干燥1概述及湿空气性质和湿度图.

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干燥1概述及湿空气性质和湿度图解析

加热去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中的湿分。
2020/10/23
返回 3
干燥过程的分类：
操作常压干燥压力真空干燥操作连续式方式间歇式
2020/10/23
返回 4
干燥
传导干燥（间接加热干燥）
对流干燥（直接加热干燥）供热辐射干燥方式微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
2020/10/23
P
0.773
273 t 273
1.013 105
P
w
22.41
18
273 273
t
1.013 105
P
1.244
273 273
t
1.013 105
P
所以：
H g wH
(0.773 1.244H ) 273 t 1.013105
273
P
2020/10/23
返回 23ຫໍສະໝຸດ 5、湿空气的比热容CH2020/10/23
返回 13
2、湿度（湿含量）H
定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。
Kg水
nwMw
18.02n
H=
=
=
Kg绝干气 ng Mg
28.w95ng
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返回 14
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nw pw P pw
ng pg
返回 11
湿空气的性质
空气由绝干空气与水蒸汽所组成，在干燥中称湿空气。在干燥过程中，湿空气中的水汽含量不断增加，而其中的干空气作为载体（载热体和载湿体），质量流量是不变的。因此为了计算上的方便，湿空气的各项参数都以单位质量的绝干空气为基准。

干燥1概述9-1干燥的分类和用途何谓干燥单元操作

第九章干燥§1 概述9-1 干燥的分类和用途一、何谓干燥单元操作？讲到干燥，自然联想起农村晒谷子，生活中晒衣服，想必干燥即除水操作。

如果干燥在太阳下才能实现，则化肥厂，制药厂，染织厂需要开辟大规模的“晒场”，才能正常生产。

显然生活中的晒衣服与干燥的操作是有区别的。

那么，什么叫干燥单元操作呢？——利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作。

如图9-1所示。

图9-1 干燥示意图二、干燥操作在化工生产中的应用。

化工原料工业，聚氯乙稀的含水量不能高于0.3％，否则影响制品的质量。

制药工业，抗菌素的水分含量太高，会影响使用期限。

染料工业，未经干燥的染料，影响染色质量。

所以化工、轻工、造纸、制革、木材、食品等工业均利用到多种类型的干燥操作。

三、干燥操作的分类：按传热方式分为：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥；按操作压力分为：常压干燥、真空干燥；按操作方式分为：连续式、间歇式。

§2 湿空气与性质湿度图9-2 湿空气概述什么是湿空气：大气是干空气与水汽的混合物，亦称为湿空气。

要研究空气的性质，首先想到，湿空气是混合物，则混合的比例是多少呢？所以要研究，——湿度性质（湿度，相对湿度，绝对湿度百分数）其次想到，空气是气体，应适用于气体状态方程，即温度、压力、体积。

所以要研究，——温度性质（干球温度、湿球温度、绝热饱和湿度、露点）——容积性质（湿容积、饱和湿容积）。

由于大气压力，对一定地区，约为定值，所以不研究压力性质。

再其次，要研究空气对湿物料的传热，所以要研究，——空气的比热性质（湿热．焓）所以要研究湿空气，实质是研究空气的四大类性质。

为了叙述方便，我们假设下面三个前提：（1）干燥过程的湿空气，可作为理想气体处理，诸如理想气体方程式，道尔顿分压定律，均可应用于湿空气。

（2）因为干空气是作为热载体，它的质量在干燥过程中始终不变，所以湿空气的有关参数均为单位质量的干空气为基准。

青海大学干燥节湿空气的性质及湿度PPT课件

2020/12/29
定的生产能力。
4、对流干燥过程的实质
干燥过程
热空气流过湿物料表面
热量传递到湿物料表面
传热过程
湿物料表面水分汽化并被带走
表面与内部出现水分浓度差
内部水分扩散到表面
传质过程
传质过程
干燥过程推动力（干燥操作进行的前提条件）
传质推动力：物料表面水汽分压P表水 > 热空气中的水汽分压P空水
q
pi
W
干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿份（载湿体）的介质。它将热量传给物料的同时把由物料中汽化出来
M
p
的水分带走。(热空气、蒸汽、烟道
气等) 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化和物料干燥的速度，达到一
（1）水汽分压pv （2）湿度又称湿含量或绝对湿度 kg 水/kg 干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
空气水蒸汽
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对流干燥过程原理——传热与传质
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，气体以对流方式向固
H
体物料传热，使湿份汽化；
t
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
ti
惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉，以降低除湿的成本。
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2、干燥分类：
真空干燥：处理热敏性及易氧化物料；要求产品湿含量低连续干燥：生产能力大，产品质量均匀、热效率高，劳动条件好间歇干燥：处理小批量、多品种或干燥时间较长的去了

第一、二节干燥概念和H-I图(精简)

1、湿度图的构造 (1) 等湿度线（等H线）
(2) 等焓线（等I线）
(3) 等干球温度线（等t线） (4) 等相对湿度线（等φ 线） (5) 水蒸汽分压线（等φ 线）
14
化工原理
2、湿度图的应用
①已知状态点A，确定干球温度t、露点td和湿球温度tw 绝热饱和温度tas）
A t td tw
H B IA
Q LC cm 2 1 1.01G (t2 t0 ) W (2492 1.88t2 ) QL （7-33）
31
化工原理
Q LC cm 2 1 1.01G (t2 t0 ) W (2492 1.88t2 ) QL （7-33）
16
（b）t-td
φ
A
t=td线延长与 φ=100%交于A’点
A
φ =100%
t td
A’
A’点所在的等湿线延长与t=t线交于A 点，A点即是空气状况点。
H
17
化工原理
(c) t-φ
φ
A
φ =100%
A
t IA
IB
H
18
化工原理
第三节连续干燥器的物料衡算和热量衡算
一、湿物料中含水量的表示方法
湿物料Lc， θ 1,X1,I1’
QD
Q 由图知加热器的加热量为： p G ( I1 I 0 ) （7-23）
26
化工原理
2、对干燥器作热量衡算：
热空气 G,t1,H1, I1
QL
干燥器
废气G， t2,H2,I2
空气 G,t0,H0, I0
预热器
QP
干燥产品Lc， θ 2,X2,I2’

干燥计算

U dW Sd
而 dW GdX , [W G(X1 X 2 )]
所以 U GdX
Sd
式中 W’—一批操作中汽化的水分量，kg；
G’—一批操作中干物料的质量，kg。
干燥速率曲线：U与X之间的关系曲线。
由干燥速率曲线，可以将干燥过程分为两个阶段：
物料预热阶段
(1) 恒速干燥阶段
H

水汽质量mv 干空气质量mg

nv M v ng M g
18 nv 29 ng
0.622 p , P p
kg水汽/ kg干空气
(1)
空气饱和时， H s 二、相对湿度：

0.622
P
ps ps
。
水汽分压与水的饱和蒸汽压之比，即
p 100 % ps
代入式(1)，得 H 0.622 ps
即 Iv0 Iv2 (2) 湿物料进出干燥器时的比热相等，并可取其平均值
即 c1 c2 cm 而 c cs Xcw
由 I0 I g0 H0Iv0 cgt0 Iv0H0
I2 Ig2 H2Iv2 cgt2 Iv2H2
相减并代入假定(1)，得
又由
I2 I0 cg (t2 t0 ) Iv2 (H2 H0 ) cg (t2 t0 ) (r0 cv2t2 )(H2 H0 )
恒速干燥阶段
第一降速阶段
(2) 降速干燥阶段
第二降速阶段
干燥机理：
(1) 物料预热阶段，A B
：空气传给物料的热量大于水分汽化所需热量，物料表面温度上
升到空气的湿球温度，, pw , ( pw p) , U
对干燥器进行焓衡算

湿空气的性质及湿度图

直线的斜率为1.88 t +2490 ，各线不平行
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量）湿纱布水温
传热（由空气湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。

第7章-干燥-1-干燥概述、干燥介质及湿度图

H
A
B C t t
(a)加热过程
(b)冷却过程
=100% B
H
绝热饱和线 A
t
(c) 绝热增湿、降温过程
-------杠杆原理
H

AC CB
=100% B
HB
C
A
D E
HA
t
(d)两股湿空气的混合
LB H C H A t C t A AD LA H B H C t B t C DE
r0 tas t H as H cH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
td
不饱和湿空气性质：p、H、pw、、cH、IH、t、tW、tas、td
自由度数 F C 2 2 1 2 3
例题：常压下，某湿空气的温度为30 oC，pw=3.33 kPa，求湿含量H，相对湿度φ、湿比热容、湿空气的焓及露点。
体积/m3kg-1
H 0.773 1.244H S
湿度/kg· kg-1
1.1
干空气比容线
1.0 0.9 0.8 0.7 0 10 20 30 40 50 60 70
a 0.773
273 t 273
绝热饱和（冷却）线
0.06
I H 1.01 1.88H t 2492H 0.04
三、湿度图
湿比热容CH/kcal· kg-1· K-1
0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47
等线
饱和比容线
S
1.3 1.2
湿比热线
c H 1.01 1.88H
ps H 0.622 p ps

第五章干燥概述

>>5.3.1 物料中的水分
平衡水分和自由水分
平衡水分：一定空气状态下，湿物料中的水分。此时湿物料的含水量为平衡含水量X*。
平衡含水量X*与空气的相对湿度φ的关系曲线为平衡曲线。空气状态恒定时，不同物料的平衡含水量不同
同一物料，平衡含水量随空气状态而变不同绝干空气接触可得到绝干物料，即φ ＝0，X*＝0
干燥流程
L H0,t0,I0
预热器
L H1,t1,I1
QL 干燥器
预热器消耗热量Qp
忽略热损，LI0 +Qp＝LI1
Qp
Q p＝L（I1 -I0）
QD
G2 X2,θ2,I2’
干燥器补充热量QD LI1 GI1 ' QD＝LI2 GI2 ' QL
QD＝L（I2 -I1） G（I2 ' I1 '） QL
恒定干燥和非恒定干燥
恒定干燥
干燥过程中空气的湿度H和温度t(即空气的状态不变）大量空气干燥少量物料时，可近似看作恒定干燥
非恒定干燥实际干燥过程，随着干燥进行，空气温度下降、湿度增加。（变动干燥）
恒定干燥下的干燥实验和干燥时间
干燥实验：
获得干燥曲线（湿物料含湿量X-干燥时间）
干燥时间：计算干燥器的尺寸
X*是湿物料在一定空气状态下的干燥极限
自由水分：湿物料中超过X*的那部分水分
自由水分可以用干燥的方法除去
第五章干燥>>5.3 >>5.3.1 物料中的水分(2)
非结合水和结合水
非结合水
当φ =p/ps=100％时，物料表面的水气分压等于同温度下纯水的饱和蒸气压，即等于同温度下饱和空气的水气分压。此时湿物料含水量

湿空气性质及湿度图

湿比热容/kJ.(kgH2O.℃)-1
1.35 1.25 1.00 2490 2460 1.35 2430 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1. 35 0.16
H
0.14
1.15
0.12
汽化潜热/kJ /kJ.(kgH2O)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
不同温度、湿度的气流的混合过程
kg水/kg干空气
视为理想气体，则： H = 0.622
pV P − pV
饱和湿度H 饱和湿度 s: 湿空气中水蒸气分压等于该温度下水的饱和蒸汽压。
（2）相对湿度ϕ ）相对湿度ϕ
P H = 0.622 P−P
S S
S
pv ϕ= ×100% Ps
( Ps ≤ P)
pv ϕ= ×100% ( Ps > P) P 相对湿度表明湿空气的不饱和度，反映湿空气吸收水汽的能力。
cH υH cH
υH
D B C A H=0.016kg/kg干空气
td
t
t
② 湿空气状态变化过程的图示
H φ=1 φ=1
H
B A t t1 t2 加热
B t1 td t
A t2 冷却
H φ=1
S B B’’ B’
φ=1 B
H
H2 H3
Has A H A t t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
干空气⋅° （ kJ/kg干空气⋅° ）干空气⋅°C
（4）湿比热容 cH ）
cH = ca + cV H = 1.01 + 1.88 H

湿空气的性质和湿度图

第六章干燥第一节湿空气的性质和湿度图教学目标：理解湿空气性质各项指标的基本内涵，并掌握其计算公式。

理解湿度图的结构，掌握湿度图的具体应用。

教学重点：湿空气性质的基本内涵和计算公式，湿度图的结构及具体应用。

教学难点：湿空气性质的基本内涵和计算公式。

教学内容：一、湿空气的性质当周围的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物时，称为湿空气。

用湿空气作干燥介质时，湿空气应是不饱和的热空气，其中水汽分压低于同温度下的饱和蒸汽压。

干燥操作压力通常都较低（常压或减压操作），可将湿空气按理想气体处理。

在对流干燥中，湿空气中水蒸汽的含量是随干燥过程的进行逐渐增加的，但其中的干空气的数量是不变的，因而湿空气的性质都以单位质量干空气为基准进行计算。

H湿度又称湿含量，是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。

即：式中：g M ——干空气的摩尔质量，kg kmol ；w M ——水蒸汽的摩尔质量，kg kmol ； g n ——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol ； w n ——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol 。

φ相对湿度又称相对湿度百分数，是指在一定总压下，湿空气中水蒸汽分压p 与同温度下的饱和水蒸气压s p 之比,称为湿空气的相对湿度。

定义式：相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。

φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。

φ愈小，即p 与s p 差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。

3.湿空气比容H ν在温度为t 、湿度为H 、总压为P 时，以单位质量绝干空气为基准的湿空气体积称为湿空气的比容，用符号H ν表示。

湿空气比容随其温度和湿度的增加而(6---1)180.622kg/kg)29w wg gw w g gM n H M n n nH n n === 如果将水和空气的摩尔质量代入上式，则( 绝干空气 (6--2)100% (6----3)spp φ=⨯ (6---4)2732730.773 1.244273273273(0.773 1.244)273H g w H H t t v H t H ννν=+++=⨯+⨯⨯+=+⨯增大。

化工原理下册课件第5章干燥(湿空气的湿度图 (焓湿图))

5.2.2 湿空气的湿度图（焓湿图）
在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。
图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和
湿度Ｈ的湿空气状态。
等湿度线(等H线)：等焓线(等I线)：等温线(等t线)：等相对湿度线（等j线）水蒸汽分压线：
一、等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气
一、求空气的状态参数若已知湿含量H和焓I，在焓湿图中得到Ａ点 H=0.02kg水/kg干空气，I=120kJ/kg干空气
H：沿等H线
.
I：沿等I线
.A

pv：过A点沿等H线交水
汽分压线
tw
td: 沿等H线，交j＝100 td
％沿等t线
tW：沿等I线，交j＝
100％，沿等t线
== 1= 0 01 %0
的露点td不变。即确定了H，就可以确定露点温度td 。
二、等焓线(等I线) 一组与水平线倾斜135°的直线。读数范围0~
680kJ/kg绝干气。三、干球温度线(等t线)
固定总压下，给定不同的温度t值，以H为自变量，I为因变量，根据I=(1.88t+2490)H+1.01t作出的曲线。当空气的干球温度t不变时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不同的t，可作出许多等t线。各种不同温度的等温线，其斜率为(1.88t+2490)，故温度愈高，其斜率愈大。因此，成直线的等t线并不互相平行。
三、湿空气的状态变化过程 1、加热与冷却过程加热：湿空气的加热与冷却
属等压过程，p不变，H不变，AB线为一垂直线，沿等H线由A到达B点，温度
升高，空气的j下降，干燥

干燥

5.1 湿空气的性质和湿焓图
tw直接受环境温度及湿纱布表面水份的汽化快慢的影响，气化快慢又与干球温度、空气的含水量有关。所以，凡是精密仪器、粮食、水果的储藏室均有干湿温度计。生活中的现象： 1、融雪比下雪冷； 2、人通过出汗来降低体温； 3、狗夏天只能通过舌头来散热。
5.1 湿空气的性质和湿焓图
, t w td
饱和湿空气， t w td
所以，湿空气三种温度的关系为
t t w td
t等焓增湿到饱和得到的温度为 t w t等湿降温到饱和得到的温度为 t d
5.1 湿空气的性质和湿焓图
5-1-2 湿空气的 H-I 图
湿空气的状态由两个独立的性质确定，其他参数可以计算，但计算繁琐，有时还要式差。工程上为了计算方便，常用算图来表示湿空气各性质之间的关系。下面讨论常用的湿焓图 (H-I 图 ) 。一、等 H 线：与纵轴平行二、等 I 线：与斜轴平行三、等干球温度线（等 t 线）由 I (1.01 1.88H )t 2490H 得 I (1.88t 2490)H 1.01t 左式是以 t 为参数的直线方程，且 t ，斜率，所以等 t 线为一族非平行直线。
5.1 湿空气的性质和湿焓图
Φ值反映载湿能力，而载湿能力只能通过φ表示
t一定，Ps一定，P
P 一定 t P s
载湿能力
载湿能力
例：某湿空气φ=50%，温度55℃，求该空气在北京和拉萨地区大气压下的H。已知北京地区大气压为770mmHg,拉萨地区大气压 459.4 mmHg，55 ℃ Ps =15731.76Pa
5.1 湿空气的性质和湿焓图
稳态时，传热速率与传质速率的关系： Q N tw

湿空气性质和湿度图湿气体=绝干气体+湿份蒸汽

湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体) 1kg 绝干空气及所含水汽所具有焓的总和
IH I g HI w
由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温度，若取0℃下的绝干空气和液态湿份的焓为零，则
IH (Cg HCw )t r0H CH t r0H
显热项
汽化潜热项
H nw Mw Mw p ng M g M g P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
H 0.622 pw P pw
总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
相对湿度
湿度只表示湿空气中所含湿份的绝对数，不能反映空气偏离饱和状态的程度。相对湿度：一定的系统总压和温度下，空气中湿份蒸汽的分
湿比热cH 或干基湿比热J/(kg绝干空气·℃) 1kg 绝干空气及所含水份蒸汽温度升高1℃所需要的热量
CH Cg 1 CW H
式中：Cg — 绝干空气的比热，J/(kg绝干空气·℃)； Cw — 水份蒸汽的比热，J/(kg水份蒸汽·℃) 。
Cg=1.005 kJ/(kg·℃)，Cw=1.884 kJ/(kg·℃) CH 1.01 1.88H
50℃的性质：
⑴相对湿度从附录查出50℃时水蒸气的饱和蒸气压ps=12.340kPa。当空气从20℃加热到50℃
时，湿度没有变化，仍为0.0147 kg/kg绝干气，故
0.0147 0.62212.340 101.33 12.340
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中，先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。

9.1-9.2 空气的性质与湿度图

ras tas = t − (Has − H cH
空气t, H, cH)ras—tas下水的汽化潜热 tas=f(t,H)是空气状态的函数空气在此过程中，遵循降温、增湿、等焓。
（5）空气湿度的测定
① 干、湿球温度
大量空气与少量水接触达稳定时的温度称为空气的湿球温度tw。空气向湿纱布传递的显热为：
Q =αA(t −tW ) 1
湿纱布表面水分汽化所需的潜热为：
空气
t, H,u
Q2 = kH (HW − H)Ar W
Q = Q2 1
r tW = t − W (Hw − H) α kH α kH ≈ cH 空气－水：
ras tas = t − (Has − H cH
) tW ≈ tas
② 露点的测定
④绝热增湿过程：可近似认为等焓过程
湿空气性质的总结
在总压一定的情况下，空气的状态由两个参数确定不饱和空气：φ＜1，t ＞ tw＝tas＞td 饱和空气： φ＝1，t=tw＝tas＝td
对空气－水系统：
焓的单位：kJ/kg干空气，比热的单位：kJ/kg.℃，比容的单位：m3湿空气/kg干空气
（4）绝热冷却过程和绝热饱和温度
绝热饱和温度tas:总压一定，空气绝热增湿达饱和的温度。
tas , Has , cHas
tas
稳定时，水温不变，空气放出的显热等于水分汽化后带回的潜热。
cH (t −tas ) = (Has − H)ras
9 干
去湿的方法有： (1) 机械去湿法－过滤 (2) 化学去湿法
燥
干燥的方法有： (1) 对流干燥 (2) 传导干燥 (3) 辐射干燥 (4) 介电加热干燥
工业上常须将湿固体物料中的湿分去除→去湿

8.2 湿空气的性质与湿度图

（8-26）
在稳定状态下，传热速率与传质速率之间关系为：
Q N rw
（8-27）
A(t t w ) k H A( H w H ) rw
（8-28）
tw t
k H rw

H w H
（8-29）
—— 湿球温度 tw 定义式式中： H——空气的湿度，kg水/kg干气； Hw——湿空气在温度为tw下的饱和湿度， kg水/kg干气； rw——湿球温度tw下水的汽化热，kJ/kg； kH——以湿度差为推动力的对流传质系数， kg/（m2s△H)； α——空气至湿纱布的对流传热系数，W/m2 •℃；
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
1、定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至饱和，出现第一滴露珠时的温度。湿度H与露点 td 的关系：
pd H H S 0.622 P pd
式中： Hs——为露点td时水的饱和湿度；
（8-22）
Pd——为露点td时水的饱和蒸汽压, 也就是该空气在初始状态下的水蒸汽分压pv ， pv = pd 2、计算td：
九、绝热饱和温度tas 1、定义：绝热饱和过程中，气、液两相最终达到的平衡温度称为绝热饱和温度。 2、绝热饱和过程：不饱和空气在与外界绝热的条件下和大量的液体接触，若时间足够长，使传热、传质趋于平衡，则最终空气被液体蒸汽所饱和，空气与液体温度相等，此过程称为绝热饱和过程。
3、绝热饱和过程说明：
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I：湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg水蒸汽的焓之和。计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。

湿空气的性质及状态参数

(a)湿空气的干球温度t (b)湿空气的干球温度t (c)湿空气的干球和湿球温度tw 和露点td 温度t和相对湿度φ 动画
例如，图7-6中A代表一定状态的湿空气，则:
(1)湿度H，由A点沿等湿线向下与水平辅助轴的交点Ｈ，即可读出Ａ点的湿度值。 (2)焓值I，通过A点作等焓线的平行线，与纵轴交于Ｉ点，即可读得A点的焓值。 (3)水气分压P，由Ａ点沿等温度线向下交水蒸气分压线于Ｃ，在图右端纵轴上读出水气分压值。 (4)露点td,由A点沿等湿度线向下与φ =100%饱和线相交于B点，再由过B点的等温线读出露点td值。
热而达到干燥的目的。
2、对流干燥：工业上广泛应用；传热与传质相伴进行的过程；干燥介质即是载热体又是载湿体；典型的对流干燥工艺流程见图7-1
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二、干燥过程进行的条件
对流干燥过程中，物料表面温度 θ i 低于气相主体温度 t ，因此热量以对流方式从气相传递到固体表面，再由表面向内部传递，这是个传热过程；固体表面处水气压 Pi高于气相主体中水气分压因此水气由固体表面向气相扩散，这是一个传质过程。可见对流干燥过程是传质和传热同时进行的过程，见图7-2
单位:kg/kg(干空气)
2.饱和湿度Hs： (是总压和温度的函数)
3.相对湿度φ：
ps H s 0.622 P ps
pv 100%( ps p) ps pv 100%( ps p) p
4.湿空气比容ν h ：单位:m3/kg干空气 h
273 t (0.773 1.244 H ) 273
2.吸附脱水法即用固体吸附剂，如氯化钙、硅胶等吸去物料中所含的水分。这种方法去除的水分量很少，且成本较高。 3.干燥法即利用热能，使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然后在利用干燥方法继续除湿。返回

化工原理111 湿空气的性质及湿度图

水分汽化，温度降低
空气传热给湿纱布
稳态时，空气传给湿纱布的显热等于湿纱布水分汽化的潜热
湿球温度不变，此为湿球温度tW
9
空气向湿纱布表面的传热速率：
Q1 S(t tw)
湿纱布表面水分的汽化速率：
N kH S(Hs,tw H ) 绝热稳定，达湿球温度时 Q Nrtw
S(t tw ) kH S(Hs,tw H )rtw
273
p总
V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T 1.0133105
22.4 273
P
5
3、比热容cH kJ/(kg干气℃) 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
cH cg Hcv
cg——干空气的比热，≈1.01 kJ/(kg·℃) cv——水气的比热，≈1.88 kJ/(kg·℃)
湿空气中水蒸气质量和干空气质量之比 kg水/kg干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水汽的摩尔数绝干空气的摩尔数
M M
v g
nv ng
18 29
0.622Y
2
视为理想气体，则：
H 0.622 p p总 p
H f p总, p
饱和湿度Hs：当湿空气中水汽分压p等于该空气温度下的饱和蒸汽压ps时的湿度
17
A
t tw
A td
t td
18
A %
tφ
19
饱和湿度
Hs
0.622
ps p总
ps
HS f ( p总,t)
3
（2）相对湿度φ（ relative humidity）
一定总压下，湿空气中水蒸气分压p与同温度下的

湿空气性质及湿度图

W

W
其中 CH 1.01 ~ 1.03

0.96 ~ 1.005 kH

即
CH kH
则 tas tw
表明：对于空气和水系统，两者在数值上近似相等。
不同点：tas 、tw 本质上截然不同。
（1） tas 由相平衡得出的，是空气的热力学性质； tw 则取决于气液间的动力学因素— 传递速率。
（4）湿比热容 cH （ kJ/kg干空气C ）
c c c H 1.011.88H
H
a
V
ca：干空气比热容，约1.01 kJ/kg干空气·C； cv：水蒸汽比热容，约1.88kJ/kg干空气·C。
（5）湿比焓I ( kJ/kg干空气) 基准: 0C干空气、 0C时液态水的焓为零。
2460
1.35
1.15
2430

0.16
H
0.14
0.12
湿比体积/m3.(kg干空气)-1 汽化潜热/kJ.(kgH2O)-1 湿度/kg.(kg干空气)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
0.85
2340
0.06
0.05
0.75
2310
0.04
0.03
2280
0.02
0.01
2250
0
10
20 30
40 50
60
70
80
90 100 110 120
温度/℃
湿空气的湿度-温度图
（2）湿度图的应用 ① 求湿空气的性质参数
cH
cH
υH
υH
D
B CA

青海大学干燥课件第5章第1节湿空气性质及湿度图

干燥时间
涉及干燥速率和水在气固相的平衡关系
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) 湿空气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。
湿比容
湿空气的体积 1kg绝干空气
H

1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.0133105
29 18
273
P
0.772 1.244H 273 t 1.0133105
273
P
V nRT P
2019/7/15
cH cg cv H 1.01 1.88H
cH f H
4．湿空气的焓I
kJ/kg 干气
焓----kJ/kg
I Ig IvH
cg cv H t r0 H
1.01 1.88H t 2490 H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
解：(1)20℃时：
①相对湿度：由附录查出20℃时水蒸汽饱和蒸汽压
ps 2.3346kPa
H 0.622ps P ps

0.014673

0.622 101.3
2.3346 2.3346
100% (不可用作干燥介质)
2019/7/15
②比容
273 t 1.013105
该法脱水快且节省费用，但去湿程度不高。如离心过滤后水分含量仍达5%-10%，板框压滤后物料一般含水 50%-60%.

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对流干燥是传热、传质同时进质反向传递过程：
2018/8/8
行的过程，但传递方向不同，是热、
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6
传热气固温度差传质固气水汽分压差
2018/8/8
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7
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； * 干燥介质要将汽化的水分及时带走。
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2018/8/8
2018/8/8
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3
干燥过程的分类：
操作压力
常压干燥真空干燥
连续式间歇式
返回
4
操作方式
2018/8/8
干燥
供热方式
传导干燥（间接加热干燥）
辐射干燥
对流干燥（直接加热干燥）
微波（介电）干燥
真空冷冻干燥
2018/8/8
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5
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。
2018/8/8
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20
4、湿空气的比体积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。
2018/8/8
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21
H g w H
[m3湿气/kg干气] g ：压力P 、温度t下干空气比容。 [m3干气/kg干气] w ：压力P 、温度t下水汽比容。
2018/8/8
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12
1、湿空气中的水汽分压pw 总压p= pw+ pg
并有pw=py
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2018/8/8
13
2、湿度（湿含量）H
定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。 nwMw 18.02n Kg水 H = = = w n n M 28.95 g g g Kg绝干气
8
干燥简易流程
2018/8/8
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9
几个名词
湿分（水分）干燥介质（湿空气）-载热体-载
湿体废气湿物料干燥产品（含湿分）
2018/8/8
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10
湿空气的性质与湿度图
湿空气的性质空气的湿度图及其应用
2018/8/8
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11
湿空气的性质
空气由绝干空气与水蒸汽所组成，在干燥中称湿空气。在干燥过程中，湿空气中的水汽含量不断增加，而其中的干空气作为载体（载热体和载湿体），质量流量是不变的。因此为了计算上的方便，湿空气的各项参数都以单位质量的绝干空气为基准。
得的湿空气的真实温度。湿球温度tw ：温度计的感温球用纱布包裹，纱布用水保持湿润，所以tw为湿空气的非真实温度。
2018/8/8
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27ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
干球和湿球温度计
2018/8/8
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28
湿球温度计工作原理
湿球温度为传热、传质平衡的稳定温度。湿纱布表面和空气之间存在着湿度差，水分汽化所需潜热，首先取自湿纱布表面的显热，使其降温，这一温差将引起空气向湿纱布传递热量。当空气传入的热量等于汽化消耗的潜热时，湿纱布表面将达到一个稳定温度，即湿球温度。
2018/8/8
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14
当湿空气可视为理想气体时，则有： nw pw P pw ng pg pw
H
18.02nw
28.95ng P pw 即： H f ( P，pw ) 当P为一定值时， H f ( p )
w
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15
0.622
pw
2018/8/8
当湿空气中水蒸汽分压 pw 恰好等于同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达到饱和，此时的湿度H为饱和湿度Hs。
pS H S 0.622 即： H S f (t，P) P-pS
2018/8/8
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16
3、相对湿度
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。 p

w
即：
2018/8/8
f ( pw，t )
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17
pS
100%
当 =1 时：pw = ps，湿空气达饱和，不可作为干燥介质。当 <1 时：pw < ps，湿空气未达饱和，可作为干燥介质。
[m3水/kg水]
2018/8/8
H ：压力P 、温度t下湿空气比容。
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22
g 、 w 的数值为：
22.41 273 t 1.013 10 273 t 1.013 10 g 0.773 29 273 P 273 P 22.41 273 t 1.013 105 273 t 1.013 105 w 1.244 18 273 P 273 P
H g w
[kJ/kg干气•℃]
2018/8/8
1.01 1.88H
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24
6、湿空气的比热与焓
干空气的焓与水汽的焓之和。 [kJ/kg干气]
以0℃干空气及0℃液态水的焓值为 0作基准。因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气，其焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及湿空气由 0℃升温至t℃所需的显热之和。
越小，湿空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
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2018/8/8
18
结论：
湿度 H 只能表示出水汽
含量的绝对值，而相对湿度
却能反映出湿空气吸收水汽的
能力。
2018/8/8
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19
相对湿度φ与湿度H 的关系： ps H 0.622 P ps
【例】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。
干燥
概述湿空气的性质与湿度图干燥过程的物料衡算干燥速率与干燥时间干燥器
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2018/8/8
1
在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混有大量的湿分，将湿分从物料中
去除的过程，称为去湿。
2018/8/8
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2
去湿的方法可分为以下三类：机诫去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。化学去湿：用于去除少量湿分。加热去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中的湿分。
2018/8/8
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25
I I g Iv H c g t (r0 cwt ) H r0 H (c g cw H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
2018/8/8
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26
7、干球温度t 8、湿球温度tw 干球温度t：用普通温度计测
5 5
所以： H g w H
273 t 1.013 10 (0.773 1.244 H ) 273 P
5
2018/8/8
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23
5、湿空气的比热容CH
在常压下，将1㎏绝干空气和H ㎏水蒸汽温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，称为湿空气的比热容。 c c c H

干燥1概述及湿空气性质和湿度图.

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