文档介绍：第六章干燥《化工原理》网络课程本章学习的目的: 通过本章的学习,应熟练掌握湿空气的性质,能正确应用空气的 H–I图确定空气的状态点及其性质参数;能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。本章重点掌握的内容?湿空气的性质; ?湿空气 H–I图及应用; ?干燥过程的物料衡算与热量衡算。?湿物料中水分的划分; ?干燥过程的平衡关系; ?干燥过程的速率关系; ?干燥时间的计算。?干燥器的主要型式及特点。第一节概述一、去湿操作为便于固体物料的贮运和加工,往往要求将固体物料中的湿分(水分或其他溶剂)除去的操作。去湿操作有以下几种常见形式: (1)机械除湿法:压榨,过滤,压滤等; (2)热物理法:加热或冷冻; (3)吸附法:用干燥剂除湿。二、干燥操作利用热能使湿物料中湿分气化并及时排出生成的蒸汽, 以获得湿分含量达到规定的成品,这种除湿方法称为干燥操作。干燥操作按传热方式可分:对流式、传导式、辐射式及介电加热式干燥。本章学习重点:以空气为干燥介质除去物料中水份的对流式干燥操作。传导干燥对流干燥辐射干燥介电加热干燥以干燥介质:热空气、湿分:水为例热能通过传热壁面以传导方式传给物料,产生的湿分蒸气被气相(又称干燥介质)带走,或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。热能以对流方式加入物料,产生的蒸气被干燥介质所带走。由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面,为物料所吸收而重新变为热能,从而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。将需要干燥的电解质物料置于高频电场中,电能在潮湿的电介质中转变为热能,例如微波干燥食品。干燥法三、干燥操作的传质传热机理图1 热空气与湿物料间的传热和传质因干燥介质温度 t高于物料表面温度,故干燥介质将热量传给物料,物料表面吸热后水分立即汽化;又因物料表面水蒸气分压 P w>空气中水气分压P,所以水气通过表面处气模向气流主体扩散,同时物料内部和表面之间产生水分差,水分由内部向表面扩散, 情况如图 1所示。所以说干燥介质既是载热体,又是载湿体。即热量由热空气物料表面?物料内部?〕传热过程两者同时发生水分由物料内部→物料表面→空气流主体传质过程四、干燥操作进行的前提条件(1)物料表面水汽分压 p w>干燥介质中水汽分压 p (2)干燥介质能将气化的水分及时带走。第二节湿空气的性质及湿度图在干燥操作中,不饱和湿空气既是载热体又是载湿体,因而可通过空气的状态变化来了解干燥过程的传热、传质特性,为此,应首先了解湿空气的性质。湿空气由绝干空气和水汽组成。一、湿空气中水汽含量的表示法 1。水汽分压 p v∵湿空气总压 p= 绝干空气分压 p g+水汽分压 p v,则如( 1)式: 式中——水蒸气分压, Pa或 kPa ; ——绝干空气分压, Pa或 kPa ; ——水蒸气摩尔数; ——绝干空气摩尔数。越大说明空气中水汽含量越高。 g vg vg vn nPP PP P???? vp gp vn gn (1) vp 2。湿含量 H(又称湿度,绝对湿度) H= 湿空气中水气的质量/湿空气中绝干气的质量= 式中——水汽分压, Pa或 kPa ; P——湿空气总压, Pa或 kPa ; ——湿空气的湿度, kg水汽.(kg绝干气) -1。当空气达到饱和状态时,则如( 3)式所示: 式中——空气温度下水气的饱和蒸气压, Pa或 kPa ; ——湿空气的饱和湿度, kg水.(kg绝干气) -1。)( 622 .0pP p? pH S SSpP pH?? 622 .0),(PtfH S?? Sp SH (2) (3)