《化工原理教学资料》diqizhanggutiganzaoguokai.ppt

cM：干燥后物料比热，[kJ/kg湿料?℃]； cw：水的比热， [kJ/kg水?℃]。 （2）空气带入的焓值 [kJ/kg水] （3）干燥器补充加入的热量 [kJ/kg水] 2. 输出量 （1）干物料带出焓值： （2）废气带出焓值： （3）热损失： Σ输入＝Σ输出 物料升温所需热量 所需外加总热量 q： 7.4.3 干燥系统的热效率 一、热效率 定义： 二、影响热效率的因素 1. 因此，t2 不能过低，一般规定 t2 比进入干燥器时空气的湿球温度 tw 高20 ~ 50℃。 2. 3. 回收废气中热量； 4. 加强管道保温，减少热损失。 7.4.4 干燥器空气出口状态的确定 一、等焓干燥过程（绝热干燥过程或理想干燥过程） —— 空气在进、出干燥器的焓值不变。 过程分析： 令： 则有： ：外界补充的热量及湿物料中被汽化水分 带入的热量； ：热损失及湿物料进出干燥器热量之差。 经过以上分析可知，在空气绝热增湿过程中，空 气失去的显热与汽化水分带来的潜热相等，空气的温 度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。 ras ：tas温度下水的汽化潜热，kJ/kg水； Has：空气的绝热饱和湿度，kg水/kg干气； cH ：湿空气的比热， kJ.kg-1干气℃-1 湿球温度 tw 与绝热饱和温度 tas 的关系： tw ：大量空气与少量水接触，空气的 t、H 不变； tas ：大量水与一定量空气接触，空气降温、增湿。 tw ：传热与传质速率均衡的结果，属于动平衡； tas ：由热量衡算与物料衡算导出，属于静平衡。 tw 与 tas 数值上的差异取决于α/kH 与cH两者之间的差别。 当空气为不饱和状态：t ? tw (tas) ? td； 当空气为饱和状态： t = tw (tas) = td。 ? 空气～水体系， ， ? 空气～甲苯体系， ? ，tw ? tas 7.2.2 空气的湿度图及其应用 一、湿度图 五条线： 1. 等 H 线； 2. 等 I 线； 3. 等 t 线； 4. 等 ? 线； 5. 水蒸气分压线。 二、湿度图的应用 1. 利用湿度图查取湿空气的物性 2. 湿空气状态点的确定 【例7-2】 在总压101.3kPa时，已知70°C, 相对湿度20%，求湿度H、焓值I、绝热饱和温度tas亦湿球温度tW 、空气中水分压p、露点温度td。 查图可得焓值I=180， 绝对湿度H=0.04 绝热饱和温度tas=40 °C， 空气中水分压p=6kPa 露点温度td=35°C 注意，总压为一大气压，偏离不大时可直接用 湿空气焓-湿图的使用 【例7-3】在总压为101.3kPa下，空气的温度为20℃，湿度为0.01 kg水/kg干气。试求： 1. ?、td 、 tw； 2. 总压P与湿度H不变，将空气温度提高至50℃时的? ； 3. 温度t与湿度H不变，将空气总压提高至120kPa 时的? ； 4. 若总压提高至300kPa，温度仍为20℃，每100m3原来的湿空气所冷凝出来的水分量？ 理解为将100m3101.3kPa湿空气压缩到300kPa 湿球温度下的 结论： 因此，提高湿空气温度 t，不仅提高了湿空气的焓值，使其作为载热体外，也降低了相对湿度使其作为载湿体。 7.3 干燥过程的物料衡算 7.3.1 物料中水分含量的表示方法 7.3.2 水分在气-固两相间的平衡 7.3.1 物料中水分含量的表示方法 两种表示方法： 一、湿基含水量 w [kg水/kg湿物料] 二、干基含水量 X [kg水/kg干物料] 三、两者关系 一、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。 二、平衡水分与自由水分 1. 平衡水分（X*） —— 不能用干燥方法除去的水分。 7.3.2 水分在气-固两相间的平衡 2. 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） 三、结合水分与非结合水分 结合水分 —— 水与物料有结合力，pw ps。 吸水性弱的 小 2. 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。 【例7-4】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 ?