西北大学化工原理电子教案14.干燥14.1概述14.1.1固体去湿方法和干燥过程应用一使固体物料达一定含湿量，便于运输、储藏、加工处理和使用。物料的去湿方法(1）机械去湿法(2）物理化学去湿法（3）热能去湿法（干燥）一利用热能除去固体物料中湿分。工业上一般将物料先进行机械去湿（沉降、过滤、离心分离等）后再用干燥。干燥操作分类1.按操作压力一常压干燥真空干燥：处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。2.按操作方式一连续干燥间歇干燥：适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。3.按加热方式一热传导干燥：又称间接加热干燥：对流传热干燥：又称直接加热干燥：辐射干燥介电干燥冷冻干燥对流干燥过程的特点一热、质同时传递的过程1.干燥介质（热空气）将热量传给湿物料：Λ2.物料表面湿分汽化，并通过表面处气膜向气流主体扩0:散；香水分汽化量3.由于表面湿分汽化，使物料内部与表面间产生湿分p水汽分压差，湿分以气态或液态由固体内部向表面扩散。干燥过程的必要条件一推动力物料表面湿分分压pw>空气中湿分的分压p1
西北大学化工原理电子教案 14. 干燥 14.1 概述 14.1.1 固体去湿方法和干燥过程 应用—使固体物料达一定含湿量，便于运输、储藏、加工处理和使用。 物料的去湿方法 (1) 机械去湿法 (2) 物理化学去湿法 (3) 热能去湿法（干燥）—利用热能除去固体物料中湿分。 工业上一般将物料先进行机械去湿（沉降、过滤、离心分离等）后再用干燥。 干燥操作分类 1． 按操作压力—常压干燥 真空干燥：处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。 2． 按操作方式—连续干燥 间歇干燥：适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。 3． 按加热方式—热传导干燥：又称间接加热干燥； 对流传热干燥：又称直接加热干燥； 辐射干燥 介电干燥 冷冻干燥 对流干燥过程的特点—热、质同时传递的过程 湿 物 料 热 空 气 气膜 θi pi p 水汽分压 W 水分汽化量 Q t 1． 干燥介质（热空气）将热量传给湿物料； 2． 物料表面湿分汽化，并通过表面处气膜向气流主体扩 散； 3． 由于表面湿分汽化，使物料内部与表面间产生湿分 差，湿分以气态或液态由固体内部向表面扩散。 干燥过程的必要条件—推动力 物料表面湿分分压pW > 空气中湿分的分压p 1
西北大学化工原理电子教案干燥介质一一般为不饱和的热空气，它既是载热体，又是载湿体。干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。对流干燥过程的流程如下图所示：干爆器预热器空气废气①干燥产品湿物料14.1.2干燥过程的经济性1、鼓风一消耗电力2、预热一消耗热能3、热损失要提高干燥过程的经济性，必须采取措施回收热量，考虑能源的综合利用。14.2干燥静力学14.2.1湿空气的状态参数在干燥过程中，湿空气中的湿分在不断汽化，但绝对干空气量是不变的，因此湿空气的各个参数都是以单位质量绝对干空气为基准的。空气中水分含量的表示方法(1)水汽分压prP（总压）=Pg（干空气）+pv（水汽）(2)相对湿度定义一在一定总压下，= P- ×100%Ps相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度，$=100%的湿空气，表示湿空气已被水汽饱和；?越低，湿空气偏离饱和程度越大，干燥能力越强：可见，相对湿度能反映湿空气的干燥（吸水气）能力。（3）（绝对）湿度H2
西北大学化工原理电子教案 干燥介质—一般为不饱和的热空气，它既是载热体，又是载湿体。 干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。 对流干燥过程的流程如下图所示： 空气 预热器 湿物料 干燥器 废气 干燥产品 14.1.2 干燥过程的经济性 1、 鼓风—消耗电力 2、 预热—消耗热能 3、 热损失 要提高干燥过程的经济性，必须采取措施回收热量，考虑能源的综合利用。 14.2 干燥静力学 14.2.1 湿空气的状态参数 在干燥过程中，湿空气中的湿分在不断汽化，但绝对干空气量是不变的，因此湿空气的 各个参数都是以单位质量绝对干空气为基准的。 空气中水分含量的表示方法 （1） 水汽分压pv P（总压）=pg（干空气）+pv（水汽） （2） 相对湿度 φ 定义—在一定总压下， φ ×= %100 s v p p 相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度， φ=100%的湿空气，表示湿空气已被水汽饱和； φ 越低，湿空气偏离饱和程度越大，干燥能力越强； 可见，相对湿度 φ 能反映湿空气的干燥（吸水气）能力。 （3）（绝对）湿度 H 2
西北大学化工原理电子教案湿空气中湿分的质量m,定义：H=湿空气中干空气的质量m。M,n,-!M,.P.MngM,P-p18P,Pr=0.622—[kg水/kg干空气]29 P-pvP-pv饱和湿度Hs=0.622_PP-ps可见饱和湿度与空气的总压和温度有关。op因为pv=ps，H=0.622P-Op,与过程计算有关的参数湿空气的比体积UH(1)定义一含有单位质量干空气的湿空气的体积。m干空气+m水分[m/kg干空气]UH=kg干空气=Ug+UH273+t1.0133×10522.422.4H)=(P2918273273+t1.0133×105=(0.773+1.244H)273P（2）湿空气的比热容cH定义一含有单位质量干空气的湿空气，温度升高1K所需的热量。CH=Cg+cvH=1.01+1.88H[kJ/kg干空气·K]湿空气的比热容随湿空气的湿度而变化3
西北大学化工原理电子教案 定义： g v m m H 湿空气中干空气的质量 湿空气中湿分的质量 = v v g v gg vv pP p M M nM nM − ⋅== v v v v pP p pP p − = − ⋅= 622.0 29 18 [kg 水/kg 干空气] 饱和湿度 s s S pP p H − = 622.0 可见饱和湿度与空气的总压和温度有关。 因为pv=φps， s s pP p H ϕ ϕ − = 622.0 与过程计算有关的参数 （1） 湿空气的比体积υ H 定义—含有单位质量干空气的湿空气的体积。 干空气 干空气 水分 kg m m H 3 3 + υ = [m3 /kg干空气] υ υvg ⋅+= H P t H P t H 5 5 100133.1 273 273 )244.1773.0( 100133.1 273 273 ) 18 4.22 29 4.22 ( × ⋅ + ⋅+= × ⋅ + ⋅+= （2）湿空气的比热容cH 定义—含有单位质量干空气的湿空气，温度升高 1K所需的热量。 cH=cg+cvH =1.01+1.88H [kJ/kg 干空气·K] 湿空气的比热容随湿空气的湿度而变化. 3
西北大学化工原理电子教案（3）湿空气的恰IH定义一湿空气的恰为所含干空气的恰和水汽的恰之和。以1kg干空气为基准：In=I,+HI,[kJ/kg干空气]恰是相对值，取0℃下的干空气和液态水的恰为基准态，干空气只包括显热，Ig=cgt水汽包括0℃时的汽化潜热和0℃以上的显热，I,=ro+ctlH=(cg+c,H)t+roH=(1.01+1.88H)+2492H可见湿度越大、温度越高，则恰越大。湿空气的温度★干球温度1露点t一将不饱和空气在等湿（H不变）下冷却至饱和状态，此时的温度称为露点?(dew-point)。饱和状态一指H=Hs，P=ps，9=100%；若空气温度下降至露点以下，将有水滴析出（称露水）。湿度越大，露点越高。应用：1）测得空气的露点，求空气的湿度一Ps,d2-H=Hsd=0.622P-PsJd2）已知空气的总压P和湿度H，利用等湿过程，求露点一HP，查水汽表，对应的温度为t。Ps,d = P,=0.622+H可见，空气的露点是反映空气湿度的一个特征温度。★湿球温度tw机理一将湿球温度计放入温度为1、湿度为H的不饱和空气中，假设开始时，湿球纱布中水分的温度等于空气温度，空气与湿球上的水之间无热量传递。1）由于湿球表面p>p，湿球表面的水分汽化并向空气扩散，由于空气与湿球之间无温度差，故水分汽化所需的热量只能取自于湿球上的水，使湿球温度下降；4
西北大学化工原理电子教案 （3）湿空气的焓IH 定义—湿空气的焓为所含干空气的焓和水汽的焓之和。 以 1kg 干空气为基准： IH=Ig+HIv [kJ/kg干空气] 焓是相对值，取 0o C下的干空气和液态水的焓为基准态， 干空气只包括显热，Ig=cgt 水汽包括 0o C时的汽化潜热和 0o C以上的显热， Iv=r0+cvt IH=(cg+cvH)t+r0H=(1.01+1.88H)t+2492H 可见湿度越大、温度越高，则焓越大。 湿空气的温度 干球温度 t 露点td—将不饱和空气在等湿（H不变）下冷却至饱和状态，此时的温度称为露点 （dew-point）。 饱和状态－指H=Hs，p=ps，φ=100%；若空气温度下降至露点以下，将有水滴析出（称 露水）。湿度越大，露点越高。 应用： 1）测得空气的露点，求空气的湿度— tds tds tds pP p HH , , , 622.0 − −== 2）已知空气的总压 P 和湿度 H，利用等湿过程，求露点— H HP pp vtds + == 622.0 , ，查水汽表，对应的温度为td 可见，空气的露点是反映空气湿度的一个特征温度。 湿球温度tW 机理—将湿球温度计放入温度为 t、湿度为 H 的不饱和空气中，假设开始时，湿球纱布 中水分的温度等于空气温度，空气与湿球上的水之间无热量传递。 1）由于湿球表面ps>pv，湿球表面的水分汽化并向空气扩散，由于空气与湿球之间无温度差， 故水分汽化所需的热量只能取自于湿球上的水，使湿球温度下降； 4
西北大学化工原理电子教案干湿球温度计2）由于湿球温度小于空气温度，有热量从空气向湿球传递；温辣温计3）刚开始时，传递的热量尚不够水汽化所需之热，湿2球温度继续下降：4）传热速率随温度差增大而增大，最后达到动态平衡，此时湿球的水温不再下降，而达到一个稳定的温度，称湿球温度。事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡由于湿空气量大，水分的汽化并不影响空气的H和t。而湿球温度是由空气的H和t所决定，因此湿球温度是湿空气的一个状态参数。实际应用：由干球温度和湿球温度，求湿度H1.空气向湿球表面的传热速率：Q=αA（t-tw）2.湿球表面水分向空气主体的对流传质速率N=kmA(Hw-H)式中：kH—以湿度差为推动力的传质系数；kg水/m2-sA一湿球纱布的表面积；m2Hw一在湿球温度下，空气的饱和湿度：kg水/kg干空气H一在干球温度下，空气的饱和湿度；kg水/kg干空气3.在平衡时：9Q=aA(t-tw)=kHA（Hw-H)rw_k"w(Hw-H)得：w=t-a实验证明kH、α都与气速的0.8次方成正比，所以kHlα与气速无关，对空气-水系统，α/kh=1.09×10"JAH(kg水℃)湿球温度计必须安放在空气流速大于5m/s的环境中，以减少热辐射和热传导的影响。★绝热饱和温度tas绝热饱和器安*.22X5
西北大学化工原理电子教案 2）由于湿球温度小于空气温度，有热量从空气向湿球 传递； 3）刚开始时，传递的热量尚不够水汽化所需之热，湿 球温度继续下降； 干球温度计 湿球温度计 气流 H，t t 水 湿纱布 tW 干湿球温度计 4）传热速率随温度差增大而增大，最后达到动态平衡， 此时湿球的水温不再下降，而达到一个稳定的温度，称 湿球温度。 事实上，不论水温如何，最终必将达到此动态平衡由于湿空气量大，水分的汽化并不影 响空气的 H 和 t。而湿球温度是由空气的 H 和 t 所决定，因此湿球温度是湿空气的一个状态 参数。 实际应用：由干球温度和湿球温度，求湿度 H 1．空气向湿球表面的传热速率： Q=αA（t-tW） 2．湿球表面水分向空气主体的对流传质速率： N=kHA（HW-H） 式中：kH—以湿度差为推动力的传质系数；kg水/m2 ·s A—湿球纱布的表面积；m 2 HW—在湿球温度下，空气的饱和湿度；kg水/kg干空气 H—在干球温度下，空气的饱和湿度；kg 水/kg 干空气 3．在平衡时： Q=αA（t-tW）=kHA（HW-H）rW 得： HH )( rk tt W WH W −= − α 实验证明kH、α都与气速的 0.8 次方成正比，所以kH/α与气速无关， 对空气-水系统，α/ kH ≈1.09×10 3 J⋅ΔH(kg水⋅ o C) 湿球温度计必须安放在空气流速大于 5m/s 的环境中，以减少热辐射和热传导的影响。 绝热饱和温度tas 绝热隔墙 补充水 tas，Has tas 空气 H，t 绝热饱和器 5
西北大学化工原理电子教策?绝热降温增湿过程（绝热饱和过程）设：绝热饱和器与外界无热量交换，既无热量补充，又无热量损失。当温度为t，湿度为H的不饱和空气与大量循环喷淋水充分接触，由于空气中的水汽分压小于水滴上的水汽分压，水要汽化，使水温下降，与空气间形成温度差，热量由空气向水传递。但由于传递的热量不够水汽化所需之热量，水温继续下降，直到一稳定值tas。此时，空气降温所传递的热量正好提供水汽化所需之热量，空气与水之间达到了热的平衡。空气温度也降至las，湿度由H增大到下的饱和湿度Has。温度ta称为湿空气（t，H）的绝热饱和温度。在绝热增湿过程中，虽然空气将显热传给了水，但水份汽化又将等量的热量带回到空气来。因此，空气的温度、湿度随着过程进行变化，而恰值基本不变一一等过程。以℃为温度基准，进入绝热饱和器湿空气的烩l=CHt+Hro离开绝热饱和器湿空气的烩/2=CHastas+Hasro:1; =12CHt+Hro=CHastas+Hasro由于H、Has与1相比很小，CH~CHas则 ta =t-(Ha-H)CH上式表示绝热饱和温度tas是由空气初始状态和H所决定的，是空气的状态函数。应用：t.和1w两者意义虽然不同，但都是湿空气的初始状态的函数。特别对空气一水系统由于cH=a/kH，则tas~tw。tw容易测定，用tw代替tas，这对干燥计算带来方便。对不饱和湿空气：>tw=la>ld对饱和湿空气：{=1w-tas=1d湿空气的湿度图及其用法1.湿度图（I-H图）的结构(1)等湿度（H）线一与横坐标垂直的线(2)等焰（I）线一又称绝热增湿过程线，与水平先夹角135°[=1.01t+（1.88+2500）H（3）等温（t）线一倾斜向上6
西北大学化工原理电子教案 绝热降温增湿过程（绝热饱和过程） 设：绝热饱和器与外界无热量交换，既无热量补 充，又无热量损失。 当温度为t，湿度为H的不饱和空气与大量循环喷淋水充分接触，由于空气中的水汽分压 小于水滴上的水汽分压，水要汽化，使水温下降，与空气间形成温度差，热量由空气向水传 递。但由于传递的热量不够水汽化所需之热量，水温继续下降，直到一稳定值tas。此时，空 气降温所传递的热量正好提供水汽化所需之热量，空气与水之间达到了热的平衡。空气温度 也降至tas，湿度由H 增大到tas下的饱和湿度Has。 温度tas称为湿空气（t，H）的绝热饱和温度。 在绝热增湿过程中，虽然空气将显热传给了水，但水份汽化又将等量的热量带回到空气 来。因此，空气的温度、湿度随着过程进行变化，而焓值基本不变——等焓过程。 以o C为温度基准， 进入绝热饱和器湿空气的焓I1=cH t+Hr0 离开绝热饱和器湿空气的焓I2=cHas tas+Has r0 ∵I1 = I2 cH t+Hr0= cHas tas+Has r0 由于H 、Has与 1 相比很小，∴cH ≈ cHas 则 )( 0 HH c r tt as H as −−= 上式表示绝热饱和温度tas是由空气初始状态t和H所决定的，是空气的状态函数。 应用：ta和tW 两者意义虽然不同，但都是湿空气的初始状态的函数。特别对空气—水系统， 由于cH=α/kH ，则 tas≈tW 。tW容易测定，用tW代替tas，这对干燥计算带来方便。 对不饱和湿空气：t> tW=tas >td 对饱和湿空气： t= tW= tas= td 湿空气的湿度图及其用法 1．湿度图（I—H 图）的结构 （1） 等湿度（H ）线—与横坐标垂直的线 （2） 等焓（I）线—又称绝热增湿过程线，与水平先夹角 135° I=1.01t+（1.88t+2500）H （3） 等温（t）线—倾斜向上 6
西北大学化工原理电子教策ps等相对湿度（o）线：H=0.622(4)P-(pps当H一定时，t愈高，越小，湿空气吸收水分的能力越强；湿空气的预热以使其作为载热体，又作为载湿体。饱和空气线0=100%，只有位于此线上方，才是不饱和空气，用作于燥介质。HP(5)水汽分压线：P=0.662+ H18014012010一 / / 部.03n.040002湿度H/kg水/kg干空气图7-4湿空气的1-H图（总压101.325kPa）2.湿度图的用法湿空气的各项参数有：四个温度，H，Φ，I，P，只要规定两个相互独立的参数，通过湿度图，就能知道湿空气的状态。（1）湿空气状态A（2）由两个温度确定湿空气的状态g=100%线1）和w())2）和d水汽分压线3）tw和d
西北大学化工原理电子教案 （4） 等相对湿度（ϕ）线： s s pP p H ϕ ϕ − = 622.0 当 H 一定时，t 愈高，ϕ越小，湿空气吸收水分的能力越强；湿空气的预热以使其作为载热 体，又作为载湿体。饱和空气线ϕ=100%，只有位于此线上方，才是不饱和空气，用作干燥 介质。 （5） 水汽分压线： H HP p + = 662.0 2．湿度图的用法 湿空气的各项参数有：四个温度，H，φ，I，p，只要规定两个相互独立的参数，通过 湿度图，就能知道湿空气的状态。 （1）湿空气状态 A A A I t （tas）tW td H p φ 线 φ=100%线 等温线 水汽分压线 等焓线 等湿度线 （2）由两个温度确定湿空气的状态 1）t和tW 2）t和td 3）tW和td 7
O西北大学化工原理电子教案4)1和例：已知湿空气的总压为101.325kPa，相对湿度为50%，干球温度为20%。试用湿度图求取此空气的(1)水汽分压p；(2)湿度H；(3)I；(4)露点td；(5)湿球温度1w：(6)如果将含500kg/h干空气的湿空气预热至117℃，求所需热量Q。解：(1)p=1.2kPa:(2)H=0.0075kg水/kg千空气(3)lo=39kJ/kg干空气；td=10°℃;(4)1,=14℃;(5)(6)li=138kJ/kg干空气Q=500x（lj-lo）=500x（138-39）=49500kJ/h=13.6kW14.2.2湿空气状态的变化过程加热和冷却过程若不计换热器的流动阻力，湿空气的加热和冷却属等压过程。FAt-D1HH(a)加热(b)冷却图14-5加热、冷却过程的图示绝热增湿过程如图气流给水滴热量，使水滴全部汽化混入气流中，使空气温度下降、温度升高。假如没有热损失，空气给水的显热全部变为水分汽化的潜热返回空气，所以称为绝热增湿过程。整个过程中恰变忽略。如喷洒水量足够，两相接触充分出口气体的湿度可达饱和值(Has-H)ras=CH (t-tas)"(Ha-H)tar=t--CH8
西北大学化工原理电子教案 4）t 和 φ 例：已知湿空气的总压为 101.325kPa，相对湿度为 50%，干球温度为 20%。试用湿度图求 取此空气的(1)水汽分压p； (2)湿度H； (3)焓I； (4)露点td； (5)湿球温度tw； (6)如果将含 500kg/h干空气的湿空气预热至 1170 C，求所需热量Q。 解： （1） p=1.2 kPa； （2） H=0.0075 kg 水/kg 干空气； （3） I0=39 kJ/kg干空气； （4） td=100 C； （5） tw=140 C； （6） I1=138 kJ/kg干空气 Q=500×（I1 -I0）=500×（138-39）=49500 kJ/h=13.6kW 14.2.2 湿空气状态的变化过程 加热和冷却过程 若不计换热器的流动阻力，湿空气的加热和冷却属等压过程。 绝热增湿过程 如图气流给水滴热量，使水滴全部汽化混入气流中，使空气温度下降、温度 升高。假如没有热损失，空气给水的显热全部变为水分汽化的潜热返回空气，所以称为绝热 增湿过程。整个过程中焓变忽略。如喷洒水量足够，两相接触充分出口气体的湿度可达饱和 值 （Has-H）ras=CH（t-tas） HH )( C r tt as H as as −= − 8
西北大学化工原理电子教案ti.H水0t2等I线空气t、HHHsH两股气流的混合总物料衡算：V+V,=V水分衡算：V,Hi+V2H2=V3H3烩衡算：Vi1i+V212=V313混合气体的状态点C必在AB联线上，它的位置可由杠杆规则定出_BCVAC14.2.3水分在气一固两相间的平衡结合水与非结合水根据物料与水分的结合力而分，即本身的性质而分。★结合水分一借化学力或物理化学力与物料结合的水分。如：结晶水，细胞壁内水分，毛细管内水分。特征：结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，故难以用干燥法除去。★非结合水分一机械地附在物料表面或物料颗粒间孔隙中的水分。如：表面吸附水分。特征：结合力弱，其蒸汽压为同温度下水的饱和蒸汽压，用干燥法能除去。用实验方法可测定结合水分和非结合水分。平衡蒸汽压曲线物料的平衡含水量曲线一于燥介质条件（t，）与物料平衡含水量的关系。D平衡白电水总全水结合水非结合水0XX物料含水量Xkg水/kg绝干物料9
西北大学化工原理电子教案 两股气流的混合 总物料衡算：V1+V2=V3 水分衡算： V1H1+V2H2=V3H3 焓衡算： V1I1+V2I2=V3I3 混合气体的状态点 C 必在 AB 联线上，它的位置可由杠杆规则定出 14.2.3 水分在气－固两相间的平衡 结合水与非结合水 根据物料与水分的结合力而分，即本身的性质而分。 结合水分—借化学力或物理化学力与物料结合的水分。如：结晶水，细胞壁内水分，毛 细管内水分。特征：结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，故难以用干 燥法除去。 非结合水分—机械地附在物料表面或物料颗粒间孔隙中的水分。如：表面吸附水分。特 征：结合力弱，其蒸汽压为同温度下水的饱和蒸汽压，用干燥法能除去。 用实验方法可测定结合水分和非结合水分。 平衡蒸汽压曲线 物料的平衡含水量曲线－干燥介质条件（t，ϕ）与物料平衡含水量的关系。 t1、H1 空气 t、H A t1 t2 tas 水 B θ C H H1 Has 等I线 AC BC V V = 2 1 p p 0 物料含水量 X kg 水/kg 绝干物料 ϕ 0 X X 总 含 水 平衡水 自由水 结 合 水 非 结合水 9
福西北大学化工原理电子教案在一定温度下，物料结合水分与非结合水分的划分只取决于物料本身的特征，而与空气状态有关。物料中的平衡水分与自由水分的划分不仅与物料性质有关，也与空气的状态有关。X—该空气状态下的平衡含水量，千燥的极限；X-X——指定状态的空气所带走的水分，自由含水量平衡水分与自由水分根据物料中的水分在一定干燥条件（指干燥空气状态）下，能否用干燥法除去而分。与空气状态有关。★不能被除去的那部分水一平衡水分（一定是结合水分）；☆能除去的那部分水一自由水分（包括结合水分和非结合水分）。吸湿现象一当固体含水量较低（都是结合水），而空气的相对湿度较大时，两者接触不能达到干燥的目的，反而吸湿，如饼干返潮。14.3干燥速率与干燥过程计算14.3.1物料在定态空气条件下的干燥速率★干燥机理当湿物料（其含水量大于平衡含水量）与干燥介质（不饱和空气）接触，其表面水分汽化，形成表面与内部的湿度差，水分由内部向表面扩散。在干燥的不同时期，其控制机理不同：1．表面汽化控制：表面汽化速率内部扩散速率。内部水分不能迅速到达表面，物料表面不能完全湿润，蒸发面向物料内部移动。这种情况必须想法增加内部扩散速率，或降低表面汽化速率。如：木材常用湿空气干燥，否则表面干燥，内部潮湿，将引起表面干燥收缩而发生绕曲。干燥动力学实验一测定物料含水量与温度随时间的关系将湿物料试样置于恒定的空气流中（大量空气、少量湿料）。在干燥过程中，空气流的t、u、β保持不变。观察到，随干燥时间t的延续，水分不断汽化，湿料的质量不断下降，直至恒值。此时为动态平衡，含水量为平衡含水量。记录：时间～物料质量～物料温度将物料放入电烘箱宏干到恒重，称重，即为物料的绝干质量，以此可计算出XTkg水/kg干物料]10
西北大学化工原理电子教案 在一定温度下，物料结合水分与非结合水分的划分只取决于物料本身的特征，而与空气 状态有关。物料中的平衡水分与自由水分的划分不仅与物料性质有关，也与空气的状态有关。 X* ——该空气状态下的平衡含水量，干燥的极限； Xt－X* ——指定状态的空气所带走的水分，自由含水量 平衡水分与自由水分 根据物料中的水分在一定干燥条件（指干燥空气状态）下，能否用干 燥法除去而分。与空气状态有关。 不能被除去的那部分水—平衡水分（一定是结合水分）； 能除去的那部分水—自由水分（包括结合水分和非结合水分）。 吸湿现象－当固体含水量较低（都是结合水），而空气的相对湿度较大时，两者接触不能达 到干燥的目的，反而吸湿，如饼干返潮。 14.3 干燥速率与干燥过程计算 14.3.1 物料在定态空气条件下的干燥速率 干燥机理 当湿物料（其含水量大于平衡含水量）与干燥介质（不饱和空气）接触，其 表面水分汽化，形成表面与内部的湿度差，水分由内部向表面扩散。在干燥的不同时期， 其控制机理不同： 1． 表面汽化控制：表面汽化速率内部扩散速率。内部水分不能迅速到达表面，物料 表面不能完全湿润，蒸发面向物料内部移动。这种情况必须想法增加内部扩散速率， 或降低表面汽化速率。如：木材常用湿空气干燥，否则表面干燥，内部潮湿，将引 起表面干燥收缩而发生绕曲。 干燥动力学实验——测定物料含水量与温度随时间的关系 将湿物料试样置于恒定的空气流中（大量空气、少量湿料）。在干燥过程中，空气流的 t、u、ϕ保持不变。观察到，随干燥时间τ的延续，水分不断汽化，湿料的质量不断下降，直 至恒值。此时为动态平衡，含水量为平衡含水量。记录：时间～物料质量～物料温度将物料 放入电烘箱宏干到恒重，称重，即为物料的绝干质量，以此可计算出 X[kg 水/kg 干物料]。 10