《食品工程原理》教案 (第26-27次课4学时) 一、授课题目 第四章物料干燥 第一节概述 第二节湿空气的性质及湿烙图 二、教学目的和要求 通过本次课的学习,要求学生了解物料干燥的相关概念,学握湿空气的基本性质,学 会运用湿焓图。 三、教学重点和难点 重点:湿含量、湿球温度、露点温度等概念:湿烙图 难点:湿烙图 四、教学过程 第0负共38负
第四章物料干燥 第一节概述 口去湿:除去物料中的水分和或具它溶剂(统称为湿分)的过程。 口去湿的方法: 1机械去湿法:即通过过滤、玉榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。 2.物理化学去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高, 操作麻烦,只适用于小批量固体物料的去湿,或用于除去气体中的水分。 3热能去湿法:如蒸发、干燥等用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,并将产生 的蒸气排除,藉此来除去固体物料中湿分的操作,称为国体的王燥。 口干燥过程的分类 口按操作压力:常压干燥、真空干燥 口按操作方式:连续式、间歇式 口按传热方式:传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥,以及由其中两科 或三种方式组成的联合干燥。 口在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气,被除去的湿分 是水分。空气既是载热体又是载湿体。 口物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。 口干燥过程进行的条件:被干燥物料表面所产生水汽(或其它蒸汽)的压力大于干 燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压,压关越大,干燥过程进行越快。所以干燥介质须及 时将汽化的水汽带走,以保持一定的汽化水的推动力。 第0负共38负
第二节湿空气的性质及湿度图 一、湿空气的性质 1水蒸气分压p 空气中水蒸气分压愈大,水分含量就愈高,根据气体分压定律,则有 P P-Pv ns 2湿度(humidity)H 又称为湿含量或绝对温度(absout humidity).它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对 气的质量之比表示,使用符号H,其单位为:kg水气g干空气。 湿空气中水气的质量 n,M, H=湿空气中绝干空气的质量”n,M, 常温下,湿空气可视为理想气体,则有 H= 18p,=0.622 29(P-P) P-P 在饱和状态时,湿空气中水蒸气分压pV等于该空气温废下纯水的饱和蒸气压,则有 H,=0.62p=P, 由于水的饱和蒸气压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数,即 H.=f(t,P) 3相对湿度中 在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压P,与同温度下水的饱和蒸汽压s之比的 百分数,称为相对湿度elative hmidi,用符号心表示,即p=卫L×1O0% P. 当pw0时,功0,表示湿空气不含水分,即为绝干空气。 第1贞共38贞(第四章物料干燥)
当p,=p,时,=l,表示湿空气为饱和空气。 相对湿度和绝对湿度的关系 ◆相对湿度:可以说明湿空气偏离饱和空气的程度,能用于判定该湿空气能否作为 干燥介质,中值与越小,则吸湿能力越大。 ◆湿度:是湿空气含水量的绝对值,不能用于分辨湿空气的吸湿能力 在一定总压和课度下,两者之间的关系为H=0.62P二9P一 9p, 4湿空气的比热CH 在常压下,将湿空气中1kg绝干空气及相应Hkg水汽的温度升高(或降低)1℃所需 要(或放出)的热量,称为比热,又称为湿热,用符号CH表示,单位是kJ/(g绝干气·℃) 即c=cg+e 式中c—湿空气的比热,k(g绝干气℃):cg—绝干空气的比热,kg绝干气℃): 一水气的比热,k(g水气C) 在常用的温度范围内,有 9m=1.01+1.881 上式说明:湿空气的比热只是湿度的函数 5湿空气的焓1 湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和,称为湿空气的烙,用符号I表示 单位是kkg干空气。I=g+H 式中I—湿空气的焓,kg绝干气:g—绝干空气的格,kkg绝干气: —水气的格,kkg水气 注:空气的焓是根据干空气及液态水在0℃时烙为零作基准而计算的,因此,对于温度 为1及湿度为H的湿空气,其焓包括由0℃的水变为0℃的水汽所需的潜热及湿空气由 0℃升温至t℃所需的显热之和,即 I=(cg+Hc,)t+。0 =(1.01+1.88H)+2490H 第2贞共38贞(第四章物料干燥)
6湿空气的比容vm 在湿空气中,Ikg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和,称为湿空气的比容,亦称 湿容积humid volume),用符号vu表示,单位为:m湿空气kg绝干气。 '4=m绝于气+m水气 g绝干气 4=(0+x24×273+1×1.013×10 273 =(0.772+1.24H)×22.4×273+1x1.013×105 273 7露点t 不饱和的空气在湿含量H不变的情况下冷却,达到饱和状态时的温度,称为该湿空气 的露点(dew piont),用符号tu表示。 在露点时,空气的湿度为饱和湿度,中=1。 H4= 0.622ps H.P P-Pst4 Pssa 0.622+H 当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝结出来。空气的总压 一定,露点时的饱和水蒸汽压P,仅与空气的湿度Hs,t4有关,即PHs,)或tF (s,)湿度越大,tH越大。 8干球温度t和湿球温度t 干球温度t空气的温度: 湿球温度tw:不饱和空气的湿球温度t低于干球温度t。 第3贞共38贞(第四章物料干燥)