食工原理第七章物料干燥(編輯修改稿)
2025-02-07 16:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 水分蒸發(fā)量 w )()( 21122211XXGHHLwGXLHGXLH???????2 干空氣消耗量 L )()( 2112 XXGHHL ??? 121221 )(HHwHHXXGL?????對上圖 所示的連續(xù)干燥器作水分的物料衡算，以 1s為基準(zhǔn)。 令 l=L/W， 稱為比空氣用量，其意義是從濕物料中氣化 1kg水分所需的干空氣量。 121HHwLl??? 如果新鮮空氣進(jìn)入干燥器前先通過預(yù)熱器加熱，由于加熱前后空氣的濕度不變，以 H0表示進(jìn)入預(yù)熱器時的空氣濕度，則有 021211HHHHl ???? 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)。 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)出干燥器時的濕基含水量 濕空氣的消耗量為： )1()1( 01 HLHLL ?????例：在一連續(xù)干燥器中，每小時處理濕物料 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 hkgHH wL / 12絕干氣?????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： Qp—— 預(yù)熱器的傳熱速率， kw； QD—— 向干燥器中補充熱量的速率， kw； QL—— 干燥器的熱損失速率， kw L H0,t0,I0 L H1,t1,I1 Qp QD G2,X2,θ2,I?2 L H2,t2,I2 G1,X1,θ1,I?1 QL 預(yù)熱器 干燥器 通過干燥器的熱量衡算可以確定物料干燥所消耗的熱量或干燥器排出空氣的狀態(tài) (H2， t2， I2 )。 三、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 濕物料的焓 ???? mwsws cXccXccI ?????? )(? ?? ? LmvgLmmvgvgLDpQGcHHIttcLQccGIHtcIHtcLQIIGIILQ???????????????????????)()()()()()()()(120230211220232221202????假設(shè)： （ 1）新鮮空氣中水蒸氣的焓等于離開干燥器時廢空氣中水蒸氣的焓，即： Iv0=Iv2。 （ 2） 進(jìn)出干燥器的濕物料比熱相等，即： Cm1=Cm2=Cm。 由于 )( 02 HHLw ?? 2002 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)( 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）； ?廢氣回收，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： 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，離開干燥器時的溫度為 360C ， 含水量為%，此時糖的比熱為 ?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，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/%%1/%%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， H0= /kg絕干料； 當(dāng) t2=400C， tw2=320C時， 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 aw 含水量 水分活度：水蒸氣分壓 pv與同溫度下純水的飽和蒸氣壓 ps之比。 物料的水分活度與其含水量和溫度有關(guān)。一定溫度下水分活度與含水量的關(guān)系曲線稱為吸著等溫線。 水分活度不僅與物料的貯藏性有關(guān)，而且決定了干燥進(jìn)行的方向。
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