【文章內(nèi)容簡介】 kg/s。 濕物料 G1 , w1 干燥產(chǎn)品 G2 , w2 熱空氣 L , H1 濕廢氣體 L , H2 )()(122121 HHLXXGGGW c ??????12 HHWL?? 121HHWLl???絕干空氣消耗量 絕干空氣比消耗 水分蒸發(fā)量： 3 干燥產(chǎn)品的流量 G2 )1()1( 1122 wGwGG ????2112 1)1(wwGG???式中 w w2—— 物料進(jìn)出干燥器時(shí)的濕基含水量 濕空氣的消耗量為： )1()1( 01 HLHLL ????? 上式說明： 比空氣用量只與空氣的最初和最終濕度有關(guān)，而與干燥過程所經(jīng)歷的途徑無關(guān)。 【 例 73】 在一連續(xù)干燥器中，每小時(shí)處理濕物料 1000kg，經(jīng)干燥后物料的含水量有 10%降至 2%（ wb）。以熱空氣為干燥介質(zhì)，初始濕度 H1= /kg絕干氣，離開干燥器時(shí)濕度為 H2= kg水 /kg絕干氣，假設(shè)干燥過程中無物料損失，試求：水分蒸發(fā)量、空氣消耗量以及干燥產(chǎn)品量。 絕干料水絕干料水kgkgwwXkgkgwwX/1/1222111??????????進(jìn)入干燥器的絕干物料為 G=G1（ 1w1） =1000（ ） =900kg絕干料 /h 解：（ 1）水分蒸發(fā)量：將物料的濕基含水量換算為干基含水量，即 水分蒸發(fā)量為 W=G（ X1X2） =900（ ） = /h 例題 （ 2）空氣消耗量 218 1 . 5 1 9 4 0 /0 . 0 5 0 . 0 0 8WL k g hHH? ? ??? 干 氣原濕空氣的消耗量為： L?=L（ 1+H1） =1940（ 1+） =1960kg濕空氣 /h 水絕干氣 kgkgHHl / 1112?????（ 3）干燥產(chǎn)品量 hkgwGGhkgwwGG//100011122112?????????????單位空氣消耗量（比空氣用量）為： 三、熱量衡算（ Heat balance） Qp —— 預(yù)熱器向氣體提供的熱量 ， kW； QD—— 向干燥器補(bǔ)充的熱量 ， kW； QL — 干燥器的散熱損失 ， kW。 濕物料 G1 , w1 , ?1, cm1 干燥產(chǎn)品 G2 , w2 , ?2, cm2 熱氣體 L, H1, t1, i1 濕廢氣體 L, H2, t2, i2 濕氣體 L, H0, t0, i0 Qp Qd Ql 預(yù)熱器 干 燥 器 預(yù)熱器的熱量衡算 預(yù)熱器的作用在于加熱空氣 。 根據(jù)加熱方式可分為兩類： 直接加熱式： 如熱風(fēng)爐 。 將燃燒液體或固體燃料后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯佑米鞲稍锝橘|(zhì)； 間接換熱式： 如間壁換熱器 。 空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 10()p H HQ L I I??)( 010 ttLcQ Hp ??如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱 ， 則其濕度不變 ， H0=H1， 即 通過預(yù)熱器的熱量衡算 ， 結(jié)合傳熱基本方程式 ， 可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積 。 立筒式金屬體燃煤 間接加熱熱風(fēng)爐 干燥器的熱量衡算 熱氣體在干燥器中冷卻而放出的熱量 ： 物理意義： 氣體在干燥器中放出的熱量和補(bǔ)充加熱的熱量用于汽化濕分 、 加熱產(chǎn)品和補(bǔ)償設(shè)備的散熱損失 。 0 1 2 0 2 1 2 2 1( ) ( ) ( )H D v w c m LL c t t Q W r c t c G c Q? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?)( 210 ttLcQ Hg ??0 2 1 2 2 1( ) ( )g D v w c m LQ Q W r c t c G c Q? ? ?? ? ? ? ? ? ?整個(gè)干燥系統(tǒng)的熱量衡算 在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下 ， 系統(tǒng)無熱量積累 ， 單位時(shí)間內(nèi) (以 1秒鐘為基準(zhǔn) )： 濕物料 G1 , w1 , ?1, cm1 干燥產(chǎn)品 G2 , w2 , ?2, cm2 熱氣體 L, H1, t1, i1 濕廢氣體 L, H2, t2, i2 濕氣體 L, H0, t0, i0 Qp Qd Ql LcDpc QIGLIIGLI ?????? 239。239。11LcDp QIIGIILQ ??????? )()( 139。239。02?? mwsm cXccI ??? )(2 0 2 2 0 2 0 0 0 0( ) [ ( ) ( ) ]H H g v g vL I I L c H c t r H c H c t r H? ? ? ? ? ? ?)]()()([ 020222202 HHrtHtHcttcL vg ??????LWHH ??02 2 0 2 0 0 2 0 0 0( ) ( )H H g vWWL I I L c t t c H t H t rLL?? ????? ? ? ? ? ? ?????????????)())(( 20220 tcrWttcHcL vvg ?????2020 )( vH WittLc ???氣體焓變 物料焓變 物料焓： 氣體焓： 整個(gè)干燥系統(tǒng)的熱量衡算 汽化濕分所需要的熱量： ])()[()( 112212 ?? wswscc cXccXcGIIG ?????)]()([ 112212 ???? XXccG wsc ????cGWXX ??21 2 1 2 1 2 2 2 1( ) ( )c m m c s wcWG I I G c c X XG? ? ? ??? ?? ????? ? ? ? ? ??? ?? ????????1122 ))(( ??? wwsc WccXcG ????1122 )( ??? wmc WccG ???2 2 2 1 2 0( 24 90 1. 88 ) ( ) 1. 01 ( )p D c m LQ Q Q W t G c L t t Q??? ? ? ? ? ? ? ? ?)( 120 ?wvw ctcrWQ ???)( 122 ?? ?? mcm cGQ0 2 0()LHQ L c t t??lLmwDp Q ???????物料焓變： 加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量 ： 放空熱損失 ： 總熱量衡算 ： 1 預(yù)熱器的熱量衡算 )( 0110IILQLIQLIpp????2 干燥器的熱量衡算 LDLDQIIGIILIGLIQIGLI??????????????)()( 121222113 干燥系統(tǒng)消耗的總熱量 LDpQIIGIILQ?????????)()( 1202若忽略預(yù)熱器的熱損失，以 1s為基準(zhǔn)，則有 由于 )( 02 HHLw ?? 2022 tcrI vv ??LmLmvgDpQGctwttLQGctcrwttLcQ????????????????)()()()()()(122021220002???? 由上式可以看出：向系統(tǒng)輸入的熱量用于：加熱空氣、加熱物料、蒸發(fā)水分、熱損失等四個(gè)方面。 4 干燥系統(tǒng)的熱效率 %100?? 量向干燥系統(tǒng)輸入的總熱 蒸發(fā)水分所需的熱量?蒸發(fā)水分所需的熱量為： %100) 90( 2 ??? Q tw?定義 ： 若忽略濕物料中水分代入系統(tǒng)中的焓，則有 Qv=w(2490+) ?使離開干燥器的空氣溫度降低，濕度增加（注意吸濕性物料）； ?提高熱空氣進(jìn)口溫度（注意熱敏性物料）； ?部分廢氣循環(huán)操作，回收利用其預(yù)熱冷空氣或冷物料； ?注意干燥設(shè)備和管路的保溫隔熱，減少干燥系統(tǒng)的熱損失。 提高熱效率的措施 【 例 74】 某糖廠的回轉(zhuǎn)干燥器的生產(chǎn)能力為 4030kg/h（產(chǎn)品），濕糖含水量為 %，于 310C進(jìn)入干燥器，離開干燥器時(shí)的溫度為 360C ，含水量為 %，此時(shí)糖的比熱為 ?0C 。干燥用空氣的初始狀況為：干球溫度 200C ，濕球溫度 170C ，預(yù)熱至 970C后進(jìn)入干燥室?？諝庾愿稍锸遗懦鰰r(shí)，干球溫度為 400C ，濕球溫度為 320C ，試求： （ 1）蒸發(fā)的水分量；（ 2）新鮮空氣用量；（ 3）預(yù)熱器蒸氣用量，加熱蒸氣壓為 200kPa（絕壓）；（ 4）干燥器的熱損失， QD=0；（ 5）熱效率。 t0=200C tw0=170C t1=970C Qp QD=0 G2=4030kg/h w2=% θ2=360C t2=400C tw2=320C θ1=310C w1=% QL 預(yù)熱器 干燥器 例題 解 ： 絕干料水絕干料水kgkgwwXkgkgwwX/0 0 1 %%1/0 1 2 %%1222111??????????進(jìn)入干燥器的絕干物料為 G=G2（ 1w2） =4030（ %） = /h 水分蒸發(fā)量為 W=G（ X1X2） =（ ） = /h （ 1）水分蒸發(fā)量：將物料的濕基含水量換算為干基含水量，即 （ 2）新鮮空氣用量：首先計(jì)算絕干空氣消耗量。 hkgHH wL / 12絕干氣?????絕干空氣消耗量為： 新鮮空氣消耗量為： L?=L（ 1+H0） =（ 1+） =2909kg新鮮空氣 /h 由圖查得：當(dāng) t0=200C， tw0=170C時(shí)， H0= /kg絕干料； 當(dāng) t2=400C， tw2=320C時(shí)， H2= /kg絕干料。 查 HI圖，得 （ 3）預(yù)熱器中的蒸氣用量 查飽和蒸氣壓表得： 200kPa（絕壓）的飽和水蒸氣的潛熱為 kJ /kg， Qp=L(I1I0)=（ 12748） = 105kJ /h 故蒸氣消耗量為： 105/=103kg/h I0=48kJ/kg干空氣； I1= 127kJ/kg干空氣； I2= 110kJ/kg干空氣 （ 4）干燥器的熱損失 hkJGctwttLQmDpL/)3136()()2040()()()(4512202????????????????????????? ??（ 5）熱效率 %)(%100)(52?????????Qtw?若忽略濕物料中水分帶入系統(tǒng)中的焓，則有 Problems 2 P355: Exercises and （思考題） 第四節(jié) 物料的平衡含水量與干燥速率 一、濕物料水分含量的表示方法 濕物料是絕干固體與液態(tài)濕分的混合物 。 濕基含水量 w： 水分在濕物料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 。 %100?? 物料總質(zhì)量 水分質(zhì)量w干基含水量 X： 濕物料中的水分與絕干物料的質(zhì)量比 。 純干物料總質(zhì)量水分質(zhì)量?X換算關(guān)系： wwX?? 1XXw?? 1濕份在氣體和固體間的平衡關(guān)系 濕份的傳遞方向 (干燥或吸濕 ) 和限度 (干燥程度 ) 由濕份在氣體和固體兩相間的平衡關(guān)系決定 。 p X ps Xh 平衡狀態(tài)： 當(dāng)濕含量為 X 的濕物料與濕份分壓為