第七章干燥 第一节概述 去湿——除去固体物料中湿分(水分或其它熔剂)的单元操作。 应用——使固体物料达一定含湿量,便于运输、储藏、加工处理和使用。 去湿方法 机械去湿法 2.加热去湿法(干燥)—利用热能除去固体物料中湿分 工业上一般将物料先进行机械去湿(沉降、过滤、离心分离等)后再用干燥。 二、干燥操作分类 1.按操作压力一常压干燥 真空干燥:处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。 2.按操作方式一连续干燥 间歇干燥:适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。 3.按加热方式一热传导干燥:又称间接加热干燥 对流传热干燥:又称直接加热干燥; 辐射干燥 介电干燥 冷冻干燥 三、对流干燥过程——热、质同时传递的过程 W水公海县
1 第七章 干燥 第一节 概述 一、去湿——除去固体物料中湿分（水分或其它熔剂）的单元操作。 应用——使固体物料达一定含湿量，便于运输、储藏、加工处理和使用。 去湿方法——1。机械去湿法 2．加热去湿法（干燥）——利用热能除去固体物料中湿分。 工业上一般将物料先进行机械去湿（沉降、过滤、离心分离等）后再用干燥。 二、干燥操作分类 1．按操作压力—常压干燥 真空干燥：处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。 2．按操作方式—连续干燥 间歇干燥：适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。 3．按加热方式—热传导干燥：又称间接加热干燥； 对流传热干燥：又称直接加热干燥； 辐射干燥 介电干燥 冷冻干燥 三、对流干燥过程——热、质同时传递的过程 湿 物 料 热 空 气 气膜 θ pW p 水汽分压 W 水分汽化量 Q t
干燥介质(热空气)将热量传给湿物料 2.物料表面湿分汽化,并通过表面处气膜向气流主体扩散; 3.由于表面湿分汽化,使物料内部与表面间产生湿分差,湿分以气态或液 态由固体内部向表面扩散。 干燥过程的必要条件—推动力 物料表面湿分分压p>空气中湿分的分压p 干燥介质———般为不饱和的热空气,它既是载热体,又是载湿体。 干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。 第二节湿空气的性质和湿度图 湿空气性质 在干燥过程中,湿空气中的湿分在不断汽化,但绝对干空气量是不变的,因 此湿空气的各个参数都是以单位质量绝对千空气为基准的 湿空气中湿含量的表示法 (1)水汽分压p P(总压)=p3(干空气)+P(水汽) (2)相对湿度φ 定义一在一定总压下
2 1．干燥介质（热空气）将热量传给湿物料； 2．物料表面湿分汽化，并通过表面处气膜向气流主体扩散； 3．由于表面湿分汽化，使物料内部与表面间产生湿分差，湿分以气态或液 态由固体内部向表面扩散。 干燥过程的必要条件——推动力 物料表面湿分分压 pW 空气中湿分的分压 p 干燥介质——一般为不饱和的热空气，它既是载热体，又是载湿体。 干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。 第二节 湿空气的性质和湿度图 一、湿空气性质 在干燥过程中，湿空气中的湿分在不断汽化，但绝对干空气量是不变的，因 此湿空气的各个参数都是以单位质量绝对干空气为基准的。 1．湿空气中湿含量的表示法 （1） 水汽分压 pv P（总压）=pg（干空气）+pv（水汽） （2） 相对湿度 φ 定义—在一定总压下
Pr 100% P 相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度, p=100%的湿空气,表示湿空气已被水汽饱和 φ越低,湿空气偏离饱和程度越大,干燥能力越强; 可见,相对湿度φ能反映湿空气的千燥(吸水气)能力 (3)(绝对)湿度H 定义 湿空气中湿分的质量m H湿空气中干空气的质量m M, n,Mr p P =18.P=0622P队g水g干空气 29P P 饱和湿度Hy=0622 P 可见饱和湿度与空气的总压和温度有关 因为p-=gp,H=0622 2.湿空气的比容、比热容和焓 (1)湿空气的比容(湿比容,又称湿容积)Un 定义一含有单位质量干空气的湿空气的体积 m干空气+m3水分 [m3/kg千空气 kg干空气 D+D·H
3 φ = 100% s v p p 相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度， φ=100%的湿空气，表示湿空气已被水汽饱和； φ 越低，湿空气偏离饱和程度越大，干燥能力越强； 可见，相对湿度 φ 能反映湿空气的干燥（吸水气）能力。 （3）（绝对）湿度 H 定义： g v m m H 湿空气中干空气的质量 湿空气中湿分的质量 = v v g v g g v v P p p M M M n M n − = = v v v v P p p P p p − = − = 0.622 29 18 [kg 水/kg 干空气] 饱和湿度 s s S P p p H − = 0.622 可见饱和湿度与空气的总压和温度有关。 因为 pv=φps， s s P p p H − = 0.622 2．湿空气的比容、比热容和焓 （1） 湿空气的比容（湿比容，又称湿容积） H 定义—含有单位质量干空气的湿空气的体积。 干空气 干空气 水分 kg m m H 3 3 + = [m3 /kg 干空气] = g + v H
224224273+t10133×105 273 P 273+t10133×105 (0.773+1.244H) 273 (2)湿空气的比热容cH 定义一含有单位质量干空气的湿空气,温度升高IK所需的热量 CH=Cg+cvH =101+1.88H kJ/kg千空气K] 湿空气的比热容随湿空气的湿度而变化 (3)湿空气的焓l 定义一湿空气的焓为所含干空气的焓和水汽的焓之和。 以1kg千空气为基准 1H=lg+HIn kJ/kg千空气 焓是相对值,取0C下的干空气和液态水的焓为基准态(0), 干空气只包括显热,l=cgt 水汽包括0C时的汽化潜热和0℃C以上的显热, ly=ro+C,t IH=(cg+crH)roH=(101+1.88H)+2492H 可见湿度越大、温度越高,则焓越大 3.湿空气的温度 (1)干球温度t 2)露点t将不饱和空气在等湿(H不变)下冷却至饱和状态,此时的 温度称为露点(dew- point b 饱和状态—指H=H,P=p;,9=100%;若空气温度下降至露点以下
4 P t H P t H 5 5 1.0133 10 273 273 (0.773 1.244 ) 1.0133 10 273 273 ) 18 22.4 29 22.4 ( + = + + = + （2）湿空气的比热容 cH 定义—含有单位质量干空气的湿空气，温度升高 1K 所需的热量。 cH=cg+cvH =1.01+1.88H [kJ/kg 干空气·K] 湿空气的比热容随湿空气的湿度而变化. （3）湿空气的焓 IH 定义—湿空气的焓为所含干空气的焓和水汽的焓之和。 以 1kg 干空气为基准： IH=Ig+HIv [kJ/kg 干空气] 焓是相对值，取 0 0C 下的干空气和液态水的焓为基准态（0）， 干空气只包括显热，Ig=cgt 水汽包括 0 0C 时的汽化潜热和 0 0C 以上的显热， Iv=r0+cvt IH=(cg+cvH)t+r0H=(1.01+1.88H)t+2492H 可见湿度越大、温度越高，则焓越大。 3．湿空气的温度 （1）干球温度 t （2）露点 td—将不饱和空气在等湿（H 不变）下冷却至饱和状态，此时的 温度称为露点（dew-point）。 饱和状态——指 H=Hs，p=ps，φ=100%；若空气温度下降至露点以下
将有水滴析出(称露水)湿度越大,露点越高。 应用 1)测得空气的露点,求空气的湿度 H=H,a=0622--P s,d P 2)已知空气的总压P和湿度H,利用等湿过程,求露点一 P ,查水汽表,对应的温度为td 0.622+H 可见,空气的露点是反映空气湿度的一个特征温度。 (3)湿球温度m千湿球温度计 气流 机理将湿球温度计放入温度为湿度为H的不饱和空气中, 假设开始时,湿球纱布中水分的温度等于空气温度,空气与湿球 上的水之间无热量传递
5 将有水滴析出（称露水）。湿度越大，露点越高。 应用： 1）测得空气的露点，求空气的湿度— s td s td s td P p p H H , , , 0.622 − = = − 2）已知空气的总压 P 和湿度 H，利用等湿过程，求露点— H HP ps td pv + = = 0.622 , ，查水汽表，对应的温度为 td 可见，空气的露点是反映空气湿度的一个特征温度。 （3）湿球温度 tW 机理—将湿球温度计放入温度为 t、湿度为 H 的不饱和空气中， 假设开始时，湿球纱布中水分的温度等于空气温度，空气与湿球 上的水之间无热量传递。 气流 H，t t 干 球 温 度 计 湿 球 温 度 计 水 湿 纱 布 tW 干湿球温度计