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化工原理--干燥 ppt课件

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化工原理 PPT 第5章 干燥

化工原理 PPT 第5章 干燥
式中：
k H rt w

( H s ,t w H )

：空气向湿棉布的对流传热系数，W/(m2 •℃)；
k H ：以湿度差为推动力的传质系数，kg/(m2 •s•H)；
rtw
H
：湿球温度下水的汽化潜热，kJ/kg水；
H s ,tw：湿球温度tw下空气的饱和湿度，kg水/kg绝干气；
：空气的湿度， kg水/kg绝干气。
30
（2）湿空气状态点的确定
31
（3）简单分析：
a.当H、p一定时， 。 t
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。
pv b.因pv py、ps f t 及 100% pS 故t一定时，p ，故加压对干燥不利。
H f ( p，pV )
当p为一定值时，
H f ( pV )
当空气达到饱和时，相应的湿度称为饱和湿度 Hs，此时湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯 水的饱和蒸气压 ps。
0.622pS HS p-pS
即：
H S f (t，p)
10
2.相对湿度百分数（简称相对湿度） 定义：在一定总压下，湿空气中水汽分压pV与同
20
影响湿球温度tw的三方面因素： ①物系性质：与α 、 kH有关的物性； ②空气状态：t、H； ③流动条件： α/kH 。 实验表明，α与 kH都与空气速度的 0.8次幂成正比，故α与kH之比值与流速 无关，只与物性有关。当物系已确定， 则物系性质就不再改变，此时，湿球温 度只与气相状态有关，即：
tas ：是由热量衡算与物料衡算导出的，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。 （1）空气—水蒸气体系， c H ，r0 rt 得 t w t as w kH （2）空气—甲苯体系， k 1.8c H ，tw tas

大学化学《化工原理-干燥DRY3》课件

大学化学《化工原理-干燥DRY3》课件

p-X图
T ?
p
0
X
四种水
平衡水 Ps p
结合水 0
T
自由水
非结合水 X
四种水的定义
• 平衡水: 用此种空气无法再去除的水; • 自由水: • 非结合水: 机械地附着在物料表面, 产生
的蒸汽压与纯水无异; • 结合水: 与物料之间有物理化学作用, 因
而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱 和蒸汽压.
作业
• 1. 如果让你选择的话, 你会选择哪种作为 干燥介质?
• 2. 想一想, 为什么要混起来呢?
第四章 干燥(DRYING)
第一节 概述 第二节 湿空气的性质 第三节 干燥的平衡关系 第四节 干燥过程的动力学 第五节 干燥设备 第六节 干燥过程和设备的设计计算 讨论课 小结
X-图
• 是什么?
X*
0
X-图
• 为什么?
– 如何从p-X图得到 X-图? – 有何区别?(T) – 有何好处?(不同温度下曲线变化幅度很小,
便于估算)
X-图
•
四
X*
种
水
如
何Hale Waihona Puke 表示0?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
第三节 干燥的平衡关系
1. 气体的组成 2. 固体的组成 3. 平衡关系图 4. 几个定义和为什么
– 平衡水, 自由水等 – 为什么用X-相对湿度图?
水在气体和固体中组成之间的 关系
1. 气体的组成: pw,H…. 2. 固体的组成:
X(干基含水量, kg水/kg绝干物料) w(湿基含水量, kg水/kg湿物料)

干燥基础知识ppt课件-PPT课件

干燥基础知识ppt课件-PPT课件
《化工原理》 Principles of Chemical Engineering
第十二章 干 燥
Chapter 12 Drying
概述（Introduction）
在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过 多的水分或有机溶剂 (湿份)，要制得合格的产品需要除去 固体物料中多余的湿份。
除湿方法：机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。 干燥 ——利用热能使湿物料中的湿份汽化。除 湿程度高，但能耗大。 惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除 去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉， 以降低除湿的成本。
3.比热cH (Humid heat)或比热容KJ/(kg· ℃) 比热：1kg 绝干空气及相应水汽温度升高1℃所需要的热量
c c 1 c H H g v
式中：cg — 绝干空气的比热，KJ/(kg· ℃)； cv — 水汽的比热，KJ/(kg· ℃) 。
对于空气-水系统： cg=1.01 kJ/(kg· ℃)，cv=1.88 kJ/(kg· ℃)
干燥过程基本问题
除水分量 空气消耗量 干燥产品量 热量消耗 干燥时间 能量衡算 涉及干燥速率和水在 气固相的平衡关系 物料衡算 涉及湿空气的性质
解决这些问题需要掌握的基本知识有： (1) 湿分在气固两相间的传递规律； (2) 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化； (3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征； (4) 干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。 本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基 本问题，介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。
由于温差的存在，气体以对流方 式向固体物料传热，使湿份汽化； 在分压差的作用下，湿份由物料 表面向气流主体扩散，并被气流 带走。 干燥是热、质同时传递的过程 干燥介质：用来传递热量（载热 体）和湿份（载湿体）的介质。

第七章 干 燥共96页PPT资料

第七章 干 燥共96页PPT资料

H0.622 ps
28.12.2019
P p 化工原理 第七章 干燥s
14
主目录 次目录
4、湿比容H (Humid volume)
比容的一般定义：
比
容
1kg物 质 的 体 1kg物 质
积
-----1kg干空气对应的湿空气的体积，单位为m3湿空气 ⁄ kg干空气
H1k干 g
空气的 Hk 水 体 g 气 积体 1k干 g 空气
主目录 次目录
相对湿度（Relative humidity） ：湿空气
吸收水分的能力，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，φ值与越小，则吸湿能力越大。
湿度(humidity)：湿空气容纳水分的能力
饱和湿度：湿空气容纳水分的最大能力
在一定总压和温度下，两者之间的关系为
干燥介质：用来传递热量（载热 体）和湿份（载湿体）的介质。
M
p
图7-2 干燥过程原理图
注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，
干燥即可进行，与气体的温度无关。
气体预热并不是干燥的充要条件，其目的在于加快湿份
汽28.化12.2和019物料干燥的速度化，工达原理到第一七章定干的燥生产能力。
8
4、对流干燥过程实质
化工原理 第七章 干燥
7
3、对流干燥过程原理
主目录 次目录
温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方
H
式向固体物料传热，使湿份汽化；
t
在分压差的作用下，湿份由物料
ti
Q
表面向气流主体扩散，并被气流 带走。

北京化工大学_《化工原理》_课件_第八章_干燥

北京化工大学_《化工原理》_课件_第八章_干燥
4
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北京化工大学化工原理电子课件
本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热 空气，除去的湿分是水分。
对流干燥是传热、传质同时进行的过程，
但传递方向不同，是热、质反向传递过程： 传热 方向 气 固 固 传质 气
推动力
温度差
水汽分压差
5
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干燥过程进行的必要条件： * 物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压；
空气—水体系，

kH 空气—甲苯体系，
cH
， t w t as
kH
c H ，tw tas
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。
30
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北京化工大学化工原理电子课件
8.1.2 空气的湿度图及其应用

11
pw pS
100%
即：
f ( pw，t )
返回
北京化工大学化工原理电子课件
当 φ =1时：
pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
当 φ <1时：
pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
φ越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
结论：
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而
别被加热到50℃和120℃，求值 。
13
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三、湿空气的比热与焓 1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水
汽升高温度1℃所需的热量。
cH cg cv H 1.01 1.88 H f ( H )

中山大学化工原理课件第9章-干燥

中山大学化工原理课件第9章-干燥
湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。
(4) 湿比容-温度线 (H - H)
总压 P = 101.325 kPa 时： v H 0 .00 0 .2 08 0 H t 3 4 2 5 7 5
若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。
对于P = 101.325 kPa 的饱和空气：
c a H w c c a H ac w s c H
2019/7/18
tastcrH 0 (HasH)
tasf t,H是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到
的极限冷却温度。
ta
是
s
湿
空
气
的
性
质水，的而状与态
无
关
对于空气~水系统，c H

kH
tas tw
注意：绝热饱和温度于湿球温度的区别和联系！
1、比热 c H kJ/(kg 干气K)
常压下，将湿空气1Kg绝干空气及相应水汽的温度升高 （或降低）1℃所需要（或放出）的热量，称为湿比热。
cH ca Hw c
c a 干 空 气 的 比 热 ， 1.01kJ/(kg·K)
c v 水 气 的 比 热 ， 1.88kJ/(kg·K)
2019/7/18
相同之处：
1、湿空气均为等焓变化、 2、均为空气状态（t、H）的函数 3、对于空气水体系, tw tas， 不同之处：
1、湿球温度：大量空气与少量水接触后的稳定的水温，空气的状态， （t , H）不变。
绝热饱和温度：少量空气与大量水经过接触后达到的稳定温度，空 气增湿、降温。 2、 湿球温度：传质、传热仍在进行，因此属动态平衡范畴。
湿度 H
解：tw = tas = 52℃；先确 定 tas = 52℃ 的绝热冷却

干燥原理PPT课件

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湿空气的密度
湿空气的密度表示单位体积湿空气的质量，用ρ表示,kg/m3。它也 表示湿空气中空气的质量浓度与水蒸气的质量浓度之和，即：
a v
a
pa RaT
w
pw RwT
pa pw pa pw pw pw
RaT RwT RaT RaT RaT RwT
p 0.001315 psw
5.1 概述
去湿概念 脱水原理
机械去湿 吸附去湿
加热方式 热能去湿(干燥)
传导干燥 对流干燥 辐射干燥
① 干燥介质有空气、烟气；
场干燥法
⑴一种典型的非稳态不可逆过程；
⑵ 有多相多组分参与，一般要涉及相
② 对流干燥特点 变传热传质，影响因素众多； ⑶在干燥过程中传热传质相互耦合；
⑷干燥过程与物料性质、干燥介质组
1 空气中水蒸气过饱和，湿空气不能继续接受水分（不能用作 干燥介质） 5 第5页/共26页
5.2 干燥静力学
当作为干燥介质的湿空气被加热到相当高的温度时，psv可能大于总 压力。这种情况下，相对湿度的定义为：
pv
p
（psv＞p时）
（3）湿含量 空气的湿含量是指1kg干空气所携带的水蒸气质量（又称为比湿 度），以d表示，kg水/kg干空气。
p pa pv
湿空气中的水蒸气通常处于过热状态，干空气与过热水蒸气组成 的湿空气称为未饱和空气。
当水蒸气的分压达到对应温度下的饱和压力，水蒸气达到饱和 状态。由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。
3
第3页/共26页
5.2 干燥静力学
5.2.1.2 湿空气中水蒸气的量
表示方式有三种：绝对湿度、相对湿度和湿含量。
d mw v ma a

北京化工大学 《化工原理》 课件 第八章 干燥.

北京化工大学 《化工原理》 课件 第八章 干燥.

北京化工大学化工原理电子课件
由上式可知，湿空气的焓值只与湿空气
的湿度及温度有关。即： I f (H，t) t I H
17
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北京化工大学化工原理电子课件
四、湿空气的比容（湿容积）υH [m3湿空气/kg干气] 定义：每单位质量绝干空气中所具有的湿空气（绝干
空气和水蒸汽）的总体积。
此时的湿度H为饱和湿度Hs。
HS

0.622
pS P-pS
二、相对湿度
即： HS f (t，P)
定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pw与
同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。
pw 100%
pS
即： f ( pw，t)
11
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当 φ =1时： pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质；
cH cg cvH 1.01 1.88H f (H )
式中 cg ：干空气比热 = 1.01 kJ/kg干气• ℃ cv ：水汽比热 = 1.88 kJ/kg水汽• ℃
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2、焓（热含量）I
[kJ/kg干气]
定义：湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。
H f (，t)
【例7-1】 湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg，总压
P=760mmHg，求20℃ 时的相对湿度 ；若空气分 别被加热到50℃和120℃，求值 。
13
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三、湿空气的比热与焓
1、湿比热（湿热）cH [kJ/kg干气•℃]
定义：在常压下，将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。

第11章 干燥课件

第11章 干燥课件

5%10% 0
25
《化工原理》课件
第十一章 干燥 dry
第二节 湿空气的性质及湿度图
二、湿空气的湿度图及其应用
说明：
‫ ٭‬当 t一,即 定 ps一,若 定 H ,则 ；
‫٭‬当H一定 ,若t,则； ‫ ٭‬当 100%时的等线称为饱和空气线。
26
《化工原理》课件
第十一章 干燥 dry
第二节 湿空气的性质及湿度图
I1
20%
10%
100%
I
p
t1 tw , tas
td
H, p及t d
I ,t 及t
Hw
as
H1 H
注意：并非已知任意两个参数就可确定状态点 31
《化工原理》课件
第十一章 干燥 dry
第二节 湿空气的性质及湿度图
二、湿空气的湿度图及其应用
空气状态变化过程的图示
‫٭‬加热和冷却(等湿过程) t d
32
二、分类
传热方式
操作压强
—
连续干燥
间歇干燥
质量均匀 适应性强
传导干燥
—
对流干燥 热效率较低
辐射干燥 红外线 0.72 ~ 1000m
介电干燥 高频电场 300MHz
—
常压干燥
真空干燥
温度低和速度快
3
《化工原理》课件
第十一章 干燥 dry
《化工原理》课件
第十一章 干燥 dry
v
液态水
的水气
t℃时Hkg的水气
I H I g H v C I g t H (C v t r 0 。 )(CgHvC )tH0。 r
绝干空气和液态水在0oC时的焓为零。
10
《化工原理》课件

化工原理下册课件第5章 干燥(湿物料的性质)

化工原理下册课件第5章 干燥(湿物料的性质)

思考题
一、为什么临界含水量Xc的确定对于如何强化具体 的干燥过程具有重要的意义？下列两种情况下Xc 值将会变大还是变小？
（1）提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率 增大时；
（2）物料的厚度减小时。 试从干燥机理加以分析。
二、临界含水量是结合水和非结合水的分界点吗？
（或p*w-X线）
当X>Xs时，pw=ps X* Xs X* (X)
1、空气温度变化不大时，平衡含水量与温度 之间的关系可忽略。
2、平衡水分随物料的种类及空气的状态不同而不 同，平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干 燥的限度。
3、当j=0时，各种物料的平衡水分X*都为0，即
湿物料只有与绝干空气接触才能获得绝干物料。
平衡含水量与相对湿度之间的关系图
1.0
相 对 平衡含 湿 水量 度
j
自由含水量
X*
Xmax
Xt
1-陶土；2-羊毛；3-烟叶
二、结合水分(bound water)与非结合水分(unbound water)
划分依据：根据物料与水分结合力的状况 结合水分： 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细 管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中 的水分等。
❖ 目前对干燥速率的机理了解得还很不充分，因而在 大多数情况下，还必须用实验的方法测定干燥速率
❖ 按空气状态参数变化情况 （1） 非恒定条件干燥操作：沿干燥器的长度或高 度，空气的温度 ，湿度
（连续干燥） （2）恒定干燥条件：大量空气干燥少量的物料， 维持空气速度以及与物料的接触方式不变
（空气的温度和湿度，气速、流动方式不变，间歇 干燥）
影响降速阶段的因素： • 干燥速率主要决定于物料本身的结构、形状和大小
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与其直接接触的湿物料，产生的 蒸汽也由热空气带走。
优点：热空气的温度调节比较 方便，物料不至于被过热。
缺点：热空气离开干燥器时尚 带有相当大的一部分热能，因此 对流干燥的热能利用程度比传导 干燥差。
至分离器
加料
出料 分布板
热空气
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
（3）辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿
物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。 优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用
灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。 缺点：电能消耗大。
（4）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并
又称为湿含量或绝对湿度(absolute humidity)。它以湿空 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用 符号Ｈ，其单位为空气的质量
nvM v ng M g
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其 所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
10.1.2 对流干燥流程及其经济性
空气
预热器
干燥器
湿物料
对流干燥流程示意图（并流、连续）
废气 干燥产品
经济性：能耗和热的利用率
物料，使湿物料表面的水分不断汽化pm↑, 物料内部的水分 可继续扩散到表面来。另一方面，干燥介质应及时将汽化
的水汽带走pw↓，以保持一定的传质推动力Δp 。
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
10.1.1.3 分类 根据热能传递方式的不同分成以下
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
10.2 湿空气的性质及湿度图 10.2.1 湿空气的性质
1 水蒸气分压pv
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
2 湿度(humidity)H
pv pv nv pg P pv ng
常温下，湿空气可视为理想气体，则有
H 18 pv 0.622 pv
29(P pv )
P pv
在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度 下纯水的饱和蒸气压ps，则有
Hs
0.622
P
ps ps
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 s f (t, P)
第十章 干 燥
至分离器
加料
出料
热空气
单层圆筒沸腾床干燥器
分布盘
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10.1 概述
10.1.1 干燥的目的、本质及分类
10.1.1.1 目的 将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）——去湿。 去湿的方法： （1）机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿，
5 湿空气的焓 I
湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿 空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。
这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完全。 （2）热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化产
生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种方 法简称为干燥。
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10.1.1.2 本质 本质：水分从物料表面向气相转移的
四类： （1）传导干燥
能通过传热壁面以传导方式传给与 壁面接触的湿物料。
优点：热能利用程度较高； 缺点：与金属壁面接触的物料在干 燥时易形成过热而变质。
加料
刮刀 加热蒸汽
产品 传导干燥—滚筒干燥器
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（2）对流干燥 热能以对流方式由热空气传给
热空气
物料
t
过程。干燥过程是传质和传热相结合的过 湿 θi
Q
程（热、质反向传递），干燥速率同时由 分
N
pi
传热速率和传质速率所支配。
p
必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽
δ
热空气与物料间传热和传质
压超过干燥介质中的蒸汽分压，即pm> pw。
Δp =( pm- pw)↑, 干燥速率↑
因此，作为干燥介质的热空气必须不断提供热量给湿
cH cg Hcv
式中 cH——湿空气的比热， kJ/(㎏绝干气·oC)； cg——绝干空气的比热， kJ/(㎏绝干气·oC)； cv——水气的比热， kJ/(㎏水气·oC)
在常用的温度范围内，有
cH 1.01 1.88H
上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。
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H 0.622 ps P ps
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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）1oC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/(㎏绝干气·oC)，即
石油化工学院---Department of Petrochemical Engineering
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，φ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。
在一定总压和温度下，两者之间的关系为
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3 相对湿度 φ
在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv 与同温度下 水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数，称为相对湿度(relative humidity)，用符号φ表示，即
pv 100 %
ps
当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。 当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。