干燥过程的计算

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1、第7章 干燥,1,思考： 试在湿度图上画出干燥全过程,7.3 干燥过程的计算,干燥过程,干燥室,预热室,第7章 干燥,2,已知： 干燥介质（空气）的进口条件，如温度、湿度、压力等； 物料的进口条件，如温度，湿含量，质量或质量流率； 物料的干燥要求（湿含量）。 求解： 干燥介质用量； 干燥条件（如进干燥室的空气温度， 出干燥室的空气温度和湿度等）； 整个设备的热能消耗； 干燥室尺寸 等等。,第7章 干燥,3,一、湿物料中含水率的表示方法,第7章 干燥,4,求解： 干燥介质用量，蒸发的水分量等,二、物料衡算,注意：湿空气通过预热器的前后湿度不变，H1=H0,第7章 干燥,5,求解：整个设备的热能消

2、耗,三、热量衡算,1、预热器的热量衡算,第7章 干燥,6,2、干燥室的热量衡算,第7章 干燥,7,加入干燥系统的全部能量有四个用途： 加热空气、蒸发水分、加热物料和热损失,3、干燥系统的总热量：,第7章 干燥,8,4、干燥设备的热效率,一般，=3060%， 在应用部分废气循环时，=5070%,Q汽化=W(2492+1.88t2-4.1871),第7章 干燥,9,提高热效率的途径：,(1)提高空气的预热温度t1; (2)降低废气的出口温度t2;(但不能太低，否则会析出水，使物料返潮) (3)尽量利用废气中的热量，例如用废气预热冷空气或湿物料，或将废气循环使用.,第7章 干燥,10,5、干燥器空气

3、出口状态的决定,A、特点： (a)干燥器内不补充热量，Qd=0; (b)干燥器的热损失忽略不计, QL=0; 物料在干燥过程中不升温，进出干燥器的焓相等，I2=I1.,空气在干燥器内等焓变化过程I1=I2,第7章 干燥,11,100,C,H0=H1 H2,t0,A,B,t1,t2,0,2,1,I,I1=I2,等焓干燥过程中湿空气的状态变化图,B、空气的出口状态的确定：,W=L(H2-H1) I2=I1=(1.01+1.88H2)t2+2492H2,（H2,I2),(1) 图示法：,(2) 计算法：,第7章 干燥,12,t0 H0,t1 I1 H1,H2 I2,t2,G11,2,L,QP,(C)

4、 等焓过程干燥效率：,第7章 干燥,13,C,H0=H1 H2,t0,A,B,t1,t2,0,2,1,I,I1=I2,a:当QD=0,QL0,I2 I1时 ， I2 GC(I2 -I1)+QL时 ， I2 I1,第7章 干燥,14,物料衡算,热量衡算,理想干燥过程（等焓干燥过程）,第7章 干燥,15,例3 常压下拟用温度为20、湿度为0.008kg水/kg干气的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到90后送入干燥室，离开时的湿度为0.022kg水/kg干气。现要求每小时将1200kg的湿物料由含水率3%（湿基）干燥至0.2%（湿基）。干燥过程为等焓过程。试求： (1)绝干空气用量，kg/h

5、；湿空气用量， kg/h。 (2)预热器的加热量QP，kW； (3) 热效率。 (4)空气的出口温度t2,第7章 干燥,16,(1)绝干空气用量，kg/h；湿空气用量， kg/h,第7章 干燥,17,(2)预热器的加热量QP，kW,理想干燥过程举例,第7章 干燥,18,理想干燥过程举例,(3)热效率,第7章 干燥,19,例4：在逆流绝热干燥装置中用空气将湿物料中所含水分由0.18降低至0.005。湿空气进入预热器前的温度为25，湿度为0.00755kg/kg干气，进入干燥器的焓为125kJ/kg干气，离开干燥器的温度为50 。试求： （1）空气经预热后的温度t1; （2）单位空气的消耗量l；

6、（3）若加热装置的总热量为900kW,则干燥产品量为多少kg/h?,第7章 干燥,20,解：（1） 空气经预热后的温度t1 据焓的定义求解： I1=(1.01+1,88H0)t1+2492H0 即：125=（1.01+1.880.00755) t1+24920.00755 解得:t1=103.7 (2)单位空气的消耗量l:,关键是计算H2。对于绝热干燥过程则有：,I2=(1.01+1,88H2) 50+2492H2=125 H2=0.02883kg/kg干气,第7章 干燥,21,(3)干燥产品量G2 G2=GC(1+X2),对理想干燥器，有 Q=QP=L(1.01+1.880.00755)(t

7、1-t0) 即：900= (1.01+1.880.00755)(103.7-25) L L=11.2kg干气/s=40200 kg干气/h 由 L(H2-H0)=GC(X1-X2) 得,第7章 干燥,22,40200(0.02883-0.00755)=GC(0.2195-0.00503) GC=3989 kg干物料/h G2=3989 （1+0.00503）=4009kg产品/h,第7章 干燥,23,例5：采用如图所示的带有废气循环系统的干燥流程干燥某种物料。温度25、湿度为0.01kg/kg干气的新鲜空气与温度为50,湿度为0.04 kg/kg干气的废气混合后进入预热器。若新鲜空气中的绝干空

8、气量与废气中绝干空气量的质量比为1：2，假若为绝热干燥过程，预热器的热损失忽略不计，系统的操作压强为101.3kPa。试求： （1）在H 图上示意画出空气在整个干燥过程中的状态变化； （2）空气进入预热器的湿度Hm及焓Im,空气进入干燥器的温度t1; （3）新鲜空气的流量L0； （4）整个干燥系统所消耗的热量Q。,第7章 干燥,24,第7章 干燥,25,解：分析： 在带有废气循环的流程中，有图知，最终排出干燥器的干空气量L等于新鲜干空气量L，而循环的绝干空气量为2L。因此求L时的作物料衡算及求Q时的热量衡算均可把循环系统包括在内做整个系统的衡算，求算L及Q时就与空气的混合参数无关。 （1）图示

9、空气的状态变化： 做法：由t0、H0定A点，由t2、H2定C点。因干新鲜空气量与干废气量的质量比为1：2，利用杠杆规则连AC，使得MC/AM=1/2，则M点为进入预热器的混合点，由M点作等湿线与过C点作等线相交于B，MB为预热过程，BC为绝热干燥过程。,第7章 干燥,26,I,C,A,B,t1,t2,=100%,M,H2,Hm,第7章 干燥,27,（2）Hm、m及t1 对于混合气体湿度和焓的计算：,0.03kg/kg干气,119.5kJ/kg干气,第7章 干燥,28,t1可由1求出：,Hm=0.03kg/kg干气，I1=I2=153.9kJ/kg干气,t1=74.3,(3)新鲜空气量L0,作包

10、括循环气在内的整个干燥系统的物料衡算：,第7章 干燥,29,W=GC(X1-X2),GC=G1(1-1)=0.5(1-0.45)=0.275kg干料/s,W=GC(X1-X2)=0.275(0.8182-0.0526)=0.211kg/s,已知H2=0.04kg/kg干气，H1=H0=0.01 kg/kg干气，,新鲜空气流量：L0=L(1+H0)=7.03(1+0.01)=7.1kg湿空气/s,第7章 干燥,30,(4)整个干燥系统所消耗的热量： 因该干燥过程为绝热干燥过程，干燥器补充热量为零，且预热器的热损失可忽略不计，则总热消耗为： Q=QD+QP=QP=3L(） 因已求出=119.5kJ/kg干气，又知绝热干燥过程153.9 kJ/kg干气,故 Q=3L(）=7.03（153.9119.5）=725.5kW,第7章 干燥,31,练习题,1、湿空气在预热的过程中不变化的参数是（ ）。 A、焓；B、相对湿度；C、露点温度；D、湿球温度 2、理想干燥器是指（ ），干燥介质进入和离开干燥器的焓值（ ）。,