第7章-干燥-1-干燥概述、干燥介质及湿度图.课件.ppt

1、概述、干燥介质及湿度图概述、干燥介质及湿度图第第7章章 干干 燥燥干燥Drying process在实际生产过程中，常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。例如干燥固体时，水分(或溶剂)从固体内部扩散到表面再从固体表面气化。干燥可分自然干燥和人工干燥两种。本章介绍借助热能使物料中湿分气化，并由干燥介质带走所生成的蒸气的过程。 Keywords: Drying, Humidity, Wet hematocrit, Wet heat, Dry bulb temperature, Wet bulb temperature, Adiabatic saturation

2、temperature, Humidity Figure湿分水其他溶剂干燥介质不饱和热空气烟道气其它高温惰性气体主要内容一、干燥概述二、湿空气的性质及湿度图三、本节小结一、概述除湿方法：分离过程固液除湿机械分离法吸附脱水干燥法即通过压榨、沉降、过滤和离心分离等方法去湿。即用固体吸附剂，如CaCl2、硅胶等吸去物料中所含的水分。指利用热能，使湿物料中的湿分气化而除去的方法。将需要干燥的电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，例如微波干燥食品。由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，为物料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。热能以对

3、流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被气相（又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。干干燥燥方方法法传热干燥对流干燥辐射干燥介电干燥二、湿空气的性质绝绝干干空空气气的的质质量量水水气气的的质质量量 H1829wwawMpMpp水气的摩尔数绝干空气的摩尔数0.622wwpHpp0.622ssspHpp饱和湿度kg 水水/kg 干干空空气气 湿度空气水蒸汽浓度、比热、比容（密度）、焓、温度等。2.1 湿空气中水蒸气含量的表示方法湿空气中水蒸气含量的表示方法100%wspp 相对湿度物物质质物物质质的的体体积积

4、比比容容kgkg11 2.2 湿比容湿比容VH0.622ssppp0.622wwpHp p单位为m3湿空气 kg干空气居室里比较舒适的气象条件是：室温达25 时，相对湿度控制在4050 为宜；室温达18 时，相对湿度应控制在3040 。值愈小，表示空气的吸湿能力越大 11HaWkgHkgVVV Hkg干空气的体积水气体积干空气127322.429182732730.773 1.244273HHtVtH22.4273273()()0.773()()29273273HwwptptVpppp将常压下的相关数据代入可得：或将相对湿度的公式0.622wwpHpp代入可得：Hawccc H1.01 1.8

5、8H2.3 湿比热湿比热cHca干空气的比热，kJ/(kgK)cw水气的比热，kJ/(kgK)1.88kJ/(kgK)1.01kJ/(kgK)（1+H）kg湿空气kJ/(kg干气K)比热-kJ/(kgK)2.4 湿空气的焓湿空气的焓IkJ/kg干气焓-kJ/kgawIII H0awcc Htr H1.011.882492H tHaIc t0wIrc t通常规定，0时绝干空气及液态水的焓为零2.5 干球温度干球温度t和湿球温度和湿球温度tw 干球温度简称温度，是指空气的真实温度。大量、快速流动的空气（空气的流速应大于5 m/s）与少量水接触，达到稳定时（动态平衡），湿球温度计所指示的温度就称为湿

6、球温度，用tw表示。对空气水系统，当被测气体温度不太高、流速5m/s时， 为一常数，且与cH近似相等，其值约为1.09 kJ/(kgK)。/Hk,wtf t H，而与水的初始状态无关HkkH、主要与空气流速有关，但 却几乎与流速无关。空气以对流方式传给水的热量速率 = 水分气化所需的潜热速率wwwA ttN A rHwwk A HH rH wwwk rttHH 1asII00awawasasascc H tr Hcc Htr HawawasHcc Hcc Hcastt在与外界绝热情况下，空气与大量水经过无限长时间接触后，空气温度与水温相等，称这一稳定的温度为湿空气的绝热饱和温度，用tas表示。

7、2.6 绝热饱和温度绝热饱和温度tas0awIcc H tr H湿空气为等焓变化0-asasHrttHHc( ,)astf t H水水的的状状态态无无关关是是湿湿空空气气的的性性质质，而而与与astHawccc H1.01 1.88H0.622ssspHpp饱和湿度0asasHrt =t -H-HcH wwwk rt =t-H -Ha2.7 湿球温度tw与绝热饱和温度tas的异同相同之处：湿空气均为等焓变化；均为空气状态（t、H）的函数；对于空气水体系， cH， 称为Lewis规则，r0 rw，因此， tw tas Hk但对其它体系，例如空气甲苯系统，Hk =1.8cH，这时twtas。 空空

8、 气气 t, H t, H t 湿湿 球球 温温 度度 计计 ps传 质p传 热twtw tas 补充水补充水 饱和空气饱和空气 tas ,Has 绝热绝热 湿空气湿空气 t ,H tas 绝热饱和塔示意图绝热饱和塔示意图 不同之处： 湿球温度：大量空气与少量水接触后的稳定的水温，空气的状态（t，H）不变。绝热饱和温度：少量空气与大量水经过接触后达到的稳定温度，空气增湿、降温。湿球温度：传质、传热仍在进行，因此属动态平衡范畴。绝热饱和温度：没有净的质量、热量传递进行，因此属静态平衡范畴。100%dddppHH0.6220.622wddwdppHHpppp100%spp2.8 露点露点td 在总

9、压不变的条件下，将不饱和湿空气冷却，直至冷凝出水珠为止，此时，湿空气的温度称为露点，用td表示。特点： 32122 CF自由度数自由度数52731.013 100.773 1.244273HtVHP100%wspp0.6220.622wswsppHp ppp1.01 1.88HcH1.01 1.882492HIH tHH wwwk rttHH 0asasHrttHHc dt不饱和湿空气性质：不饱和湿空气性质：p、H、pw、 、cH、IH、t、tW、tas、td例题：例题：常压下，某湿空气的温度为30 oC，pw=3.33 kPa，求湿含量H，相对湿度、湿比热容、湿空气的焓及露点。解：解：求湿含

10、量3.330.6220.6220.021/101.3 3.33wwpHkg kgp p干空气求相对湿度，查附录7水的饱和蒸汽压表得：30 oC时，水的饱和蒸汽压ps=4.24 kPa，所以：3.33100%100% 78.5%4.24wspp求湿比容32730.773 1.244273273 300.773 1.244 0.0210.843m/kg273HtVH湿空气求湿比热容1.01 1.88 =1.01 1.88 0.021=1.05/HcHkJkg K（）求湿空气的焓1.01 1.882492=(1.01 1.88 0.021) 30+2492 0.021=83.82/HIH tHkJ

11、kg求露点温度查附录7水的饱和蒸汽压表，采用内插法可求得当t=25.8 oC时，对应的饱和蒸汽压为ps=3.33 kPa，因此该湿空气的露点温度即为td=25.8 oC。温度温度/0102030405060708090100体积体积/m3kg-10.70.80.91.01.11.21.30.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47湿比热容湿比热容CH/kcalkg-1K-10.020.040.060.080.100.120.14湿度湿度/kgkg-1三、三、 湿度图湿度图等等 线线湿湿比比热热线线HcH88. 101. 1 0.622sspHpp饱饱

12、和和比比容容线线 273273244. 1773. 0tHSHS 干干空空气气比比容容线线2732737730t.a绝绝热热饱饱和和（冷冷却却）线线 HtHIH249288. 101. 1 等等焓焓线线等等湿湿球球温温度度线线 =1 H tas(tw) t P=1atm tdH1cH 3.1 湿度图的应用湿度图的应用1）查取湿空气的性质例题：例题：常压下，某湿空气的温度为60 oC， =40%，求湿含量H、湿比热容、湿空气的焓及露点温度。 =100% H =100% H B A A B C t t (a)加加热热过过程程 (b)冷冷却却过过程程 2）表示湿空气的状态变化过程）表示湿空气的状态变

13、化过程 =100% H B 绝热饱和线绝热饱和线 A t (c) 绝热增湿、降温过程绝热增湿、降温过程 H =100% B HB A HA t (d)两股湿空气的混合两股湿空气的混合 CCBAC DE-杠杆原理CBACCBACABttttHHHHLL DEAD CBALLL CCBBAAHLHLHL CCBBAAILILIL CCHCBBHBAAHAHtcLHtcLHtcLCBA249224922492 CHCBHBAHAtcLtcLtcLCBA CBAC CHBHAHCHABtctctctcLLCBAC CBAHHHccc CBACCBACABttttHHHHLL CBACHHHH CHBHAHCHCBACABtctctctcHHHHLLCBAC DEAD -杠杆原理ABLL由热量衡算可得：由物料衡算可得：式*式*作业已知空气的干球温度为50 ，总压为101.3 kPa，湿球温度为30 ，试计算其下列参数：1）湿度；2）相对湿度；3）露点；4）热焓；5）湿比容。