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2025-01-09 01:25本頁面
【正文】 結(jié)合水分按結(jié)合方式可分為：吸附水分 、 毛細(xì)管水分 、 溶漲水分 (物料細(xì)胞壁內(nèi)的水分 )和化學(xué)結(jié)合水分 (結(jié)晶水 )。 一定干燥條件下 ， 水分除去的難易 ， 分為結(jié)合水與非結(jié)合水 。 平衡水分： 低于平衡含水量 X* 的水分 ， 是不可除水分 。 吸濕過程： 若 XXh ， 則物料將吸收飽和氣體中的水分使?jié)窈吭黾又翝窈? Xh， 即 最大吸濕濕含量 ， 物料不可能通過吸收飽和氣體中的濕份使?jié)窈砍^ Xh。 干燥過程： 當(dāng)濕物料與不飽和空氣接觸時(shí) ， X 向 X* 接近 ，干燥過程的極限為 X*。 欲使物料減濕至絕干 ， 必須與絕干氣體接觸 。 強(qiáng)吸濕性物料： 與水分的結(jié)合力很強(qiáng) ， 平衡線只是漸近地與 ? = 100% 接近 ， 平衡濕含量很大 。 非吸濕性物料： 與水結(jié)合力很弱 ， 平衡線與縱坐標(biāo)基本重合 ， X*=Xh?0， 如某些不溶于水的無機(jī)鹽 (碳酸鹽 、 硅酸鹽 )等 。 對流干燥的基本規(guī)律 ?對一定干燥任務(wù) ， 干燥器尺寸取決于干燥時(shí)間和干燥速率 。 ?為了簡化影響因素 ， 干燥實(shí)驗(yàn)都是在恒定干燥條件下進(jìn)行的 ， 即在一定的氣－固接觸方式下 ， 固定空氣的溫度 、濕度和流過物料表面的速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 。 實(shí)驗(yàn)為間歇操作 ， 物料的溫度和含水量隨時(shí)間連續(xù)變化 。 預(yù)熱段 (Preheat period)： 初始含水量 X1 和溫度 ? 1 變?yōu)? X 和 tw。 干燥曲線： 物料含水量 X 與干燥時(shí)間 ? 的關(guān)系曲線 。 物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性 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 。 非多孔性物料 (Nonporous media)： 借助擴(kuò)散作用向物料表面輸送濕份 ， 或?qū)穹菹仍趦?nèi)部汽化后以汽態(tài)形式向表面擴(kuò)散遷移 。 吸濕性物料 (Hygroscopic media)：與水份的親合能力大 。 干燥速率的定義 干燥速率 U： 干燥器單位時(shí)間內(nèi)汽化的濕分量 (kg濕分 /s)。 設(shè)物料的初始濕含量為 X1， 產(chǎn)品濕含量為 X2： 當(dāng) X1＞ Xc 和 X2＜ Xc 時(shí) ， 干燥有兩個(gè)階段； 當(dāng) X1＜ Xc 或 X2＞ Xc 時(shí) ， 干燥都只有一個(gè)階段 ， 即恒速干燥段 。 干燥速率曲線： 干燥速率 U 或干燥速度 N 與濕含量 X 的關(guān)系曲線 。 干燥曲線和干燥速率曲線 A B C D 干燥速率 U 或 N A B C D 物料溫度? tw Xc X* 濕含量 X I II C’ 理論解釋 恒速干燥段： 物料表面濕潤 ， X Xc， 汽化的是非結(jié)合水 。 降速段干燥速率取決于濕份與物料的結(jié)合方式 ， 以及物料的結(jié)構(gòu) ， 物料外部的干燥條件對其影響不大 。 濕物料與空氣間的 q 和 N 恒定 臨界濕含量 （ Critical moisture content） Xc 決定兩干燥段的相對長短 ， 是確定干燥時(shí)間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ， 對制定干燥方案和優(yōu)化干燥過程十分重要 。 一般需由實(shí)驗(yàn)測定 。 若已知物料的初始濕含量 X1 和臨界濕含量 Xc， 則恒速段的干燥時(shí)間為 恒速干燥段的干燥時(shí)間 若傳熱干燥面積 S 為已知 ， 則由上式求干燥時(shí)間 ? 的問題歸結(jié)為氣固 對流給熱系數(shù) α的求取 。h)； )( L ???(2) 空氣垂直流過靜止物料層的表面 適用條件： L’ =2450~29300 kg/( m 2 0 37)( L ???適用條件： L’ =3900~1950 kg/(m2 降速干燥段的干燥時(shí)間 (1) 圖解積分法 降速段的干燥時(shí)間可以從物料干燥曲線上直接讀取 。 當(dāng)降速段的 U ~ X 呈非線性變化時(shí) ， 應(yīng)采用圖解積分法 。 ??? ???? cc XXcXXc U XGU XG 222 ddd02 ? ??X o Xc X2 Gc / U ?? cXXc UXG2d2? 降速干燥段的干燥時(shí)間 (2) 解析法 當(dāng)降速段的 U ~ X 呈線性變化時(shí) ， 可采用解析法 。 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： 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。239。239。 根據(jù)加熱方式可分為兩類： 直接加熱式： 如熱風(fēng)爐 。 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 。 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? ? ?? ? ? ? ? ? ? 干燥器的熱量衡算 理想干燥過程： 氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化 。 理想干燥過程的熱量衡算式為 )()( 120230 ?wvH ctcrWttLc ????1 1 1 2 2 2( 1 8 ) 249 0 ( 1 8 ) 249 0H t H H t H? ? ? ? ?理想干燥過程可近似為等焓過程 ， 對空氣 水系統(tǒng) ： 干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率 熱效率的定義： 用于汽化濕分和加熱物料的熱量與外界向干燥系統(tǒng)提供的總熱量之比 ， 即 Ql’ , Ql ?， ?h ?。 wmhpD????39。 1 2 0 121 1 0 1 0()11()HLhpHQ L c t t ttQ L c t t t t?? ?? ? ? ? ???干燥系統(tǒng)熱量衡算式 若 QL= QD =0 干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率 干燥效率： 汽化濕分所需熱量與氣體在干燥器中放出的熱量之比
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