上海交通大学：《生物工程单元操作原理》课程教学资源_干燥_Drying 第四节 干燥器

实际干燥过程 > 实际干燥过程中，若不向干 燥器补充热量或补充的热量 不足补偿物料带走的热量和 热损失之和时，则出口气体 的焓将低于进口气体的焓。 等焓线 如图中D点所示。 > 若补充热量较多时，则出口 Ho 气体的焓将高于进口气体的 焓。如图中E点所示

A H0 t0 B t1 C t2 等焓线 D E 实际干燥过程  实际干燥过程中，若不向干 燥器补充热量或补充的热量 不足补偿物料带走的热量和 热损失之和时，则出口气体 的焓将低于进口气体的焓。 如图中D点所示。  若补充热量较多时，则出口 气体的焓将高于进口气体的 焓。如图中E点所示

例14-2（p243,244)在常压下将含水质量分数为10%的湿 物料以5kg/s的速率送入干燥器，干燥产物的含水质量分数为 1%。所用空气的温度为20℃、湿度为0.007kg/kg干气，预热 温度为130℃，废气出口温度为70℃。试求空气用量及预热器 的热负荷。 (1)干燥过程为理想干燥过程； 0.1 0.01 =0.111kg/kg干料 X2= =0.0101kg/s干料 1-0.01 G。=5×(1-0.1)=4.5kg干料/s W=G.(X1-X2)=0.4545kg/s 1=(1.01+1.88×0.007)×20+2500×0.007=38kJ/kg千气 L1=(1.01+1.88×0.007)×130+2500×0.007=151kJ/kg干气 L1=12=(1.01+1.88H2)×70+2500H2→H2=0.0303kg/kg干气 W=V(H2-H)→V=19.48kg干气/s Q=V(1-1o)=2202kW

例14-2（p243，244）在常压下将含水质量分数为10%的湿 物料以5 kg/s的速率送入干燥器，干燥产物的含水质量分数为 1%。所用空气的温度为20℃、湿度为0.007kg/kg干气，预热 温度为130℃，废气出口温度为70℃。试求空气用量及预热器 的热负荷。 （1）干燥过程为理想干燥过程； 干料 . k g / s干料 . . . k g / k g X . . X 0 0101 1 0 01 0 01 0 111 1 0 1 0 1 1 2       G  .  . k g / s c  5 10 1  4 5 干料 W G X X  . k g / s  c 1  2  0 4545 I1  1.011.880.007130 25000.007 151k J / k g干气 I1  I2  1.011.88H2 70 2500H2  H2  0.0303k g / k g干气 W VH H  V 19.48k g干气/ s  2  1   I0  1.011.880.00720 25000.007  38k J / k g干气 Q VI1  I0   2202kW

G。=4.5kg干料/s W=0.4545kg/sI=38kJ/kg干气 I1=151kJ/kg干气 Cpml=2+4.19×0.111=2.46kJ/kg.C) Cp2=2+4.19×0.0101=2.04kJ/kg.C) V'L1+G.cpm8=V'I'2+G.cpm2L2+0.05W'(L,-1o) () W=V(H2-H)(2) I'2=(1.01+1.88H'2)×82+2500H2 3) V'=27.95kg干气/s I'2=132kJ/kg干气 H'2=0.0233kg/kg干气 2'=VL1-I)=3158kW

  c . . . k J /k g C c . . . k J / k g C p m p m           2 4 19 0 0101 2 04 2 4 19 0 111 2 46 2 1   1 1 1 1 2 2 2 0 05 1 0 V' I G c V' I' G c . V' I I  c p m    c p m      2 2 H1 W V' H'    3 2 1 01 1 88 2 82 2500 2 I'  .  . H'   H' Gc  4.5k g干料/ s W  0.4545k g / s I0  38k J / k g干气 I1 151k J / k g干气 干气 干气 干气 H' . k g / k g I' k J / k g V' . k g / s 0 0233 132 27 95 2 2    Q‘ V’I1  I0   3158kW

四、干燥过程的热效率 1.干燥过程的热量分配 补充加热2补 热损失2损 预热器 宇煤器 湿物料 干物料 汽化水分耗热21 物料升温耗热22 Q预+Q补=9+Q2+Q3+Q损 上式表明，加入到干燥系统中的热量Q被用于四个方面： (1)加热空气23；(2)蒸发水分21；(3)加热物料22； (4) 热损失2损°

预热器 干燥器 t0 t1 湿物料 干物料 补充加热Q补 热损失Q损 t2 Q Q3 预 汽化水分耗热Q1 物料升温耗热Q2 1. 干燥过程的热量分配 Q Q Q Q Q Q 预      补 1 2 3 损 上式表明，加入到干燥系统中的热量Q被用于四个方面： （1）加热空气Q3；（2）蒸发水分Q1；（3）加热物料Q2 ； （4）热损失Q损。 四、干燥过程的热效率

加入到干燥系统中的热量Q被用于： (1)将新鲜空气V(湿度为H。)由t加热至t,,所需热量为： Q=Vcpm(4,-to)=V(1.01+1.88Ho42-to) (2)对于原湿物料，其中干燥产品从被加热到0，后离开干 燥器，所耗热量为： Q3=G.cpm2(82-8) (3)水分由液态温度0被加热并汽化，在温度t2下随气 相离开干燥器，所耗热量为： =W(Yo+Cpvt-cple) (4)干燥系统损失的热量Q损

（1）将新鲜空气V（湿度为H0）由t0加热至t2，所需热量为： 3 2 0 0 2 0 0 ( ) (1.01 1.88 )( ) Q Vc t t V H t t      pH （2）对于原湿物料，其中干燥产品从1被加热到2 后离开干 燥器，所耗热量为： 2 2 2 1 ( ) Q G c   c pm   （3）水分W由液态温度1被加热并汽化，在温度t2下随气 相离开干燥器，所耗热量为： 1 0 2 1 ( ) Q W c t c pV pL      加入到干燥系统中的热量Q被用于: （4）干燥系统损失的热量Q损