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第十三章:干燥 一、本章学习目的 通过本章的学习,应熟练掌握表示湿空气性质的参数,正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。 二、本章思考题 1、工业上常用的去湿方法有哪几种? 2、对干燥设备的基本要求是什么?常用干燥设备有哪些?各有何特征? 3、选择干燥器的主要依据是什么? 4、干燥过程中干燥介质的作用是什么? 5、表征湿空气的性质的参数有哪些? 6、什么叫湿度和相对湿度?湿空气的相对湿度大,其湿度也大,这种说法对吗?为什么? 7、测定干球温度和湿球温度的何作用? 8、干球温度、湿球温度和露点三者有何区别? 9、湿球温度和绝热饱和温度有何区别?测定湿球温度和绝热饱和温度时,若水的初温不同,对测定的结果是否有影响?为什么? 10、湿度图上有哪些参数线?怎样利用这些线来确定湿空气的状态参数? 11、当湿空气的总压变化时,湿空气H–I图上的各线将如何变化?在t、H相同的条件下,提高压力对干燥操作是否有利?为什么? 12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器? 13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料,被除去的水分是结合水还是非结合水?为什么? 14、干燥过程分哪几种阶段?它们有什么特征? 15、什么叫临界含水量和平衡含水量? 16、干燥时间包括几个部分?怎样计算? 17、干燥哪一类物料用部分废气循环?废气的作用是什么? 18、影响干燥操作的主要因素是什么?调节、控制时应注意哪些问题? 三、例题 例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m2,相对湿度为50%,干球温度为20oC。试用I-H图求解: (a)水蒸汽分压p; (b)湿度H; (c)热焓I; (d)露点td; (e)湿球温度tw; (f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117oC,求所需热量Q。 解: 由已知条件:P=101.3kN/m2,Ψ0=50%,t0=20oC在I-H图上定出湿空气的状态点A点。 (a)水蒸汽分压p 由A点沿等H线向下交水蒸汽分压线于B,在图右边纵坐标上读出得p=1.2kN/m2。 (b)湿度H 由A点沿等H线交水平辅助轴于C点,读得H=0.0075kg水/kg干空气。 (c)热焓I 通过A点作等I线的平行线,交纵轴于E点,读得I0=39kj/kg干空气。 (d)露点t 由A点沿等H线与Ψ=100%饱和线相交于D点,由等t线读得t=10oC。 (e)湿球温度tw 由A点沿等I线与Ψ=100%饱和线相交于F点,由等t线读得tw=14oC(即t=14oC)。 (f)热量Q 因湿空气通过预热器加热其温度不变,所以可由A点沿等H线向上与t1=117oC线相交于G点,读出I1138kj/kg干空气(即湿空气离开预热器之焓值)。含1kg干空气的湿空气通过预热器气所获得的热量为 每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为 例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为0.009kg水•kg-1绝干气,离开干燥器时湿度H2为0.039kg水•kg-1绝干气,假定干燥过程中无物料损失,试求: 水分蒸发是qm,W(kg水•h-1); 空气消耗qm,L(kg绝干气•h-1); 原湿空气消耗量qm,L’(kg原空气•h-1); (3)干燥产品量qm,G2(kg•h-1)。 解: qmG1=1000kg/h,w1=40℃,w2=5% H1=0.009,H2=0.039 qmGC=qmG1(1-w1)=1000(1-0.4)=600kg/h x1=0.4/0.6=0.67,x2=5/95=0.053 =1\*GB3①qmw=qmGC(x1-x2)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h =2\*GB3②qmL(H2-H1)=qmw qmL’=qmL(1+H1)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h =3\*GB3③qmGC=qmG2(1-w2) ∴ 例题13-3:湿物料含水量为42%,经干燥后为4%(均为湿基),产品产量为0.126kg/s,空气的干球温度为21℃,相对湿度40%,经预热器加热至93℃后再送入干燥器中,离开干燥器时空气的相对湿度为60%,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求: 在I—图H上画出空气状态变化过程的示意图; 设已查得H0=0.008kg水•kg-1绝干气,H2=0.03kg水•kg-1绝干气),求绝干空气消耗量qm,L(kg绝干气•s-1)。 预热器供应之热量(kw)。 解: w1=0.