tǒng)熱量衡算的基本方程式2021/6/29假設(shè)：新鮮干空氣中水汽的焓等于離開干燥器廢氣中水汽的焓濕物料進(jìn)出干燥器時(shí)的比熱取平均值濕空氣進(jìn)出干燥器時(shí)的焓分別為：2021/6/29濕物料進(jìn)出干燥器的焓分別為2021/6/29可見：向干燥系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣；加熱物料；蒸發(fā)水分；熱損

3、失2021/6/292、干燥系統(tǒng)的熱效率蒸發(fā)水分所需的熱量為忽略物料中水分帶入的焓2021/6/29四、空氣通過干燥器時(shí)的狀態(tài)變化1、等焓干燥過程(理想干燥過程)規(guī)定：不向干燥器中補(bǔ)充熱量QD=0；忽略干燥器向周圍散失的熱量QL=0；物料進(jìn)出干燥器的焓相等2021/6/29將上述條件代入H0t0AIHt1Bt2C2021/6/292、非等焓干燥過程1）操作線在過B點(diǎn)等焓線下方條件：不向干燥器補(bǔ)充熱量QD=0；不能忽略干燥器向周圍散失的熱量QL≠0；物料進(jìn)出干燥器時(shí)的焓不相等2021/6/29IHt1B

4、t2CC1C2C32021/6/292）操作線在過點(diǎn)B的等焓線上方向干燥器補(bǔ)充的熱量大于損失的熱量和加熱物料消耗的熱量之總和3）操作線為過B點(diǎn)的等溫線向干燥器補(bǔ)充的熱量足夠多，恰使干燥過程在等溫下進(jìn)行2021/6/29例：某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)行干燥，濕物料的流量為1kg/s，初始濕基含水量為3.5%，干燥產(chǎn)品的濕基含水量為0.5%?？諝鉅顩r為：初始溫度為25℃，濕度為0.005kg/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)干燥器的溫度為140℃，若離開干燥器的溫度選定為60℃和40℃，試分別計(jì)算需要的空氣消耗

5、量及預(yù)熱器的傳熱速率。又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)備中溫度下降了10℃，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設(shè)干燥器為理想干燥器。2021/6/29解：因在干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程，℃℃2021/6/29絕干物料量：絕干空氣量2021/6/29預(yù)熱器的傳熱速率℃2021/6/29分析物料的返潮情況當(dāng)t2=60℃時(shí)，干燥器出口空氣中水汽分壓為t=50℃時(shí)，飽和蒸汽壓ps=12.34kPa，即此時(shí)空氣溫度尚未達(dá)到氣體的露點(diǎn)，不會(huì)返潮。當(dāng)t2=40℃時(shí)，干燥器出口空氣中水汽分壓為2021/6/29t=30℃時(shí)，飽和

6、蒸汽壓ps=4.25kPa，物料可能返潮。2021/6/29