化工原理干燥过程的物料与热量衡算课件.ppt

1、2023-5-3第第第第第第九九九九九九章章章章章章 干燥干燥干燥干燥干燥干燥 DryingDryingDrying一、一、湿物料中含水量的表示湿物料中含水量的表示 方法方法二、二、干燥系统的物料衡算干燥系统的物料衡算 三、三、干燥系统的热量衡算干燥系统的热量衡算 四、空气通过干燥器时的状空气通过干燥器时的状 态变化态变化 第第第第第第三三三三三三节节节节节节 干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热干燥过程的物料与热量衡算量衡算量衡算量衡算量衡算量衡算 2023-5-3一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量

2、的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法一、湿物料中含水量的表示方法1、湿基含水量、湿基含水量W 湿物料的总质量水分质量2、干基含水量、干基含水量X湿物料中绝干气的质量湿物料中水分的质量X3、换算关系、换算关系 XX11X2023-5-3二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算二、干燥系统的物料衡算 1、水分蒸发量、水分蒸发量 以s为基准，对水分作物料衡算 2023-5-32211GXLHGXLH2112XXGHHLW2、空气消耗量、空气消耗量L 1221HHXXGL12HHW每蒸发1kg水分时，消

3、耗的绝干空气数量l WLl 121HH 2023-5-33、干燥产品流量、干燥产品流量G2 对干燥器作绝干物料的衡算 112211GG211211GG2023-5-3三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算三、干燥系统的热量衡算 1、热量衡算的基本方程、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 10LIQLIp2023-5-3单位时间内预热器消耗的热量为：01IILQp对干燥器列焓衡算，以1s为基准 LDQIGLIQIGLI2211单位时间内向干燥器补充的热量为 LDQIIGIILQ1212单位

4、时间内干燥系统消耗的总热量为 DpQQQLQIIGIIL1202连续干燥系统热量衡算的基本方程式 2023-5-3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 20VVII湿物料进出干燥器时的比热取平均值 mc湿空气进出干燥器时的焓分别为：0000HItcIVg2222HItcIVg0220202HHIttcIIVg2023-5-3 0220200202HHtcrttcIIg 0220288.1249001.1HHttt湿物料进出干燥器的焓分别为 111mcI 222mcI 1212mcIIDpQQQLQIIGIIL1202 LmQGcHHtttL120220288.1249001.

5、12023-5-312HHWL02HHWQ022020288.1249001.1HHtHHWttLLmQGc12LmQGctWttL1220288.1249001.1可见：向干燥系统输入的热量用于：加热空气；加热物料；蒸发水分；热损失 Xcccsm2023-5-32、干燥系统的热效率、干燥系统的热效率%100量向干燥系统输入的总热蒸发水分所需的热量蒸发水分所需的热量为 WtWQV12187.488.12490忽略物料中水分带入的焓 288.12490tWQV%10088.124902QtW2023-5-3四、空气通过干燥器时的状态变化四、空气通过干燥器时的状态变化四、空气通过干燥器时的状态变化

6、四、空气通过干燥器时的状态变化四、空气通过干燥器时的状态变化四、空气通过干燥器时的状态变化 1、等焓干燥过程、等焓干燥过程(理想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 012IIGDpQQQ011212IILQIIGIILL01IILQp2023-5-321II LDQIIGIILIILQ120201将上述条件代入H0t0AIHt1Bt2C21II 2023-5-32、非等焓干燥过程、非等焓干燥过程 1）操作线在过）操作线在过B点等焓线下方点等焓线下方条件：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

7、QL0；物料进出干燥器时的焓不相等 012IIG0201IILIIL21II 2023-5-3IHt1Bt2C21II C1C2C32023-5-32）操作线在过点）操作线在过点B的等焓线上方的等焓线上方 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 LDQIIGQ120201IILIIL21II 3）操作线为过）操作线为过B点的等温线点的等温线 向干燥器补充的热量足够多，恰使干燥过程在等温下进行 2023-5-3 例：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

8、.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，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。2023-5-3解：解：因在干燥器内经历等焓过程，21HHII222111249088.101.1249088.101.1HtHHtH1401t 干空气kgkgHH/005.001602t 24906088.16001.1005.0249024906088.1140005.088.101.12H干空气kgkg/0363.02023-5-3绝干物料量：111

9、 GGC035.011skg/965.01111X绝干料水 kgkg/0363.05.965.3绝干料水 kgkgX/00503.05.015.02绝干空气量 1222HHXXGLC005.00363.000503.00363.0965.0skg/964.02023-5-3预热器的传热速率)(01ttLcQHp01088.101.1ttHL25140005.088.101.1964.0skJ/113402t 干空气kgkgH/0447.02skgL/76.0skJQp/892023-5-3分析物料的返潮情况 当t2=60时，干燥器出口空气中水汽分压为 222622.0HPHp0363.0622.00363.033.101kPa59.5t=50时，饱和蒸汽压ps=12.34kPa，2pps即此时空气温度尚未达到气体的露点，不会返潮。当t2=40时，干燥器出口空气中水汽分压为 kPap79.60447.0622.00447.033.10122023-5-3t=30时，饱和蒸汽压ps=4.25kPa，spp 2物料可能返潮。