化工原理干燥5.4.ppt

返回 5.3 固体物料在干燥过程中的平衡关系和速率关系 5.3.1 物料中的水分 5.3.2 干燥时间的计算 5.3.1 物料中的水分 物料与水分结合方式 附着水分：湿物料的粗糙外表面附着的水分。 毛细管水分：多孔性物料的孔隙中所含的水分。 溶胀水分：是物料组成的一部分，可透入物料细胞 壁内，使物料的体积为之增大。 1、平衡水分与自由水分 平衡水分（X*） —— 不能用干燥方法除去的水分。 自由水分（X－X*） —— 可用干燥方法除去的水分。 X* = f（物料种类、空气性质） 吸水性弱的 小 非结合水分 —— 水与物料无结合力， pw＝ ps。 结合水分与非结合水分只与物料的性质有关，而与空气的状态无关，这是与平衡水分的主要区别。 平衡水分一定是结合水分。 2、结合水分与非结合水分 结合水分 —— 水与物料有结合力，pw ps 【例5-4】在常压25℃下，水分在ZnO与空气间的平衡关系为： 相对湿度 ? ＝100%，平衡含水量X*＝0.02 kg水/kg干料 相对湿度 ? ＝40%，平衡含水量X*＝0.007 kg水/kg干料 现ZnO的含水量为0.25 kg水/kg干料，令其与25℃， ? ＝40%的空气接触，求物料的自由水分、平衡水分、结合水分和非结合水分。 5.3.2 干燥时间的计算 干燥速率定义 —— 单位时间、单位干燥面积汽化水分量。 [kg水/(m2?s)] 1.恒定干燥条件下干燥时间的计算 恒定干燥:在间歇干燥实验中,用大量的热空气干燥少量的湿物料,空气的温度,湿度,气流及流动方式都恒定不变 1)干燥实验和干燥曲线 —— 用于描述物料含水 量 X、干燥时间 τ 及 物料表面温度θ之间 的关系曲线。 干燥曲 线 2)干燥速率曲线 ABC段：恒速干燥阶段 AB段：预热段 BC段：恒速段 CDE段：降速干燥阶段 C点：临界点 XC：临界含水量 E点：平衡点 X*：平衡水分 3)、恒速干燥阶段 前提条件：湿物料表面全部润湿。 汽化速率（传质速率）： [kg水/(m2?s)] 传热速率： —— 恒速干燥速率 恒速干燥特点： 1. U＝UC＝const. 2. 物料表面温度为 tw 3. 去除的水分为非结合水分 4. 影响 U 的因素： 恒速干燥阶段——表面汽化控制阶段 只与空气的状态有关，而与物料种类无关。 4)、降速干燥阶段 实际汽化表面 减小 汽化面内移 降速干燥阶段特点： 1. 2. 物料表面温度 3. 除去的水分为非结合、结合水分 4. 影响 u 的因素： 与物料种类、尺寸、形状有关， 与空气状态关系不大。 返回