第五章-陶瓷工艺学-干燥.课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第五章-陶瓷工艺学-干燥.课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 陶瓷 工艺学 干燥 课件
- 资源描述:
-
1、 第五章第五章 干干 燥燥 干燥是陶瓷生产工艺中非常重要的工序之一,不但关系着陶瓷的干燥是陶瓷生产工艺中非常重要的工序之一,不但关系着陶瓷的产品质量及成品率,而且影响陶瓷企业的整体能耗。据统计,干燥产品质量及成品率,而且影响陶瓷企业的整体能耗。据统计,干燥过程中的能耗占燃料总消耗的过程中的能耗占燃料总消耗的15%,故干燥过程的节能是关系到,故干燥过程的节能是关系到企业节能的大事。企业节能的大事。 陶瓷工业的干燥经历了自然干燥、室式烘房干燥,到现在的各陶瓷工业的干燥经历了自然干燥、室式烘房干燥,到现在的各种热源的连续式干燥器、远红外干燥器、太阳能干燥器和微波干燥种热源的连续式干燥器、远红外干燥器
2、、太阳能干燥器和微波干燥技术。技术。 干燥速度快、节能、优质、无污染等是新世纪对干燥技术的基本干燥速度快、节能、优质、无污染等是新世纪对干燥技术的基本要求。要求。第一节第一节 干燥原理和干燥过程干燥原理和干燥过程一、坯体中水的结合形式一、坯体中水的结合形式 物理水:结合水与非结合水物理水:结合水与非结合水分为分为 化学水:包括结构水和结晶水化学水:包括结构水和结晶水 干燥过程只涉及物理水干燥过程只涉及物理水1. 非结合水(机械结合水)非结合水(机械结合水) 存在于坯体的大毛细管内,与坯体结合松弛。坯体存在于坯体的大毛细管内,与坯体结合松弛。坯体中非结合水的蒸发就像自由液面上水的蒸发一样,坏体中
3、非结合水的蒸发就像自由液面上水的蒸发一样,坏体表面水蒸气的分压力,等于其表面温度下的饱和水蒸汽表面水蒸气的分压力,等于其表面温度下的饱和水蒸汽分压力。坯体中非结合水排出时,物料的颗粒彼此靠拢分压力。坯体中非结合水排出时,物料的颗粒彼此靠拢,因此发生体积收缩,故非结合水又称为收缩水。,因此发生体积收缩,故非结合水又称为收缩水。 2. 物理化学结合水物理化学结合水 存在于坯体微毛细管存在于坯体微毛细管(直径小于直径小于0.1)内及胶体颗内及胶体颗粒表面的水,与坯体结合比较牢固,结合水排出时,坯粒表面的水,与坯体结合比较牢固,结合水排出时,坯体表面水蒸汽的分压小于坯体表面温度下的饱和水蒸汽体表面水蒸
4、汽的分压小于坯体表面温度下的饱和水蒸汽分压力。分压力。 平衡水:平衡水:干燥过程中当坯体表面水蒸汽分压力等于干燥过程中当坯体表面水蒸汽分压力等于周围干燥介质的水蒸汽分压力时,干燥过程即停止,水周围干燥介质的水蒸汽分压力时,干燥过程即停止,水分不能继续排出,此时坯体中所含的水分即为分不能继续排出,此时坯体中所含的水分即为平衡水平衡水,平衡水是结合水的一部分,它的多少取决于干燥介质的平衡水是结合水的一部分,它的多少取决于干燥介质的温度和相对湿度。温度和相对湿度。 以对流干燥过程为例,坯体的干燥过程可以分为:传热过程、以对流干燥过程为例,坯体的干燥过程可以分为:传热过程、外扩散过程、内扩散过程,外扩
5、散过程、内扩散过程,3个过程同时进行又相互联系。个过程同时进行又相互联系。 传热过程:传热过程:干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面,又以干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面,又以传导方式从表面传向坯体内部的过程。坯体表面的水分得到热量而传导方式从表面传向坯体内部的过程。坯体表面的水分得到热量而汽化,由液态变为气态。汽化,由液态变为气态。 外扩散过程:外扩散过程:坯体表面产生的水蒸汽,通过层流底层,在浓坯体表面产生的水蒸汽,通过层流底层,在浓度差的作用下,由坯体表面向干燥介质中移动。度差的作用下,由坯体表面向干燥介质中移动。 内扩散过程:内扩散过程:由于湿坯体表面水分蒸发,使其内部产生湿度由于
6、湿坯体表面水分蒸发,使其内部产生湿度梯度,促使水分由浓度高的内层向浓度较低的外层扩散,称湿传导梯度,促使水分由浓度高的内层向浓度较低的外层扩散,称湿传导或湿扩散。或湿扩散。二、干燥过程二、干燥过程 在干燥条件稳定的情况下,假定干燥过程中坯体不在干燥条件稳定的情况下,假定干燥过程中坯体不发生化学反应,干燥介质恒温恒湿,则坯体表面温度、发生化学反应,干燥介质恒温恒湿,则坯体表面温度、水分含量、干燥速率与时间有一定的关系,根据它们之水分含量、干燥速率与时间有一定的关系,根据它们之间关系的变化特征,可以将干燥过程分为间关系的变化特征,可以将干燥过程分为:加热阶段、加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段等
7、速干燥阶段、降速干燥阶段3个过程(见下图)。个过程(见下图)。坯 体 的 表坯 体 的 表面温度面温度坯体含水量坯体含水量干燥速度干燥速度时间时间 加热阶段:加热阶段:由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量,因此受热表面温的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量,因此受热表面温度逐渐升高,直至等于干燥介质的湿球温度,此时表面获度逐渐升高,直至等于干燥介质的湿球温度,此时表面获得热与蒸发消耗热达到动态平衡,温度不变。此阶段坯体得热与蒸发消耗热达到动态平衡,温度不变。此阶段坯体水分减少,干燥速率增加。水分减少,干燥速率增加。 等速干燥阶
8、段:等速干燥阶段:Q 由于坏体含水分较高,表面蒸发了多少水量,内部就能补充多由于坏体含水分较高,表面蒸发了多少水量,内部就能补充多少水量,即坯体内部水分移动速度等于表面水分蒸发速度,所以表少水量,即坯体内部水分移动速度等于表面水分蒸发速度,所以表面维持潮湿状态。面维持潮湿状态。Q 介质传给坯体表面的热量等于水分汽化所需的热量,所以坯体介质传给坯体表面的热量等于水分汽化所需的热量,所以坯体表面温度不变,等于介质的湿球温度。表面温度不变,等于介质的湿球温度。Q 坯体表面的水蒸汽分压等于表面温度下饱和水蒸汽分压,干燥坯体表面的水蒸汽分压等于表面温度下饱和水蒸汽分压,干燥速率稳定,故称等速干燥阶段。速
9、率稳定,故称等速干燥阶段。Q 本阶段排出非结合水,故坯体产生体积收缩,收缩量与水分降本阶段排出非结合水,故坯体产生体积收缩,收缩量与水分降低量成直线关系,若操作不当,干燥过快,坏体极易变形、开裂、低量成直线关系,若操作不当,干燥过快,坏体极易变形、开裂、造成干燥废品。造成干燥废品。 等速干燥阶段结束时,物料水分降低到等速干燥阶段结束时,物料水分降低到临界值临界值。 降速干燥阶段:降速干燥阶段: 由于坯体含水量减少,内扩散速度赶不上外扩散速度,表面不再由于坯体含水量减少,内扩散速度赶不上外扩散速度,表面不再维持潮湿,干燥速率逐渐降低。由于表面水分蒸发所需热量减少,维持潮湿,干燥速率逐渐降低。由于
10、表面水分蒸发所需热量减少,物料温度开始逐渐升高。物料表面水蒸汽分压小于表面温度下饱和物料温度开始逐渐升高。物料表面水蒸汽分压小于表面温度下饱和水蒸汽分压。水蒸汽分压。 此阶段是排出结合水,坏体不产生体积收缩,不会产生干燥废品。此阶段是排出结合水,坏体不产生体积收缩,不会产生干燥废品。 当物料水分下降等于当物料水分下降等于平衡水分平衡水分时,干燥速率变为零,干燥过程时,干燥速率变为零,干燥过程终止。此时物料表面温度等于介质的干球温度,表面水蒸汽分压等终止。此时物料表面温度等于介质的干球温度,表面水蒸汽分压等于介质的水蒸汽分压。于介质的水蒸汽分压。 降速干燥阶段的干燥速度,取决于内扩散速率,故又称
11、内扩散控降速干燥阶段的干燥速度,取决于内扩散速率,故又称内扩散控制阶段,此时物料的结构、形状、尺寸等因素影响着干燥速率。制阶段,此时物料的结构、形状、尺寸等因素影响着干燥速率。 三、影响干燥速度的因素三、影响干燥速度的因素 影响干燥速率的因素有:传热速率、外扩散速率、内扩散速率。影响干燥速率的因素有:传热速率、外扩散速率、内扩散速率。(一)加快传热速率(一)加快传热速率 提高干燥介质温度,如提高干燥窑中的热气体温度,增加热风提高干燥介质温度,如提高干燥窑中的热气体温度,增加热风炉等,但不能使坯体表面温度升高太快,避免开裂;炉等,但不能使坯体表面温度升高太快,避免开裂; 增加传热面积;如改单面干
12、燥为双面干燥,分层码坯或减少码增加传热面积;如改单面干燥为双面干燥,分层码坯或减少码坯层数,增加与热气体接触面;坯层数,增加与热气体接触面; 提高对流传热系数。提高对流传热系数。(二)影响内扩散的因素(二)影响内扩散的因素水分的内扩散速率是由湿扩散和热扩散共同作用的。水分的内扩散速率是由湿扩散和热扩散共同作用的。 1. 热湿传导(热扩散):由于温度差而引起的水分传导,水热湿传导(热扩散):由于温度差而引起的水分传导,水分子由高温处向低温处移动。分子由高温处向低温处移动。 2. 湿传导:由于水分浓度差(湿度差)而引起的水分传导,湿传导:由于水分浓度差(湿度差)而引起的水分传导,水分子从高湿处向低
13、湿处移动。水分子从高湿处向低湿处移动。影响生坯内扩散速度的主要因素:影响生坯内扩散速度的主要因素: 组成坯体物料的性质;组成坯体物料的性质; 生坯温度;生坯温度; 坯体表面与内部的湿度差。坯体表面与内部的湿度差。 热湿传导与湿传导两者方向一致时,则热湿传导热湿传导与湿传导两者方向一致时,则热湿传导起加速的作用,则内扩散速度加快:反之热湿传导起起加速的作用,则内扩散速度加快:反之热湿传导起阻碍作用,降低内扩散速度。阻碍作用,降低内扩散速度。(三)影响外扩散的因素(三)影响外扩散的因素 当干燥处于等速干燥阶段时,外扩散阻力成为左右整个干当干燥处于等速干燥阶段时,外扩散阻力成为左右整个干燥速率的主要
14、矛盾。燥速率的主要矛盾。 V=c(C表表-C介介)=p(P表表-P介介)=(T介介-T表表)/c-扩散速度系数扩散速度系数 从空气给蒸发表面上的给热系数从空气给蒸发表面上的给热系数p蒸发系数蒸发系数 在在T表表时蒸发时蒸发1Kg水分所需的热量水分所需的热量 N增大介质流速,减薄边界层厚度等,提高对流传热系数,也增大介质流速,减薄边界层厚度等,提高对流传热系数,也可提高对流传质系数;可提高对流传质系数;N降低介质的水蒸汽浓度,增加传质面积。降低介质的水蒸汽浓度,增加传质面积。(四)其它影响因素(四)其它影响因素1. 干燥方式:热分干燥方式:热分红外线干燥;微波红外线干燥;微波真空干燥等真空干燥等
15、2. 坯体的厚度和形状坯体的厚度和形状3. 干燥器的结构及坯体在干燥器中的放置方式与位置干燥器的结构及坯体在干燥器中的放置方式与位置四、干燥制度的确定四、干燥制度的确定 干燥制度:根据产品的品质要求来确定干燥方法及干燥制度:根据产品的品质要求来确定干燥方法及其干燥过程中各阶段的干燥速度。(即干燥介质的种类其干燥过程中各阶段的干燥速度。(即干燥介质的种类、温度、湿度、流量与流速等)、温度、湿度、流量与流速等)1. 干燥介质的温度与湿度干燥介质的温度与湿度 坯体的性质坯体的性质2. 干燥介质的流速与流量干燥介质的流速与流量 520m/s第二节第二节 干燥方法干燥方法 按干燥方法不同进行分类,可分为
展开阅读全文