化工原理干燥过程的物料与热量衡算课件

第九章第九章 干燥干燥 Drying一、一、湿物料中含水量的表示湿物料中含水量的表示 方法方法二、二、干燥系统的物料衡算干燥系统的物料衡算 三、三、干燥系统的热量衡算干燥系统的热量衡算 四、空气通过干燥器时的状空气通过干燥器时的状 态变化态变化 第三节第三节 干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热量衡算量衡算 2024/8/3第九章 干燥 Drying一、湿物料中含水量的表示第三节1一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法1、湿基含水量、湿基含水量W 2、干基含水量、干基含水量X3、换算关系、换算关系 2024/8/3一、湿物料中含水量的表示方法1、湿基含水量W 2、干基含水量2二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算 1、水分蒸发量、水分蒸发量 以s为基准，对水分作物料衡算 2024/8/3二、干燥系统的物料衡算 1、水分蒸发量 以s为基准，对水分作32、空气消耗量、空气消耗量L 每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l 2024/8/32、空气消耗量L 每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l 43、干燥产品流量、干燥产品流量G2 对干燥器作绝干物料的衡算 2024/8/33、干燥产品流量G2 对干燥器作绝干物料的衡算 2023/75三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算 1、热量衡算的基本方程、热量衡算的基本方程 忽略预热器的热损失，以1s为基准，对预热器列焓衡算 2024/8/3三、干燥系统的热量衡算 1、热量衡算的基本方程 忽略预热器的6单位时间内预热器消耗的热量为：对干燥器列焓衡算，以1s为基准 单位时间内向干燥器补充的热量为 单位时间内干燥系统消耗的总热量为 连续干燥系统热量衡算的基本方程式 2024/8/3单位时间内预热器消耗的热量为：对干燥器列焓衡算，以1s为基7假设：新鲜干空气中水汽的焓等于离开干燥器废气中水汽的焓 湿物料进出干燥器时的比热取平均值 湿空气进出干燥器时的焓分别为：2024/8/3假设：湿物料进出干燥器时的比热取平均值 湿空气进出干燥器时的8湿物料进出干燥器的焓分别为 2024/8/3湿物料进出干燥器的焓分别为 2023/7/269可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；蒸发水分；热损失 2024/8/3可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；蒸发水分102、干燥系统的热效率、干燥系统的热效率 蒸发水分所需的热量为 忽略物料中水分带入的焓 2024/8/32、干燥系统的热效率 蒸发水分所需的热量为 忽略物料中水分带11四、空气通过干燥器时的状态变化四、空气通过干燥器时的状态变化 1、等焓干燥过程、等焓干燥过程(理想干燥过程理想干燥过程)规定：不向干燥器中补充热量QD=0；忽略干燥器向周围散失的热量QL=0；物料进出干燥器的焓相等 2024/8/3四、空气通过干燥器时的状态变化 1、等焓干燥过程(理想干燥过12将上述条件代入H0t0AIHt1Bt2C2024/8/3将上述条件代入H0t0AIHt1Bt2C2023/7/26132、非等焓干燥过程、非等焓干燥过程 1）操作线在过）操作线在过B点等焓线下方点等焓线下方条件：不向干燥器补充热量QD=0；不能忽略干燥器向周围散失的热量 QL0；物料进出干燥器时的焓不相等 2024/8/32、非等焓干燥过程 1）操作线在过B点等焓线下方2023/714IHt1Bt2CC1C2C32024/8/3IHt1Bt2CC1C2C32023/7/26152）操作线在过点）操作线在过点B的等焓线上方的等焓线上方 向干燥器补充的热量大于损失的热量和加热物料消耗的热量之总和 3）操作线为过）操作线为过B点的等温线点的等温线 向干燥器补充的热量足够多，恰使干燥过程在等温下进行 2024/8/32）操作线在过点B的等焓线上方 向干燥器补充的热量16 例：例：某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为1kg/s，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气状况为：初始温度为25，湿度为0.005kg/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为140，若离开干燥器的温度选定为60和40，试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10，试分析以上两种情况下物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。2024/8/3 例：某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿17解：解：因在干燥器内经历等焓过程，2024/8/3解：因在干燥器内经历等焓过程，2023/7/2618绝干物料量：绝干空气量 2024/8/3绝干物料量：绝干空气量 2023/7/2619预热器的传热速率 2024/8/3预热器的传热速率 2023/7/2620分析物料的返潮情况 当t2=60时，干燥器出口空气中水汽分压为 t=50时，饱和蒸汽压ps=12.34kPa，即此时空气温度尚未达到气体的露点，不会返潮。当t2=40时，干燥器出口空气中水汽分压为 2024/8/3分析物料的返潮情况 当t2=60时，干燥器出口空气中水汽分21t=30时，饱和蒸汽压ps=4.25kPa，物料可能返潮。2024/8/3t=30时，饱和蒸汽压ps=4.25kPa，物料可能返潮。22