3、换算关系
X
1 X
X 12021/2/6 二、干燥系统的物料衡算1、水分蒸发量
以s为基准，对水分作物料衡算
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LH1 GX1 LH 2 GX 2
W LH2 H1 GX1 X 2
2、空气消耗量L
L GX1 X 2 W
H2 H1
H2 H1
每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l
Q
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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 GI2 I1 0
Q Qp QD LI2 I1 GI2 I1 QL LI1 I0 Qp LI1 I0
第九章 干燥 Drying
第三节 干燥过程的物料与热 量衡算
一、湿物料中含水量的表示 方法
二、干燥系统的物料衡算 三、干燥系统的热量衡算 四、空气通过干燥器时的状
态变化
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一、湿物料中含水量的表示方法
1、湿基含水量W
水分质量
湿物料的总质量
2、干基含水量X
湿物料中水分的质量 X 湿物料中绝干气的质量
I1 I2
3）操作线为过B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
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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℃，
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QD LI1 I0 LI2 I0 GI2 I1 QL
将上述条件代入
I1 I2
I
t1
B I1 I2
C
t2
A
t0
H0
H
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2、非等焓干燥过程
1）操作线在过B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 QL≠0；
t1 140 ℃ H1 H 0 0.005kg / kg干空气
t2 60 ℃
H2
1.011.88 0.005140
1.88 60 2490
2490 0.005 1.01 1.88 60 2490
60
0.0363kg / kg干空气
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绝干物料量 ：
GC G111 1 1 0.035 0.965kg / s
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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
IV 0 IV 2 •湿物料进出干燥器时的比热取平均值 cm
湿空气进出干燥器时的焓分别为：
I0 cgt0 IV 0H0 I2 cgt2 IV 2H2
I2 I0 cg t2 t0 IV 2 H2 H0
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Gcm 2 1 QL
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L W W H2 H1 H 2 H 0
Q
1.01Lt2
t0
W H2
H0
2490
1.88t2 H2
H0
Gcm 2 1 QL
1.01Lt2 t0 W 2490 1.88t2 Gcm 2 1 QL
可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；
X1
1 1 1
3.5 0.0363kg水 / kg绝干料 96.5
X2
0.5 1 0.5
0.00503kg水 /
kg绝干料
绝干空气量
L GC X 2 X 2 0.9650.0363 0.00503 0.964kg / s
H2 H1
0.0363 0.005
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预热器的传热速率
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。
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解：因在干燥器内经历等焓过程，I H1 I H 2
1.011.88H1t1 2490H1 1.011.88H2 t2 2490H2
I2 I0 cg t2 t0 r0 c02t2 H2 H0
1.01t2 t0 2490 1.88t2 H2 H0
湿物料进出干燥器的焓分别为
I1 cm11
I2 cm22
I2 I1 cm 2 1
Q Qp QD LI2 I0 GI2 I1 QL
L1.01t2 t0 2490 1.88t2 H2 H0
Qp LcH (t1 t0 )
L1.01 1.88H 0 t1 t0
0.9641.01 1.88 0.005140 25
113kJ / s
•物料进出干燥器时的焓不相等 GI2 I1 0
LI1 I0 LI2 I0
I1 I2
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I
C3
t1
B
I1 I2
C C2
t2
C1
H
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2）操作线在过点B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
QD GI2 I1 QL
LI1 I0 LI2 I0
l L 1 W H2 H1
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3、干燥产品流量G2
对干燥器作绝干物料的衡算
G2 12 G111
G2
G1 1 1
12
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三、干燥系统的热量衡算
1、热量衡算的基本方程
忽略预热器的热损失，以1s为基准，对预热器列焓衡算
LI0 Qp LI1
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单位时间内预热器消耗的热量为：
Qp LI1 I0
对干燥器列焓衡算，以1s为基准
LI1 GI1 QD LI2 GI2 QL
单位时间内向干燥器补充的热量为
QD LI2 I1 GI2 I1 QL
单位时间内干燥系统消耗的总热量为
Q Qp QD LI2 I0 GI2 I1 QL
——连续干燥系统热量衡算的基本方程式
蒸发水分；热损失
cm cs Xc
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2、干燥系统的热效率
蒸发水分所需的热量
向干燥系统输入的总热量 100%
蒸发水分所需的热量为
QV W 2490 1.88t2 4.1871W
忽略物料中水分带入的焓
QV W 2490 1.88t2
W 2490 1.88t2 100%