(17-39-2009)工科—化工原理(下)干燥

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1、第五章干燥前言：1.定义：去除水分的操作为干燥或去湿2.方法（1）机械法（2）热能法---传导、对流、辐射干燥，常用：传导和对流结合法3.过程：干燥速率=F（传热速率、传质速率）热空气把热量传给固体物料表面——对流传热物料表面水分汽化进入热空气中——传质物料内部水分向物料表面扩散——传质空气：称干燥介质，作用载热体和载湿体4.内容：因目的选择干燥器规格型号，则需要：去水量、需热量、干燥时间，§1湿空气的性质、§2去水量和需热量计算§3干燥时间计算、§4干燥器类型§1湿空气的性质和湿度图一.湿空气的性质基准

2、：单位绝干空气（1kg）1.湿度H和相对湿度Φ(1).定义：(3).讨论：干空气p=0，则H=0水气饱和的湿空气：2.相对湿度(2)H与Φ的关系3.比容vH(1)定义：1kg绝干空气为基准的湿空气的体积(2)表达式（与H和操作条件的关系）4.湿空气的比热容（与H的关系）5.湿空气的焓I（1）定义：1kg绝干空气的焓与其所含水气的焓的和I=Ig+IvH（2）焓的基态温度：规定0oC干空气和液态水的焓为0（3）表达式：I=(t-0)+HCv(t-0)+HroI=(Cg+HCv)t+Hroro为0oC时水的汽化

3、热：2490kJ/kg，则I=(1.01+1.887H)t+2490H6.干球温度t和湿球温度tW（1）干球温度t定义：空气的真实温度，直接用wenduji8测出的温度注意：并非绝干空气温度，只是为区别于湿球温度而命名（2）湿球温度tWA.为何引入tW：求H。因φ、vH、CH、I均为H的函数，而H不易测，且H=f(t,tW)B.湿球温度的结构和测温原理——结构水棉布温度计空气Ht——测定原理：当空气传给棉布上的水的显热=水分汽化所需汽化热时读数为tW说明：*虽空气与湿布间有传热和传质，因空气流通，则空气的

4、温度和湿度视为恒定*为减少辐射和传导传热的影响，测定时空气流速5≥m/sC.如何用t、tW求H当tW恒定时，空气向棉布上的水传热速率为Q=αS（t-tW）气膜中水汽向空气的传质速率为N=kH(HS,tW-H)SN：kg/skH：以湿度为推动力的传质系数HS,tW：tW下空气的饱和湿度，若tW下水的汽化热为rtW,则有Q=NrtWαS（t-tW）=kH(HS,tW-H)SrtWtW=t-（kHrtW/α）(HS,tW-H)D.讨论：tW

5、时tW=tkH=K1v0.8,α=K2v0.8v为空气流速,即tW与空气速度无关7.绝热饱和冷却温度tas（1）定义——测定装置补水tas空气H、t、I1空气Has、tas、I——过程：空气：沿塔从下向上，H增加（可能在填料某高度达到tas），但焓不变水：数量减少，温度渐渐下降，至与空气不变时温度相等该过程称为：初始湿空气的绝热饱和冷却过程，或等焓过程tas和Has：当塔内水、空气的状态不再改变时，塔内温度为开始湿空气的绝热饱和冷去温度，湿度为绝热饱和湿度（2）.测定tas的目的：确定湿空气的H设入塔空气

6、的各物理量为t、H、I1出塔空气的各物理量为tas、Has、I2则I1=（Cg+CvH）t+Hr0I2=（Cg+CvHas）tas+Hasr0因I1=I2则（Cg+CvH）t+Hr0=（Cg+CvHas）tas+Hasr0因一般H和都Has很小所以（Cg+CvH）=（Cg+CvHas）=CH则有CHt+Hr0=CHtas+Hasr0故tas=t-(r0/CH)(Has-H)(3)讨论A.因Has=f(t),CH=f(tas),tas=f(t,r0,H)则测出t、tas可求HB.与tW的比较因tW=t-（k

7、HrtW/α）(HS,tW-H)tas=t-(r0/CH)(Has-H)对水蒸气—空气系统有α/kH≈CH，rtW≈r0有tW=tas注意：对于其它液体—空气体系，tW与tas不等8.露点td（1）定义：将湿空气等湿冷却到饱和状态下的温度为td，此时的湿度为饱和湿度Hs，td(2)目的:用td求H设td下水的饱和蒸汽压为Ps，td且露点下φ=1所以H=0.622Ps，td/(P-Ps，td)即总压一定时，Ps，td只与H有关说明：对非饱和空气有t>tW(或tas)>td对饱和空气有t=tW(或tas)=t

8、d二.湿空气的H-I图1.简介（1）什么是H-I图:用各种图线表示湿空气的各种参数（H、I、P水分、φ、t------）间的关系图为（2）绘制H-I图的目的：用两个已知量查出其它量（3）说明：除了H-I图还有H-t图2.H-I图（常压下）（1）H-I图的坐标：夹角1350将斜轴I的数据投影在辅助水平轴上0——680H1H2H3H4I1I2I31350（2）H-I图上各条线讨论A.等H线群║纵轴，0——0.2kg/kg绝干空气B