下载文档原格式
第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算对流干燥过程利用不饱和热空气除去湿物料中的水分，所以常温下的空气通常先通过预热器加热至一定温度后再进入干燥器。
在干燥器中热空气和湿物料接触，使湿物料表面的水分气化并将水气带走。
在设计干燥器前，通常已知湿物料的处理量、湿物料在干燥前后的含水量及进入干燥器的湿空气的初始状态，要求计算水分蒸发量、空气用量以及干燥过程所需热量，为此需对干燥器作物料衡算和热量衡算，以便选择适宜型号的风机和换热器。
7-3-1 物料中含水量的表示方法1．湿基含水量 湿物料中所含水分的质量分率称为湿物料的湿基含水量。
湿物料总质量湿物料中水分的质量=w （7-21）2．干基含水量 不含水分的物料通常称为绝对干料或干料。
湿物料中水分的质量与绝对干料质量之比，称为湿物料的干基含水量。
量湿物料中绝对干物料质湿物料中水分的质量=X （7-22）上述两种含水量之间的换算关系如下：w wX -=1 kg 水/kg 干物料XXw +=1 kg 水/kg 湿物料 （7-23） 工业生产中，通常用湿基含水量来表示物料中水分的多少。
但在干燥器的物料衡算中，由于干燥过程中湿物料的质量不断变化，而绝对干物料质量不变，故采用干基含水量计算较为方便。
7-3-2 干燥器的物料衡算通过物料衡算可求出干燥产品流量、物料的水分蒸发量和空气消耗量。
对图7-8所示的连续干燥器作物料衡算。
设 G 1——进入干燥器的湿物料质量流量，kg/s ；G 2——出干燥器的产品质量流量，kg/s ； G c ——湿物料中绝对干料质量流量，kg/s ；w 1，w 2——干燥前后物料的湿基含水量，kg 水/kg 湿物料； X 1，X 2——干燥前后物料的干基含水量，kg 水/kg 干物料； H 1，H 2——进出干燥器的湿空气的湿度，kg 水/kg 绝干空气； W ——水分蒸发量，kg/s ；L ——湿空气中绝干空气的质量流量，kg/s 。
图7-8 各物流进出逆流干燥器的示意图一、水分蒸发量 若不计干燥过程中物料损失量，则在干燥前、后物料中绝干物料质量流量G c 不变，即G c =G 1（1-w 1）=G 2（1-w 2） （7-24）整理得 ()211211w w G G --= （7-25）对干燥器中水分作物料衡算，可得W =L （H 2-H 1）=G c （X 1-X 2） （7-26）二、干空气消耗量L 整理式（7-26）得 ()121221H H W H H X X G L c -=--= （7-27） 蒸发1kg 水分所消耗的干空气量，称为单位空气消耗量，其单位为kg 绝干空气/kg 水分，用L 表示，则 121H H WL l -== （7-28） 如果以H 0表示空气预热前的湿度，而空气经预热器后，其湿度不变，故H 0=H 1，则式（7-28）可写为 021H H l -=（7-28a ）由上式可见，单位空气消耗量仅与H 2、H 0有关，与路径无关。
第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算对干燥流程的设计中，物料衡算解决的问题：（1）物料气化的水分量W （或称为空气带走的水分量）；（2）空气的消耗量（包括绝干气消耗量L 和新鲜空气消耗量L 0）。
而热量衡算的目的，是计算干燥流程的热能耗用量及各项热量分配（即预热器换热量p Q ，干燥器供热量D Q 及干燥器热损失L Q ）。
一、湿物料中含水率表示法湿物料＝水分＋绝干物料 （一）湿基含水量w%100⨯=总质量水m m w （８－１２）工业上常用这种方法表示湿物料的含水量。
（二）干基含水量XX ＝湿物料中水分质量／湿物料中绝干料质量 （８－１３） 式中 X ――湿物料的干基含水量，kg 水分.(kg 绝干料)-1。
两者关系：X Xw +=1 （８－１４）或w wX -=1 （８－１５）二、干燥器的物料衡算图８－７ 各流股进、出逆流干燥器的示意图图８－７中，G ――绝干物料流量，kg 绝干料.s -1；L ――绝干空气消耗量，kg 绝干气.s -1；H 1 ,H 2――分别为湿空气进、出干燥器时的湿度，kg.（kg 绝干气）-1； G 1 ,G 2――分别为湿物料进、出干燥器时的流量，kg 湿物料.s -1； X 1 ,X 2――分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量，kg 水分.（kg 绝干料）-1。
（一）水分蒸发量W)()(122121H H L G G X X G W -=-=-= （８－１６） 其中)1()1(2211w G w G G -=-= （８－１７）（二）空气消耗量L对干燥器作水分物料衡算：2211GX LH GX LH +=+ 则：()121221H H WH H X X G L -=--=（８－１８）若设：121H H WLl -== （８－１９）式中 l ――每蒸发１kg 水分消耗的绝干空气量，称为单位空气消耗量，kg 绝干气.(kg 水分)-1；L ――单位时间内消耗的绝干空气量，kg 绝干气.s -1。
第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算对流干燥过程通常在干燥过程的计算中，首先需要确定从事物料中移除的水分量相应需消耗的空气量和热量，据选择或设计适宜型号的风机或换热器，其次再进行干燥器和其他辅助设备的设计和选择，干燥过程的物料衡算和热量衡算是上述计算的基础。
§8.3.1湿物料中含水量的表示方法X与W关系：§8.3.2物料衡算范围（对象）：连续干燥器基准：单位时间s（或h）对象水分：§8.3.3热量衡算范围基准：单位时间s热量衡算：对象干燥全系统：或预热器：（忽略预热器热损失）湿物料的焓I’：1㎏绝干料与其所带X㎏水具有的焓。
则温度为θ湿含量为X的湿物料的焓I’为为了简化计算，现假设：1．新鲜气中水蒸气的焓等于出干燥器时废气中的水蒸气的焓，即，2．进出干燥器的湿物料比热相等，即，即∵，，代入上式并整理得：或若（不补充热量于干燥器中）则由此可见，干燥系统中加入的热量为四部分：①加热空气②蒸发水分③加热物料④热损失。
通过热量衡算，可确定干燥操作的耗热量以及各次热量的分配，热量衡算上计算预热器的传热面积，加热介质消耗量，干燥器尺寸及干燥热效率的基础。
§8.3.4 空气通过干燥器时的状态变化应用上面的物料及热量衡算前要确定空气离开干燥器时的状态。
这涉及空气通过干燥器时状态的变化过程。
空气经过预热器被加热，H不变，温度升高，焓↑空气经过干燥器时，由于空气与物料间进行热和质的交换，而且还有其它外加热量的影响，应而确定出干燥器时的空气状态是比较困难的和复杂的。
一．现讨论等焓干燥过程（绝热干燥过程）前提：①②③故，在H—I图描绘为对于等焓干燥过程，离开干燥的空气状态的确定只需一个参数，一般。
在实际干燥过程中，等焓干燥过程是难于完全实现的，故又称为理想干燥过程。
（理想干燥器）但在干燥器绝热良好，又不向干燥器中补充热量，且物料进出干燥器时的湿度十分接近时，可近似按等焓干燥过程处理。
