第二节 干燥静力学
一、物料含水量的表示方法
1. 湿基含水量w（即质量分数） 定义：水分在湿物料中的质量分数
湿物料中水分的质量 w 湿物料的总质量
2. 干基含水量X（即质量比） 定义：水分质量与绝干物料质量之比
湿物料中水分的质量 X 湿物料中绝对干料的质 量
两种含水量之间 的换算关系为
X=w/(1-w)
试求：
（1）水分蒸发量；
（2）空气消耗量；
（3）加热器所用表压100kPa的加热蒸汽消耗量；
（4）干燥器的散热损失； （5）干燥器的热效率。
解（1）水分蒸发量
W
m2
w1 w2 1 w1
பைடு நூலகம்
4000
0.0128 0.0018 1 0.0128
44.6kg/h
（2）空气用量 查图7-20湿空气的h-H图，得
w=X/(1+X)
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二、干燥系统的物料衡算
通过物料衡算可确定将湿物料干燥到规定的含水量所蒸出的水 分量、空气消耗量、干燥产品的流量。
新鲜空气L，H1
废气L，H2
干燥产品G2，X2
湿物料G1，X1
L——绝干空气的消耗量，kg绝干气/s；
H1，H2——湿空气进、出干燥器时的湿含量，kg水气/kg绝干气； X1，X2——物料进、出干燥器时的干基含水量，kg水气/kg绝干料； G1，G2——物料进、出干燥器时的流量，kg湿物料/s； G——绝干物料的流量，kg绝干料/s。
L(H2 H1 ) ms (x1 x2 ) W
L W H2 H1
设 l L W
称作单位空气用量，kgd/kgw
8.3B 干燥过程的热量衡算
1.耗热量
l 1 H2 H1
Q Lh0 (m2cs Wcw )θ1 QL Lh2 m2csθ2
Q L(h2 h0 ) m2cs (θ2 θ1 ) QL Wcwθ1
Q
q l(h1 h0 )
例8-3 用回转干燥器干燥湿糖，进料湿糖湿基 含水量为1.28% ,温度为31℃，每小时生产湿基 含水量为0.18%的产品4000kg,出料温度36℃。 所用空气的温度20℃，湿球温度为17℃，经加 热器加热至97℃后进入干燥室，排出干燥室的 空气温度为40℃，湿球温度32℃。已知产品的 比热容为1.26kJ/(kg·K)。
过B点作等h线交T2=95℃等温线与C，查得
H2=0.030kgv/kgd, 如图所示。则：
l
H2
1 H1
1 0.030 0.012
56kgd/kgw
q =l(h1-h0）= 56×(173-50) = 6.89×103kJ/kgw
(2)实际干燥过程
h
B T1
ε=0
qL = QL/W = 33400/50 = 668kJ/kgw
H0 H1 0.011kgv/kgd H2 0.028kgv/kgd
L
W H2
H1
44.6 0.028 0.011
2.62 103 kgd /h
（3）加热器中蒸汽用量
由h-H图可查得 h0=49kJ/kgd, h1=125kJ/kgd,, Tw1=38℃ h2=113kJ/kgd
Q L(h1 h0 ) 2.62103 (125 49) 198103kJ/h
η
WΔv h Q
44.6 2405 198 103
0.542
例: 用气流干燥器将湿基含水量w1=5％的食品 物料干燥到w2=0.25％,产品量m2=1000kg/h。加热介 质用T0=20℃，φ0=0.80的新鲜空气经加热器加热到 T1=140℃，进入干燥器，出口温度T2=95℃，物料 入口温度θ1=50℃，出口温度θ2=80℃，干物料比 热容cs=1.256kJ/(kg.K)。
⑴若此干燥过程为绝热干燥过程，求水分蒸
发量W，空气用量l和热消耗q；
⑵若已知干燥器表面散热QL=33.4MJ/h，试求出 口空气的湿含量H2以及此实际干燥过程的l和q。
解：⑴绝热干燥过程
W
m2
w1 w2 1 w1
1000 0.05 0.0025 1 0.05
50kg/h
在h-H图上，查T0=20℃，φ0=0.80, h0=50kJ/kgd T1=140℃ ，h1=173kJ/kgd，H0=H1=0.012kgv/kgd
Q L(h2 h0 ) m2cs (θ2 θ1 ) QL Wcwθ1
令：q=Q/W 称单位热耗，J/kgw qL=QL/W
qs m2cs (θ2 θ1 )/W
—蒸发1kg水相应物料升温所需热量, J/kgw
则 q l(h2 h0 ) qs qL cwθ1
2.热效率
η WΔvh Δvh Δvh
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1. 水分蒸发量W
连续干燥器作水分的物料衡算，以1s为基准。 W L(H2 H1) G( X1 X 2 )
T2 C' T0 A
C D
H
qs = m2cs(θ2-θ1)/W = 1000×1.256×(80-50)/50
n
= 754kJ/kgw = cwθ1-qs-qL =
4.187×50-754-668
=
-1213kJ/kgw
n
h h1 H H1
1213kJ
/ kgv
在H1～H2间任取 H = HD = 0.025
S Q 198103 90kg/h Δvh 2205
（4）干燥器的散热损失
QL Q L(h2 h0 ) m2cs (θ2 θ1 ) Wcwθ1
198000 2620(113 49) 40001.26
36 31 44.64.17 31 12.0103kJ/h
（5）干燥器的热效率
8-3 干燥静力学
热风干燥的基本流程
主讲人：
8.3A 干燥过程的物料衡算
1.水分蒸发量和产品量
以 绝对干燥物料作物料衡算
ms m1( 1 w1 ) m2 ( 1 w2 )
m2
m1
1 w1 1 w2
m1
m2
1 1
w2 w1
W
m1
w1 w2 1 w2
2.干燥空气用量 对进出干燥器的水分作衡算：
h= hD = h1+n(HD-H1) = 173-1213×(0.025-0.012) = 10.2×103kJ/kgw 由HD,hD确定点D,作直线BD交T2 = 95℃等温线于
点C’,查C’的H’2=0.024
l
H 2
1 H1
1
83
0.024 0.012
kgd/kgw
q = l(h1-h0) = 83×(173-50) = 10.2×103kJ/kgw