第9章
总结
1. 概述 ①干燥过程:
利用热能除去固体物料中的湿分的单元操作。
②机理
质量传递 热量传递
③ 分类
④ 对流干燥：
动量、热量、质量传递 同时进行的传递过程。
2. 湿空气性质
① 湿度H（湿含量或绝对湿度 ）
M n 18n
n
H V V V 0.622 V
kg水/kg干 空气
M n 29n
qm1
w1 w2 1 w2
qm2
w1 w2 1 w1
③ 空气用量
干W H2 H1
kg/s
单位空气消耗量：
l qmL 1 qmW H2 H1
kg干空气/kg水
湿空气用量： q'mL qmL (1 H )
kg/s
湿空气体积用量： qV qmL vH m3/s
湿空气的湿度图
① 等温度线
② 等湿度线
③ 等相对湿度线
H 0.622
P S
P P
S
④ 绝热饱和线（等湿球温度线）
H H c
as
H
t t r
as
as
⑤ 湿比热容线
c c c H 1.011.88H
H
a
V
⑥ 比体积线
干比体积线、湿比体积线
⑦.汽化潜热-温度线
应用 ： ① 求湿空气的性质参数 ② 湿空气状态变化过程的图示
I I
1
2
● 非理想干燥过程 有补充热量或热损失不可忽略的情况下，有 ：
H2 H1 qmW (1.01 1.88H1) t1 t2 1 2 L D
4. 水分在气、固之间的平衡及干燥推动力 ① 平衡曲线 ▲ p-X* (p*—X)线 ▲ -X线 ② 物料中水分的性质
指空气的湿度、温度、速度以及与湿物料的接触状态都不变。 ②干燥曲线及干燥速率曲线
曲线分析：
AB （A’B） 不稳定的加热过程-可忽略
BC
恒速干燥阶段 特征
C点 CDE
临界点（临界含水量XC） 降速干燥阶段 特征
③ 湿分在湿物料中的传递机理 ▲ 湿物料分类 ①多孔性物料，如催化剂颗粒，砂子等； ②非多孔性物料，如肥皂、浆糊、骨胶等。
● 自由水分和平衡水分 ● 结合水分和非结合水分
③ 干燥推动力
传质推动力： p = p* - p
更常用湿度差： H=H*-H
传热推动力： t=t-tθ
④ 干燥速率方程
干燥速率 ：
R mcdX
Ad
以湿度差表示:
Rk (H H)
H
W
以温度差表示:
R

h rw
(t
tw)
6. 恒定干燥条件下的干燥曲线及干燥速率曲线 ① 恒定干燥条件
▲ 液体扩散理论 主要论点：湿分靠物料内部存在的湿分差以扩散的方式进行迁移
▲毛细管理论 主要论点：水分在多孔性物料中的移动主要靠毛细管力
④ 干燥时间 ★ 恒速干燥阶段
1
1 d mC
0
A
XC X1
dX R

mC AR
(
X1

X
C
)
式中R： 实验测定
R k (H H)
7. 实际干燥过程一些设计计算参数的确定 （1）空气的进口温度与湿度 （2）空气出口温度 （3）湿物料的出口温度 8. 干燥器 为满足生产需要，干燥器应达到以下基本要求： ▲ 适应被干燥物料的多样性和不同产品规格要求 ▲ 设备的生产能力要高 ▲ 能耗的经济性 ▲还应便于操作、控制等。
9-4-2 工业上常用干燥器
n
aa
a
a
H 0.622
p V
P p
V
饱和湿度Hs ：
P
H 0.622 S
S
PP
S
② 相对湿度


p V
100%
P
S


p V
100%
P
(P P) S
(P P) S
H 与 的关系
P
H 0.622 S
P P S
③ 湿比体积H (m3/kg干空气)
H
(0.773 1.244H ) 273 t 273
5. 干燥器热能消耗分析 ① 预热器的耗热量 该过程为恒湿增温过程 QP qmL (I1 Io ) qmL (1.01 1.88H0 )(t1 to )
② 干燥器热量衡算
qmL (I1 I2 ) 1 L D qmW cw1
● 理想干燥过程
1. 无热损失 L=0 2. 不加入补充热量 D=0 3. 物料足够湿润θ1=θ2=tw
（1）厢式干燥器（盘架式干燥器） （2）洞道式干燥器 （3）转筒式干燥器（回转式干燥器） （4）气流式干燥器 （5）流化床干燥器（沸腾床干燥器） （6）喷雾干燥器
干燥器的选择 （1）被干燥物料的性质 （2）湿物料的干燥特性 （3）处理量 （4）回收问题 （5）能源价格、安全操作和环境因素
as
H
t f(t,H ) as
注意：绝热饱和过程可当作等焓处理
⑦干、湿球温度
tW
t

kH rW h
(HW
H)
注：对空气-水系统，tw=tas ⑧ 露点td：
p HP d 0.622 H
湿空气各温度之间的关系： 不饱和空气： t > tas = tw > td 饱和空气： t = tas = tw =td
●加热和冷却 ●绝热饱和过程 ●非绝热增湿过程
3. 干燥过程的物料衡算
① 湿物料的含水量 w：湿基含水量 X: 干基含水量
换算关系
X w 1 w
w X 1 X
② 湿物料的水分蒸发量W
qmW qm1 qm2
W qmc ( X1 X 2 ) qm1w1 qm2w2
qmW
H
w
R

h rw
(t

tw )
★ 降速阶段的干燥时间
▲ 积分法
2

mc A
Xc dX R X 2
▲ 近似计算
2

mc ( X C Rc A
X *) ln
Xc X2

X X
* *
★ 总的干燥时间：
τ=τ1+τ2
⑤ 干燥条件变动情况下的干燥时间计算
▲总干燥时间 τ=τ1+τ2
Ⅰ区——预热区 可忽略不计 Ⅱ区——干燥的第一阶段， Ⅲ区——干燥的第二阶段
④ 湿比热容 cH （ kJ/kg干空气C ）
c c c H 1.011.88H
H
a
V
⑤ 湿比焓I ( kJ/kg干空气)
I cat (r0 cV )H (1.011.88H )t 2490H
⑥ 绝热饱和温度tas
r
t t as ( H H )
as
c