青海大學(xué)干燥課件第5章第3節(jié)固體物料在干燥過(guò)程中的平衡關(guān)系與速率關(guān)系(編輯修改稿)
2025-02-14 20:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 速 干 燥 階 段 CUCX臨界濕 含量 臨界干燥速率 2022/2/14 干燥機(jī)理 (1) 恒速干燥階段 恒速干燥階段中，固體物料的表面非常潤(rùn)濕，其狀況與濕球溫度計(jì)的濕棉布表面的狀況類似。 恒定干燥條件下 θ=tw， p=ps α和 kH 不變 濕物料與空氣間的 Q和 N恒定 由物料內(nèi)部向表面輸送的水分足以保持物料表面的充分濕潤(rùn)， X Xc， 汽化的水分 是非結(jié)合水 。 干燥速率由水分汽化速率控制 (取決于物料外部的干燥條件 )，故恒速干燥段又稱為 表面汽化控制階段 。 只與空氣的狀態(tài)有關(guān) 恒速干燥的特點(diǎn) ? 1） U=Uc=const； ? 2）物料表面溫度為 tw； ? 3）在該階段除去的水分為非結(jié)合水分； ? 4）恒速干燥階段的干燥速率只與空氣的狀態(tài)有關(guān)，而與物料的種類無(wú)關(guān)。 ???? )( wttt???? )( w HHH???? H, ku ??U2022/2/14 (2) 降速干燥階段 1) 物料實(shí)際汽化表面變小 (出現(xiàn)干區(qū) )， 第一降速段 (CD)； 2) 汽化表面內(nèi)移， 第二降速段 (DE)；（ 傳熱傳質(zhì)阻力增大，速率進(jìn)一步減小 ） 3) 平衡蒸汽壓下降 (各種形式的結(jié)合水 )； 4) 固體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度極慢 (非多孔介質(zhì) )。 降速段干燥速率取決于濕分與物料的結(jié)合方式，以及 物料的結(jié)構(gòu) ，物料外部的干燥條件對(duì)其影響不大。 X Xc 降速段干燥速率曲線的形狀因物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性而異。降速階段的干燥速率取決于物料本身結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，而與干燥介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)關(guān)系不大，故降速階段又稱物料內(nèi)部遷移控制階段。 降速干燥階段特點(diǎn) ? 1）隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干基含水量 X減小，干燥速率降低； ? 2）物料表面溫度大于濕球溫度； ? 3）除去的水分為非結(jié)合、結(jié)合水分； ? 4）降速干燥階段的干燥速率與物料種類、結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸有關(guān)，而與空氣狀態(tài)關(guān)系不大。 2022/2/14 降速干燥速率曲線 ? 因物料的內(nèi)在性質(zhì)不同而異。 ? 四種典型形狀的干燥速率曲線。 ? （ a）大孔隙粒狀物料層干燥、粉粒狀物料分散干燥、液滴干燥及薄片狀物料等的干燥，其干燥速率與含水量近似呈線性關(guān)系。 ? （ b）非親水性細(xì)粉粒堆積層或纖維狀物料層的干燥，依靠毛細(xì)管力的作用，使水分通過(guò)細(xì)小孔隙向物料表面?zhèn)鬟f。 ? （ c）纖維性物料（木材）或細(xì)小粉粒物料（粘土、淀粉）等親水性物料的干燥，第一降速階段水分的傳遞主要依靠毛細(xì)管力，而第二降速階段水分與水汽的傳遞主要依靠擴(kuò)散作用。 ? （ d）肥皂、膠類等能與水形成均相溶液的無(wú)孔吸濕性物料的干燥，物料內(nèi)部與表面有濃度差，水分借擴(kuò)散作用向表面?zhèn)鬟f，在表面汽化。這類物料不存在恒速干燥階段。 2022/2/14 (3) 臨界含水量 Xc決定兩干燥段的相對(duì)長(zhǎng)短，是確定干燥時(shí)間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)制定干燥方案和優(yōu)化干燥過(guò)程十分重要。 注意 : Xc與物料的厚度、大小以及干燥速率有關(guān)，所以不是物料本身的性質(zhì)。一般需由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 。 Xc的影響因素：物料本身性質(zhì)、干燥介質(zhì)、物料與干燥介質(zhì)的接觸方式。
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