必要的升华热。
对流干燥原理
由于温差的存在，气体以对流方式 向固体物料传热，使湿分汽化；
H
t
ti
q
在分压差的作用下，湿分由物料表
面向气流主体扩散，并被气流带走。
pi
W
干燥是热、质同时传递的过程
M
p
干燥介质：传递热量（载热体）和湿分（载湿体）--空气
对流干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
t w=tas ；饱和空气 t = tas =t w= td
气体湿度图（Humidity chart）
湿空气参数的计算比较繁琐，甚至需要试差。为了方便
和直观，通常使用湿度图。
等湿线
等温线
等焓线
等温线 等相对湿度线 饱和空气线 蒸汽分压线
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
比焓：1kg 绝干空气的焓与相应水蒸汽的焓之和。
h hg Hhv
焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温度
一般以0℃为基准，且规定在0℃时绝干空气和液态水的焓值
均为零，则 hg cgt
hV r0 cV t
h (cg Hcv )t r0H cH t r0H
显热项
汽化潜热项
对于空气-水系统：
273
P
tw
t
rw 1.09
(
H
s
,t
w
H)
H
H s,td
0.622 ps,td P ps,td
气体湿度图（Humidity chart）
湿空气参数的计算比较繁琐，甚至需要试差。为了方便
和直观，通常使用湿度图。
等湿线
等温线
等焓线
等温线 等相对湿度线 饱和空气线
蒸汽分压线
干燥原理与设备 ➢ 干燥原理与分类 ➢ 湿空气性质与焓湿图 ➢ 干燥过程中的物料衡算及热量衡算 ➢ 干燥过程的物质交换 ➢ 干燥器的选择 ➢ 干燥设备
H 18
22.4
t
273 1.0133105
273
P
(0.772 1.244H ) t 273 1.0133105
273
P
湿空气的比焓、比热容
比热cH (Humid heat)或比热容kJ/(kg·℃) 比热：1kg 绝干空气及相应水蒸气温度升高1℃所需要的热量
cH cg 1 cv H
1.确定空气的状态点 2.查找其它参数
两个参数在曲线上能相交于一点，即这两个参数是独立参数，这些 参数才能确定空气的状态点。
气体湿度图（Humidity chart）
例：已知 干球温度60℃，湿球温度35℃
60℃ 35℃
气体湿度图（Humidity chart）
例：已知 干球温度40℃，露点温度25℃
Q A(t tw )
气膜
气体 t, H
对流传热 q
液滴 表面
h
tw , Hw
液滴
Q kH A(H s,tw H )rtw
A(t tw ) kH A(Hs,t w H ) rw
kH 对流传质 N
tw
t
kH
rtw (H s,tw
H)
—— 湿球温度 tw 定义式
湿空气的温度
tw
t
kH
➢ 若 t < 总压下湿空气的沸点，0 100%；
➢ 若 t > 湿分的临界温度，气体中的湿分已是真实气体，此时
=0，理论上吸湿能力不受限制。
HP
(H 0.622)ps
= f (H, t)
ps 随温度的升高而增加，H 不变,提高 t，，气体的吸
湿能力增加，故空气用作干燥介质应先预热。
H 不变而降低 t，，空气趋近饱和状态。当空气达到
1、水蒸气分压ｐv 常压下湿空气可视为理想气体
2、系统总压 P （湿空气的总压）
p pV pg
干燥过程中系统总压基本上恒定不变。 常压干燥的系统总压接近大气压力
pH2O nH2O p干空气 n干空气
热敏性物料的干燥一般在减压下操作。
3、空气湿含量H（湿度、绝对湿度）
H nvM v M v pV ng M g M g P pV
对流干燥的原理 传质、传热——空气为载体 压力差—传质推动力—必要条件 温度差—传热推动力—重要条件
干燥原理与设备 ➢ 干燥原理与分类 ➢ 湿空气性质与焓湿图 ➢ 干燥过程中的物料衡算及热量衡算 ➢ 干燥过程的物质交换 ➢ 干燥器的选择 ➢ 干燥设备
湿空气的性质
湿空气：指绝干空气与水蒸汽的混合物。
饱和状态而继续冷却时，空气中的水份将呈液态析出。
湿空气的比体积
比体积H (Humid volume) 或湿比容 (m3/kg绝干气体)
湿容积：含1kg绝干空气的湿空气所占的体积
湿空气的体积
H 湿空气中干空气的质量
m3湿气 / kg干气
ng
nV
1 Mg
H MV
kmol湿气/kg干气
vH
1 29
热空气 qmdg , Hi
水分蒸发量：
qmdg Hi qmd X i qmdg Ho qmd X o qmw qmdg (Ho Hi ) qmd (Xi Xo )
qmdg— 绝干空气消耗量，kg/s； qmd — 绝干物料流量，kg/s； Gc — 绝干物料的质量流率，kg/s； xi — 进干燥器物料的干基含水量； xo — 出干燥器物料的干基含水量； Hi — 气体进干燥器时的湿度； Ho — 气体离开干燥器时的湿度； W —单位时间内汽化的水分量，kg/s。
干燥过程的物料衡算和热量衡算
湿物料水分含量的表示方法
湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物。
湿基含水量 w：水分在湿物料中的质量百分数。
水分质量 w 物料总质量 100 %
kg水分 / kg湿料
干基含水量 X：湿物料中的水分与绝干物料的质量比。
水分质量 x 纯干物料总质量
kg水分 / kg干料
换算关系： w x 1 x
水蒸气-空气系统： 不饱和空气t > tas （或 tw）> td；饱和空气 t = tas = td
湿空气的温度
绝热饱和温度tas ：
当流动空气同循环水绝热接触时， 只要空气的相对湿度小于100％，水 就会不断汽化。汽化需要吸收热量， 使水温下降。空气通过对流传热将热 量传给循环水，所以气体温度也会下 降。当水经充分循环后，水温将维持 恒定，由于它与空气充分接触，空气 中水汽达到饱和，水和空气的温度也 相同，空气与水之间在热量传递和质 量传递两方面均达平衡。此平衡系统 的温度，称为绝热饱和温度。 水蒸气-空气系统：
x w 1 w
工业生产中，物料湿含量通常以湿基含水量表示，但由
于物料的总质量在干燥过程中不断减少，而绝干物料的
质量不变，故在干燥计算中以干基含水量表示较为方便。
干燥过程的物料衡算和热量衡算
（一）物料衡算（Mass balance）
湿废气体
qmdg , Ho
湿物料
qmd , xi
干燥产品 qmd , x0
rW
( H s ,tw
H)
因流速等影响气膜厚度的因素对 α 和 kH 有相同的作用，可认为 kH / α与速度等因 素无关，而仅取决于系统的物性。
结论： tw = f (t, H) ，气体的 t 和 H 一定，tw 为定值。 对于空气-水系统：
1.09
kH
tw
t
rw 1.09
(
H
s
,t
w
H)
饱和气体: H = Hs，tw = t，即饱和空气的干、湿球温度相等。 不饱和气体:H < Hs，tw < t 。
概述
干燥：从湿物料中除去湿分的各种操作。
干燥的目的
（1） 便于药材加工处理 （2） 提高药物稳定性 （3） 保证产品质量 （4） 易于贮藏和运输
概述
干燥（广义）：从湿物料中除去湿分的各种操作。 去湿：除去物料中湿分超过工艺规定部分的操作。 干燥（狭义）：供热干燥，加热去湿
物料去湿
（1）机械去湿法 （2）化学去湿法 （3）热量去湿法
pV 100%
ps
绝对湿度：表示湿空气中所含水份的绝对数
相对湿度：反映空气偏离饱和状态的程度（即气体的吸湿能力）
值越小吸湿能力越大；
=0 ，pv=0 时，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。
=1 ，pv=ps时，表示湿空气被水汽所饱和，不能再吸湿。
对于空气-水系统：
H 0.622
ps
P ps
即为干燥
干燥的特点
（1） 处理量大 （2） 去湿程度高 （3） 能量消耗大
干燥过程的分类
操作压力 常压 真空
操作方式 连续 间歇
传热方式(或组合) 导热 对流 辐射 介电加热
1.传导干燥 热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相(又 称干燥介质)带走，或用真空泵排走。 2.对流干燥 使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式加入物料，产生的蒸 汽被干燥介质带走。 3.辐射干燥 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物体的表面，为物料吸收 而重新变为热能，从而使湿分气化。 4.介电加热干燥 将需要干燥电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质 中变为热能，可以使液体很快升温气化。 5、冷冻干燥 物料冷冻后，用干燥器抽成真空，并使再热体循环，对物料提供
第三章 干燥原理与设备
干燥原理与设备 ➢ 干燥原理与分类 ➢ 湿空气性质与焓湿图 ➢ 干燥过程中的物料衡算及热量衡算 ➢ 干燥过程的物质交换 ➢ 干燥器的选择 ➢ 干燥设备
干燥原理与设备 ➢ 干燥原理与分类 ➢ 湿空气性质与焓湿图 ➢ 干燥过程中的物料衡算及热量衡算 ➢ 干燥过程的物质交换 ➢ 干燥器的选择 ➢ 干燥设备