第七章固體干燥第一節(jié)概述第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖第五節(jié)干燥設(shè)備第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算第四節(jié)物料的平衡含水量與干燥速率11/12/20221第七章固體干燥第一節(jié)概述第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖第五第一節(jié)概述一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法三、對流干燥過程的傳熱與傳質(zhì)11/12/20222第一節(jié)概述一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法三、去濕:濕分從物料中去除的過程。去濕的方法:機械去濕去濕目的:1）工藝要求；2）貯存；3）運輸。物理去濕加熱去濕（干燥）一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法（1）熱傳導(dǎo)干燥法11/12/20223去濕:濕分從物料中去除的過程。去濕的方法:機械去濕去濕目的（2）對流傳熱干燥法（3）紅外線輻射干燥法（4）微波加熱干燥法（5）冷凍干燥法干燥過程的分類：常壓干燥真空干燥按操作壓力分11/12/20224（2）對流傳熱干燥法（3）紅外線輻射干燥法（4）微波加熱干燥連續(xù)式間歇式按操作方式分傳導(dǎo)干燥（間接加熱干燥）對流干燥（直接加熱干燥）輻射干燥介電加熱干燥按供熱方式分11/12/20225連續(xù)式按操作方式分傳導(dǎo)干燥（間接加熱干燥）按供熱方式分11/1.傳熱、傳質(zhì)同時，但方向相反；2.介質(zhì)是熱載體，有是濕載體。1-鼓風(fēng)機；2-預(yù)熱器；3-氣流干燥管；4-加料斗；5-螺旋加料器；6-旋風(fēng)分離器；7-卸料閥；8-引風(fēng)機。三、對流干燥過程的傳熱與傳質(zhì)HtQWtippiM干燥過程進行必要條件：1.物料表面水汽壓力大于干燥介質(zhì)中水汽分壓；2.干燥介質(zhì)要將汽化的水分及時帶走。11/12/202261.傳熱、傳質(zhì)同時，但方向相反；1-鼓風(fēng)機；2-預(yù)熱器；三、第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕空氣的濕度圖及其應(yīng)用11/12/20227第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕空氣的濕一、濕空氣的性質(zhì)（一）濕空氣中濕含量的表示方法1.濕空氣中水汽分壓pV2.相對濕度φ定義：一定T、P，pV與同溫度下pS之比的百分數(shù)。11/12/20228一、濕空氣的性質(zhì)（一）濕空氣中濕含量的表示方法1.濕空氣3.濕度（濕含量）H定義：1kg干空氣所攜帶的水汽質(zhì)量。H

=Kg水汽Kg干空氣=nVMVng

Mg=18.02nV28.95ng飽和空氣，pV=ps，φ=1，不可作為干燥介質(zhì)；不飽和空氣，pV<ps，φ<1，可作為干燥介質(zhì)。11/12/202293.濕度（濕含量）HH=Kg水汽Kg干空氣=nVMV當(dāng)P為一定值時，pV=ps時，H=Hs即：H與φ的關(guān)系：H表示空氣中水汽含量的絕對值，而φ反映濕空氣水氣含量的相對大小，不飽和程度，吸收水汽的能力，φ

↓→能力↑。11/12/202210當(dāng)P為一定值時，pV=ps時，H=Hs即：H與φ的關(guān)系：（二）濕空氣的比體積、比熱容和焓1.濕空氣的比體積υH [m3濕空氣/kg干氣]定義：1kg絕干空氣為基準(zhǔn)，濕空氣的總體積。11/12/202211（二）濕空氣的比體積、比熱容和焓1.濕空氣的比體積υP一定，2.濕空氣的比熱容cH定義：在常壓下，將1kg干空氣和其所帶有的Hkg水汽升高溫度1K所需的熱量。[kJ/kg干氣?K]3.濕空氣的焓I [kJ/kg干氣]11/12/202212P一定，2.濕空氣的比熱容cH定義：在常壓下，將1kg干定義：濕空氣的焓為干空氣的焓與水汽的焓之和。（三）濕空氣的溫度t：是用普通溫度計測得的濕空氣的真實溫度。1.干球溫度t11/12/202213定義：濕空氣的焓為干空氣的焓與水汽的焓之和。（三）濕空氣定義：一定壓力，不飽和空氣等濕降溫至飽和的溫度。pS：td下的飽和蒸汽壓。2.露點td

tw:

濕球溫度計在空氣中所達到的平衡或穩(wěn)定的溫度。3.濕球溫度tw氣流ttw11/12/202214定義：一定壓力，不飽和空氣等濕降溫至飽和的溫度。濕球溫度計工作原理α、kHu0.8，α與kH之比與物性有關(guān)。討論：1）物系一定，空氣—水系統(tǒng)，u5m/s：QN對流傳熱kH氣體t,H氣膜對流傳質(zhì)液滴表面tw,Hw11/12/202215濕球溫度計工作原理α、kHu0.8，α與kH之比與物性2）飽和空氣：tw=t；3）不飽和空氣：tw<t。測定tw的意義：1）測定H；2）確定物料表面的溫度。4.絕熱飽和溫度tas定義：空氣絕熱增濕至飽和時的溫度。11/12/2022162）飽和空氣：tw=t；3）不飽和空氣：tw<t。空氣變化過程：1）t↓；2)H↑；3）I不變。11/12/202217空氣變化過程：1）t↓；2)H↑；3）I不變。11/9/20tw與tas的關(guān)系：tw：大量空氣與少量水接觸，空氣t、H的不變；tas：大量水與一定量空氣接觸，空氣降溫、增濕。

tw與tas數(shù)值上的差異取決于α/kH與cH兩者之間的差別。

tw：傳熱與傳質(zhì)速率均衡結(jié)果，屬動平衡；tas：熱量衡算與物料衡算導(dǎo)出，屬靜平衡。

，空氣—水體系：空氣—甲苯體系：，twtas11/12/202218tw與tas的關(guān)系：tw：大量空氣與少量水接觸，空當(dāng)空氣為不飽和狀態(tài)：ttw(tas)td；當(dāng)空氣為飽和狀態(tài)：t

=tw(tas)=td。P一定，F(xiàn)=2，兩個獨立參數(shù)確定空氣狀態(tài)、性質(zhì)。二、濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用11/12/202219當(dāng)空氣為不飽和狀態(tài)：ttw(tas)td（一）I-H圖的構(gòu)造坐標(biāo)；5根線。等濕線等焓線等溫線等相對濕度線p-H線11/12/202220（一）I-H圖的構(gòu)造坐標(biāo)；5根線。等濕線等焓線等溫線等相對濕（二）焓濕圖的應(yīng)用1.已知兩個獨立參數(shù)，定空氣狀態(tài)點，求其它性能參數(shù)例1已知t=30℃，=60%求：H、td、

tast=30AH=0.016kg/kg干氣Dtd=21等焓線Ctas=2311/12/202221（二）焓濕圖的應(yīng)用1.已知兩個獨立參數(shù)，定空氣狀態(tài)點，求其它例2已知t、tW，定狀態(tài)。A11/12/202222例2已知t、tW，定狀態(tài)。A11/9/202222例3已知t、td，定狀態(tài)。tdA11/12/202223例3已知t、td，定狀態(tài)。tdA11/9/2022第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算一、干燥過程的物料衡算二、干燥過程的熱量衡算11/12/202224第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算一、干燥過程的物料衡算二（一）物料中含水量表示方法（1）濕基含水量w[kg水/kg濕物料]一、干燥過程的物料衡算（2）干基含水量X[kg水/kg干物料]11/12/202225（一）物料中含水量表示方法（1）濕基含水量w[kg水（3）兩者關(guān)系（二）物料衡算濕物料L1,

w1干燥產(chǎn)品L2,

w2熱空氣G,H1濕廢氣體G,H2（1）干燥產(chǎn)品流量L2（2）水分蒸發(fā)量W11/12/202226（3）兩者關(guān)系（二）物料衡算濕物料干燥產(chǎn)品熱空氣濕廢氣（3）空氣消耗量11/12/202227（3）空氣消耗量11/9/202227二、干燥過程的熱量衡算濕物料L1,

X1,1,I1’干燥產(chǎn)品L2,

X2,2,I2’熱氣體G,H1,t1,I1濕廢氣體G,H2,t2,I2濕氣體G,H0,t0,I0QpQDQL預(yù)熱器干燥器11/12/202228二、干燥過程的熱量衡算濕物料干燥產(chǎn)品熱氣體濕廢氣體濕氣體Qp（1）預(yù)熱器的加熱量（2）干燥器的熱量衡算11/12/202229（1）預(yù)熱器的加熱量（2）干燥器的熱量衡算11/9/2022第四節(jié)物料的平衡含水量一、物料的干燥實驗曲線二、物料的平衡含水量曲線三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間11/12/202230第四節(jié)物料的平衡含水量一、物料的干燥實驗曲線二、物料的平衡一、物料的干燥實驗曲線（一）干燥實驗曲線A濕含量XXctwDCBADCBtX*物料表面溫度干燥時間預(yù)熱段恒速段降速段干燥曲線：

X、與的關(guān)系曲線?？諝鉁囟葷穸攘魉倥c物料接觸狀況恒定干燥條件：11/12/202231一、物料的干燥實驗曲線（一）干燥實驗曲線A濕含量XXctwD2.恒速干燥段：物料溫度恒定在tw，X~呈直線，氣體傳給物料熱量全部用于濕份汽化。1.預(yù)熱段：物料升溫，X變化不大。3.降速干燥段：物料開始升溫，X變化減慢，氣體傳給物料的熱量僅部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫，當(dāng)X=X*，=t。（二）干燥過程的三階段11/12/2022322.恒速干燥段：物料溫度恒定在tw，X~呈直線，氣體傳二、物料的平衡含水量曲線（一）物料的平衡含水量曲線平衡水分（X*）：不能用干燥方法除去的水分。X*=f（物料種類、空氣性質(zhì)）吸水性弱的小11/12/202233二、物料的平衡含水量曲線（一）物料的平衡含水量曲線平衡（二）自由水分與平衡水分自由水分（X－X*）:可用干燥方法除去的水分。(三)結(jié)合水分與非結(jié)合水分結(jié)合水分——水與物料有結(jié)合力，pw<ps。非結(jié)合水分——水與物料無結(jié)合力，pw＝ps。11/12/202234（二）自由水分與平衡水分自由水分（X－X*）:可用干燥方法除1）結(jié)合水分與非結(jié)合水分只與物料的性質(zhì)有關(guān)，而與空氣的狀態(tài)無關(guān)，這是與平衡水分的主要區(qū)別。2）平衡水分是指定空氣，干燥的極限，與空氣和物料有關(guān)，且一定是結(jié)合水分。注意：3）X低，φ高，可能吸濕。11/12/2022351）結(jié)合水分與非結(jié)合水分只與物料的性質(zhì)有關(guān)，而與空氣的狀態(tài)無三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間干燥速率:單位時間、單位干燥面積汽化水分量。[kg水/m2?s]（一）間歇干燥過程和干燥速率曲線11/12/202236三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間干燥速率:單位時間、ABC段：恒速干燥階段AB段：預(yù)熱段BC段：恒速段CDE段：降速干燥階段C點：臨界點XC：臨界含水量E點：平衡點X*：平衡水分11/12/202237ABC段：恒速干燥階段C點：臨界點11/9/202237（二）恒速干燥階段[kg水/m2?s]——恒速干燥速率物料表面濕潤，X>Xc，汽化的是非結(jié)合水分。11/12/202238（二）恒速干燥階段[kg水/m2?s]——恒速干燥速率物料表恒速干燥特點：1.影響u的主要因素：t、H、u、空氣與物料接觸方式1.u＝uC＝const.2.物料表面溫度為tw；3.去除的水分為非結(jié)合水分；4.uC——干燥條件決定，表面汽化控制；uC的來源：（1）

由干燥速率曲線查得2.恒速階段干燥時間計算11/12/202239恒速干燥特點：1.影響u的主要因素：t、H、u、空氣與物（三）降速階段1.影響u的因素：2.降速階段干燥時間計算實際汽化表面減?。–D，除非結(jié)合、結(jié)合水分）汽化面向內(nèi)部移動（DE，除結(jié)合水分）u因素：與物料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、堆積厚度有關(guān)，與空氣狀態(tài)關(guān)系不大。11/12/202240（三）降速階段1.影響u的因素：2.降速階段干燥時間方法：（1）圖解積分法（2）解析計算法X*XCuCX211/12/202241方法：（2）解析計算法X*XCuCX211/9/202241總干燥時間：當(dāng)X*=0時，11/12/202242總干燥時間：當(dāng)X*=0時，11/9/202242（四）臨界含水量XC1.吸水性強的物料XC>吸水性弱的物料

XC2.物料層越薄、分散越細，XC越低3.干燥條件：t↑,H,u↑。

uC越大，XC越高。X11/12/202243（四）臨界含水量XC1.吸水性強的物料XC>吸水性弱的二、干燥的選用第五節(jié)干燥設(shè)備一、常用對流干燥器簡介11/12/202244二、干燥的選用第五節(jié)干燥設(shè)備一、常用對流干燥器簡介11一、常用對流干燥器簡介（一）廂式干燥器(盤架式干燥器)小型的稱為烘箱，大型的稱為烘房，可同時處理多種物料。通常在常壓或真空下間歇操作。廂內(nèi)設(shè)有支架，濕物料放在矩形淺盤內(nèi)，或懸掛在支架上(板狀物料)，空氣經(jīng)加熱器預(yù)熱并均勻分配后，平行掠過物料表面，離開物料表面的濕廢氣體，部分排空，部分循環(huán)，與新鮮空氣混合后用作干燥介質(zhì)。11/12/202245一、常用對流干燥器簡介（一）廂式干燥器(盤架式干燥器)小型的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，裝卸靈活、方便，適應(yīng)性強，適用于小批量、多品種物料的干燥；缺點：分散差，勞動強度大，干燥時間長，設(shè)備體積大。11/12/202246優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，裝卸靈活、方便，適應(yīng)性強，適用于小批量、多品（二）轉(zhuǎn)筒式干燥器

主體:沿軸向裝抄板圓筒,略傾斜，齒輪機構(gòu)驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運動；物料由轉(zhuǎn)筒較高一端送，由較低端出，熱風(fēng)由轉(zhuǎn)筒低端入，由高端出，氣固兩相呈逆流接觸；隨著圓筒旋轉(zhuǎn)，物料被炒板抄起然后灑下，改善傳熱傳質(zhì)，提高干燥速率；物料濕含量較低，產(chǎn)品能承受高溫，宜采用逆流干燥。物料濕含量較高、產(chǎn)品濕含量不是很低的場合宜采用并流干燥。11/12/202247（二）轉(zhuǎn)筒式干燥器主體:沿軸向裝抄板圓筒,略傾斜，齒輪機構(gòu)特點:國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑一般為0.5-3m，長度為2-27m，長徑比為4-10，物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的裝填量約為筒體容積的8-13%，物料沿轉(zhuǎn)筒軸向前進的速度為0.01-0.08m/s，其停留時間一般為1h左右。(1)機械化程度較高，生產(chǎn)能力較大；(2)干燥介質(zhì)通過轉(zhuǎn)筒的阻力較?。?3)對物料的適應(yīng)性較強，操作穩(wěn)定方便，運行費用較低；(4)裝置比較笨重，金屬耗材多，傳動機構(gòu)復(fù)雜，維修量較大；(5)設(shè)備投資高，占地面積大。11/12/202248特點:國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑一般為0.5-3m，長（三）流化床干燥器加料口加入，熱氣體穿過流化床底部多孔分布板，形成許多小氣流射入物料層。氣速控制，形成沸騰狀流化床。產(chǎn)品經(jīng)床側(cè)出料管卸出，濕廢氣體由引風(fēng)機從床層頂部抽出排空，旋風(fēng)分離器分離所夾帶少量細微粉。單層流化床干燥器11/12/202249（三）流化床干燥器加料口加入，熱氣體穿過流化床底部多孔分布固體在每一層完全混合，但層與層之間不相混。改善了物料停留時間的分布，層數(shù)越多，產(chǎn)品濕含量愈均勻。國內(nèi)使用五層流化床干燥滌綸切片，效果很好。氣固兩相逆流流動，有利于降低產(chǎn)品的濕含量，且可使熱量的利用更加充分。多層流化床特別適合于產(chǎn)品濕含量較低、冷物料不能承受強烈干燥而干物料可以耐高溫的場合。多層床其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體的流動阻力也較大，因而限制了多層流化床的應(yīng)用。多層流化床干燥器主要問題：控制物料順利流至下一層的量，且不使氣體沿溢流管短路跑掉。在應(yīng)用中常因操作不當(dāng)而不能正常生產(chǎn)。11/12/202250固體在每一層完全混合，但層與層之間不相混。改善了物料臥式多室流化床干燥器床為矩形截面，用擋板將床分為多個室，擋板與氣體分布板間有間隙使物料逐室通過。最后一室通入冷空氣。特點：產(chǎn)品含水量均勻；各室氣溫和流量可調(diào)節(jié)，熱量利用充分；物料和氣體錯流，流動阻力小，動力消耗少；最后一室冷卻便于包裝。11/12/202251臥式多室流化床干燥器床為矩形截面，用擋板將床分為多個（四）氣流干燥器特點：(1)干燥速度快，兩傳熱傳質(zhì)面積。熱氣體速度高,相對速度很大，體積小。(2)并流，使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)不會燒壞物料。(3)時間短，氣流干燥又稱為快速干燥或閃蒸干燥，特別適合于熱敏性物料干燥。(4)物料呈活塞流流動，干燥產(chǎn)品濕含量均勻。(5)結(jié)構(gòu)簡單，投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小。11/12/202252（四）氣流干燥器特點：11/9/202252問題：(1)物料停留時間短，只適合于干燥非結(jié)合水分的干燥，故常被用作物料的預(yù)干燥；(2)顆粒破碎現(xiàn)象比較嚴重，顆粒之間以及顆粒與器壁之間的碰撞與摩擦。故不適合于干燥晶形不允許破壞的物料；(3)氣固兩相分離任務(wù)很重，固體產(chǎn)品的放空損失較大，粉料排空對環(huán)境造成一定污染；(4)氣固兩相接觸時間短，傳熱不充分，氣體放空損失大，熱效率較低；(5)氣體通過干燥系統(tǒng)的流動阻力較大，因而風(fēng)機的動力消耗較高，故總能耗較高。11/12/202253問題：11/9/202253（五）噴霧干燥器用于干燥溶液、漿液或懸浮液。液狀物料由霧化器噴成霧狀細滴并分散于熱氣流中，使水分迅速汽化而獲得微粒狀干燥產(chǎn)品。霧滴直徑為30~60m，每升料液100~600m2的蒸發(fā)面積，需干燥時間很短（約為5~30s）。特別適合于干燥熱敏性物料，如牛奶、蛋制品、血漿、洗衣粉、抗菌素、酵母和染料等。11/12/202254（五）噴霧干燥器用于干燥溶液、漿液或懸浮液霧化器氣流式霧化器：壓縮空氣在噴嘴處達到音速并形成很低的壓力，抽送料液由噴嘴成霧狀噴出?？芍苽淞叫∮?m的微細顆粒，能處理粘度較大的料液，但動力消耗較大，裝置的生產(chǎn)能力較小。料液空氣軸料液離心式霧化器：料液送入一高速旋轉(zhuǎn)的裝有放射形葉片的圓盤中央，在離心力作用下加速從周邊呈霧狀灑出。操作簡單，適應(yīng)能力強，彈性大，粒徑均勻。特別適合于固相含量較高液體。干燥器直徑較大，霧化器加工難度大，制造價格高。11/12/202255霧化器氣流式霧化器：壓縮空氣在噴嘴處達到音速并形成很低的壓力壓力式霧化器：用泵將料液加壓至30-200atm并通入噴嘴，噴嘴內(nèi)有螺旋室，液體在其中高速旋轉(zhuǎn)并從出口小孔處呈霧狀噴出。結(jié)構(gòu)簡單，造價低，動力消耗低。操作彈性小，產(chǎn)品粒徑不均勻，噴嘴容易因腐蝕或磨損而影響噴霧質(zhì)量。11/12/202256壓力式霧化器：用泵將料液加壓至30-200atm并通入噴二、干燥器的選用被干燥物料的特點：形狀：有板狀、塊狀、片狀、針狀、纖維狀、粒狀、粉狀，膏糊狀甚至液狀等；結(jié)構(gòu)：多孔疏松型，緊密型；耐熱性：熱敏性；結(jié)塊：易粘結(jié)成塊的濕物料在干燥過程中能逐步分散，散粒性很好的濕物料在干燥過程中可能會嚴重結(jié)塊。11/12/202257二、干燥器的選用被干燥物料的特點：形狀：有板狀、塊狀、片對產(chǎn)品的要求：干燥程度：脫除表面水分，結(jié)合水分甚至結(jié)晶水分。要求的平均濕含量和干燥均勻性。外觀：一定的晶型和光澤，不開裂變形等。干燥器的基本要求：保證干燥質(zhì)量，干燥均勻，不發(fā)生變質(zhì)，晶形完整，不發(fā)生龜裂變形；(2)速率快，時間短，小設(shè)備大生產(chǎn)；(3)能耗低，熱效率高，動力消耗低；(4)工藝簡單，設(shè)備投資小，操作穩(wěn)定，控制靈活，勞動條件好，污染環(huán)境小。11/12/202258對產(chǎn)品的要求：干燥程度：脫除表面水分，結(jié)合水分甚至結(jié)晶水分。第七章固體干燥第一節(jié)概述第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖第五節(jié)干燥設(shè)備第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算第四節(jié)物料的平衡含水量與干燥速率11/12/202259第七章固體干燥第一節(jié)概述第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖第五第一節(jié)概述一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法三、對流干燥過程的傳熱與傳質(zhì)11/12/202260第一節(jié)概述一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法三、去濕:濕分從物料中去除的過程。去濕的方法:機械去濕去濕目的:1）工藝要求；2）貯存；3）運輸。物理去濕加熱去濕（干燥）一、固體物料去濕方法二、濕物料的干燥方法（1）熱傳導(dǎo)干燥法11/12/202261去濕:濕分從物料中去除的過程。去濕的方法:機械去濕去濕目的（2）對流傳熱干燥法（3）紅外線輻射干燥法（4）微波加熱干燥法（5）冷凍干燥法干燥過程的分類：常壓干燥真空干燥按操作壓力分11/12/202262（2）對流傳熱干燥法（3）紅外線輻射干燥法（4）微波加熱干燥連續(xù)式間歇式按操作方式分傳導(dǎo)干燥（間接加熱干燥）對流干燥（直接加熱干燥）輻射干燥介電加熱干燥按供熱方式分11/12/202263連續(xù)式按操作方式分傳導(dǎo)干燥（間接加熱干燥）按供熱方式分11/1.傳熱、傳質(zhì)同時，但方向相反；2.介質(zhì)是熱載體，有是濕載體。1-鼓風(fēng)機；2-預(yù)熱器；3-氣流干燥管；4-加料斗；5-螺旋加料器；6-旋風(fēng)分離器；7-卸料閥；8-引風(fēng)機。三、對流干燥過程的傳熱與傳質(zhì)HtQWtippiM干燥過程進行必要條件：1.物料表面水汽壓力大于干燥介質(zhì)中水汽分壓；2.干燥介質(zhì)要將汽化的水分及時帶走。11/12/2022641.傳熱、傳質(zhì)同時，但方向相反；1-鼓風(fēng)機；2-預(yù)熱器；三、第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕空氣的濕度圖及其應(yīng)用11/12/202265第二節(jié)濕空氣的性質(zhì)與濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)二、濕空氣的濕一、濕空氣的性質(zhì)（一）濕空氣中濕含量的表示方法1.濕空氣中水汽分壓pV2.相對濕度φ定義：一定T、P，pV與同溫度下pS之比的百分數(shù)。11/12/202266一、濕空氣的性質(zhì)（一）濕空氣中濕含量的表示方法1.濕空氣3.濕度（濕含量）H定義：1kg干空氣所攜帶的水汽質(zhì)量。H

=Kg水汽Kg干空氣=nVMVng

Mg=18.02nV28.95ng飽和空氣，pV=ps，φ=1，不可作為干燥介質(zhì)；不飽和空氣，pV<ps，φ<1，可作為干燥介質(zhì)。11/12/2022673.濕度（濕含量）HH=Kg水汽Kg干空氣=nVMV當(dāng)P為一定值時，pV=ps時，H=Hs即：H與φ的關(guān)系：H表示空氣中水汽含量的絕對值，而φ反映濕空氣水氣含量的相對大小，不飽和程度，吸收水汽的能力，φ

↓→能力↑。11/12/202268當(dāng)P為一定值時，pV=ps時，H=Hs即：H與φ的關(guān)系：（二）濕空氣的比體積、比熱容和焓1.濕空氣的比體積υH [m3濕空氣/kg干氣]定義：1kg絕干空氣為基準(zhǔn)，濕空氣的總體積。11/12/202269（二）濕空氣的比體積、比熱容和焓1.濕空氣的比體積υP一定，2.濕空氣的比熱容cH定義：在常壓下，將1kg干空氣和其所帶有的Hkg水汽升高溫度1K所需的熱量。[kJ/kg干氣?K]3.濕空氣的焓I [kJ/kg干氣]11/12/202270P一定，2.濕空氣的比熱容cH定義：在常壓下，將1kg干定義：濕空氣的焓為干空氣的焓與水汽的焓之和。（三）濕空氣的溫度t：是用普通溫度計測得的濕空氣的真實溫度。1.干球溫度t11/12/202271定義：濕空氣的焓為干空氣的焓與水汽的焓之和。（三）濕空氣定義：一定壓力，不飽和空氣等濕降溫至飽和的溫度。pS：td下的飽和蒸汽壓。2.露點td

tw:

濕球溫度計在空氣中所達到的平衡或穩(wěn)定的溫度。3.濕球溫度tw氣流ttw11/12/202272定義：一定壓力，不飽和空氣等濕降溫至飽和的溫度。濕球溫度計工作原理α、kHu0.8，α與kH之比與物性有關(guān)。討論：1）物系一定，空氣—水系統(tǒng)，u5m/s：QN對流傳熱kH氣體t,H氣膜對流傳質(zhì)液滴表面tw,Hw11/12/202273濕球溫度計工作原理α、kHu0.8，α與kH之比與物性2）飽和空氣：tw=t；3）不飽和空氣：tw<t。測定tw的意義：1）測定H；2）確定物料表面的溫度。4.絕熱飽和溫度tas定義：空氣絕熱增濕至飽和時的溫度。11/12/2022742）飽和空氣：tw=t；3）不飽和空氣：tw<t?？諝庾兓^程：1）t↓；2)H↑；3）I不變。11/12/202275空氣變化過程：1）t↓；2)H↑；3）I不變。11/9/20tw與tas的關(guān)系：tw：大量空氣與少量水接觸，空氣t、H的不變；tas：大量水與一定量空氣接觸，空氣降溫、增濕。

tw與tas數(shù)值上的差異取決于α/kH與cH兩者之間的差別。

tw：傳熱與傳質(zhì)速率均衡結(jié)果，屬動平衡；tas：熱量衡算與物料衡算導(dǎo)出，屬靜平衡。

，空氣—水體系：空氣—甲苯體系：，twtas11/12/202276tw與tas的關(guān)系：tw：大量空氣與少量水接觸，空當(dāng)空氣為不飽和狀態(tài)：ttw(tas)td；當(dāng)空氣為飽和狀態(tài)：t

=tw(tas)=td。P一定，F(xiàn)=2，兩個獨立參數(shù)確定空氣狀態(tài)、性質(zhì)。二、濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用11/12/202277當(dāng)空氣為不飽和狀態(tài)：ttw(tas)td（一）I-H圖的構(gòu)造坐標(biāo)；5根線。等濕線等焓線等溫線等相對濕度線p-H線11/12/202278（一）I-H圖的構(gòu)造坐標(biāo)；5根線。等濕線等焓線等溫線等相對濕（二）焓濕圖的應(yīng)用1.已知兩個獨立參數(shù)，定空氣狀態(tài)點，求其它性能參數(shù)例1已知t=30℃，=60%求：H、td、

tast=30AH=0.016kg/kg干氣Dtd=21等焓線Ctas=2311/12/202279（二）焓濕圖的應(yīng)用1.已知兩個獨立參數(shù)，定空氣狀態(tài)點，求其它例2已知t、tW，定狀態(tài)。A11/12/202280例2已知t、tW，定狀態(tài)。A11/9/202222例3已知t、td，定狀態(tài)。tdA11/12/202281例3已知t、td，定狀態(tài)。tdA11/9/2022第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算一、干燥過程的物料衡算二、干燥過程的熱量衡算11/12/202282第三節(jié)干燥過程的物料衡算和熱量衡算一、干燥過程的物料衡算二（一）物料中含水量表示方法（1）濕基含水量w[kg水/kg濕物料]一、干燥過程的物料衡算（2）干基含水量X[kg水/kg干物料]11/12/202283（一）物料中含水量表示方法（1）濕基含水量w[kg水（3）兩者關(guān)系（二）物料衡算濕物料L1,

w1干燥產(chǎn)品L2,

w2熱空氣G,H1濕廢氣體G,H2（1）干燥產(chǎn)品流量L2（2）水分蒸發(fā)量W11/12/202284（3）兩者關(guān)系（二）物料衡算濕物料干燥產(chǎn)品熱空氣濕廢氣（3）空氣消耗量11/12/202285（3）空氣消耗量11/9/202227二、干燥過程的熱量衡算濕物料L1,

X1,1,I1’干燥產(chǎn)品L2,

X2,2,I2’熱氣體G,H1,t1,I1濕廢氣體G,H2,t2,I2濕氣體G,H0,t0,I0QpQDQL預(yù)熱器干燥器11/12/202286二、干燥過程的熱量衡算濕物料干燥產(chǎn)品熱氣體濕廢氣體濕氣體Qp（1）預(yù)熱器的加熱量（2）干燥器的熱量衡算11/12/202287（1）預(yù)熱器的加熱量（2）干燥器的熱量衡算11/9/2022第四節(jié)物料的平衡含水量一、物料的干燥實驗曲線二、物料的平衡含水量曲線三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間11/12/202288第四節(jié)物料的平衡含水量一、物料的干燥實驗曲線二、物料的平衡一、物料的干燥實驗曲線（一）干燥實驗曲線A濕含量XXctwDCBADCBtX*物料表面溫度干燥時間預(yù)熱段恒速段降速段干燥曲線：

X、與的關(guān)系曲線?？諝鉁囟葷穸攘魉倥c物料接觸狀況恒定干燥條件：11/12/202289一、物料的干燥實驗曲線（一）干燥實驗曲線A濕含量XXctwD2.恒速干燥段：物料溫度恒定在tw，X~呈直線，氣體傳給物料熱量全部用于濕份汽化。1.預(yù)熱段：物料升溫，X變化不大。3.降速干燥段：物料開始升溫，X變化減慢，氣體傳給物料的熱量僅部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫，當(dāng)X=X*，=t。（二）干燥過程的三階段11/12/2022902.恒速干燥段：物料溫度恒定在tw，X~呈直線，氣體傳二、物料的平衡含水量曲線（一）物料的平衡含水量曲線平衡水分（X*）：不能用干燥方法除去的水分。X*=f（物料種類、空氣性質(zhì)）吸水性弱的小11/12/202291二、物料的平衡含水量曲線（一）物料的平衡含水量曲線平衡（二）自由水分與平衡水分自由水分（X－X*）:可用干燥方法除去的水分。(三)結(jié)合水分與非結(jié)合水分結(jié)合水分——水與物料有結(jié)合力，pw<ps。非結(jié)合水分——水與物料無結(jié)合力，pw＝ps。11/12/202292（二）自由水分與平衡水分自由水分（X－X*）:可用干燥方法除1）結(jié)合水分與非結(jié)合水分只與物料的性質(zhì)有關(guān)，而與空氣的狀態(tài)無關(guān)，這是與平衡水分的主要區(qū)別。2）平衡水分是指定空氣，干燥的極限，與空氣和物料有關(guān)，且一定是結(jié)合水分。注意：3）X低，φ高，可能吸濕。11/12/2022931）結(jié)合水分與非結(jié)合水分只與物料的性質(zhì)有關(guān)，而與空氣的狀態(tài)無三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間干燥速率:單位時間、單位干燥面積汽化水分量。[kg水/m2?s]（一）間歇干燥過程和干燥速率曲線11/12/202294三、恒定干燥條件下的干燥速率與干燥時間干燥速率:單位時間、ABC段：恒速干燥階段AB段：預(yù)熱段BC段：恒速段CDE段：降速干燥階段C點：臨界點XC：臨界含水量E點：平衡點X*：平衡水分11/12/202295ABC段：恒速干燥階段C點：臨界點11/9/202237（二）恒速干燥階段[kg水/m2?s]——恒速干燥速率物料表面濕潤，X>Xc，汽化的是非結(jié)合水分。11/12/202296（二）恒速干燥階段[kg水/m2?s]——恒速干燥速率物料表恒速干燥特點：1.影響u的主要因素：t、H、u、空氣與物料接觸方式1.u＝uC＝const.2.物料表面溫度為tw；3.去除的水分為非結(jié)合水分；4.uC——干燥條件決定，表面汽化控制；uC的來源：（1）

由干燥速率曲線查得2.恒速階段干燥時間計算11/12/202297恒速干燥特點：1.影響u的主要因素：t、H、u、空氣與物（三）降速階段1.影響u的因素：2.降速階段干燥時間計算實際汽化表面減?。–D，除非結(jié)合、結(jié)合水分）汽化面向內(nèi)部移動（DE，除結(jié)合水分）u因素：與物料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、堆積厚度有關(guān)，與空氣狀態(tài)關(guān)系不大。11/12/202298（三）降速階段1.影響u的因素：2.降速階段干燥時間方法：（1）圖解積分法（2）解析計算法X*XCuCX211/12/202299方法：（2）解析計算法X*XCuCX211/9/202241總干燥時間：當(dāng)X*=0時，11/12/2022100總干燥時間：當(dāng)X*=0時，11/9/202242（四）臨界含水量XC1.吸水性強的物料XC>吸水性弱的物料

XC2.物料層越薄、分散越細，XC越低3.干燥條件：t↑,H,u↑。

uC越大，XC越高。X11/12/2022101（四）臨界含水量XC1.吸水性強的物料XC>吸水性弱的二、干燥的選用第五節(jié)干燥設(shè)備一、常用對流干燥器簡介11/12/2022102二、干燥的選用第五節(jié)干燥設(shè)備一、常用對流干燥器簡介11一、常用對流干燥器簡介（一）廂式干燥器(盤架式干燥器)小型的稱為烘箱，大型的稱為烘房，可同時處理多種物料。通常在常壓或真空下間歇操作。廂內(nèi)設(shè)有支架，濕物料放在矩形淺盤內(nèi)，或懸掛在支架上(板狀物料)，空氣經(jīng)加熱器預(yù)熱并均勻分配后，平行掠過物料表面，離開物料表面的濕廢氣體，部分排空，部分循環(huán)，與新鮮空氣混合后用作干燥介質(zhì)。11/12/2022103一、常用對流干燥器簡介（一）廂式干燥器(盤架式干燥器)小型的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，裝卸靈活、方便，適應(yīng)性強，適用于小批量、多品種物料的干燥；缺點：分散差，勞動強度大，干燥時間長，設(shè)備體積大。11/12/2022104優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，裝卸靈活、方便，適應(yīng)性強，適用于小批量、多品（二）轉(zhuǎn)筒式干燥器

主體:沿軸向裝抄板圓筒,略傾斜，齒輪機構(gòu)驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運動；物料由轉(zhuǎn)筒較高一端送，由較低端出，熱風(fēng)由轉(zhuǎn)筒低端入，由高端出，氣固兩相呈逆流接觸；隨著圓筒旋轉(zhuǎn)，物料被炒板抄起然后灑下，改善傳熱傳質(zhì)，提高干燥速率；物料濕含量較低，產(chǎn)品能承受高溫，宜采用逆流干燥。物料濕含量較高、產(chǎn)品濕含量不是很低的場合宜采用并流干燥。11/12/2022105（二）轉(zhuǎn)筒式干燥器主體:沿軸向裝抄板圓筒,略傾斜，齒輪機構(gòu)特點:國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑一般為0.5-3m，長度為2-27m，長徑比為4-10，物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的裝填量約為筒體容積的8-13%，物料沿轉(zhuǎn)筒軸向前進的速度為0.01-0.08m/s，其停留時間一般為1h左右。(1)機械化程度較高，生產(chǎn)能力較大；(2)干燥介質(zhì)通過轉(zhuǎn)筒的阻力較??；(3)對物料的適應(yīng)性較強，操作穩(wěn)定方便，運行費用較低；(4)裝置比較笨重，金屬耗材多，傳動機構(gòu)復(fù)雜，維修量較大；(5)設(shè)備投資高，占地面積大。11/12/2022106特點:國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑一般為0.5-3m，長（三）流化床干燥器加料口加入，熱氣體穿過流化床底部多孔分布板，形成許多小氣流射入物料層。氣速控制，形成沸騰狀流化床。產(chǎn)品經(jīng)床側(cè)出料管卸出，濕廢氣體由引風(fēng)機從床層頂部抽出排空，旋風(fēng)分離器分離所夾帶少量細微粉。單層流化床干燥器11/12/2022107（三）流化床干燥器加料口加入，熱氣體穿過流化床底部多孔分布固體在每一層完全混合，但層與層之間不相混。改善了物料停留時間的分布，層數(shù)越多，產(chǎn)品濕含量愈均勻。國內(nèi)使用五層流化床干燥滌綸切片，效果很好。氣固兩相逆流流動，有利于降低產(chǎn)品的濕含量，且可使熱量的利用更加充分。多層流化床特別適合于產(chǎn)品濕含量較低、冷物料不能承受強烈干燥而干物料可以耐高溫的場合。多層床其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體的流動阻力也較大，因而限制了多層流化床的應(yīng)用。多層流化床干燥器主要問題：控制物料順利流至下一層的量，且不使氣體沿溢流管短路跑掉。在應(yīng)用中常因操作不當(dāng)而不能正常生產(chǎn)。11/12/2022108