第五章 干燥总结及习题
1 第五章 干燥 总结及习题
总结一、基本概念1.对流干燥的特点及条件2.湿空气参数的定义，含义及影响因素1）t个时，H不变，p不变，p,不变，β减小，l，I↑，tw↑，t.不变2）H（t不变时），则β，，，tw，ta3）四个温度ts，tw，tas，t如何定义？4）总压p个（t、p,不变时），H减小，β减小，vg减小，I.减小，t减小，t,减小H = 0.622_Pv3.湿烩图，H-I图P-p4.对流干燥过程，空气为什么要预热？改变总压对对流干燥过程有何影响？降低空气用量，降低总加热量，提高干燥器热效率5.物料中水分的分类及含义平衡水分与自由水分、结合水分和非结合水分
2 总结 1.对流干燥的特点及条件 2.湿空气参数的定义，含义及影响因素 1）t↑时，H不变，p不变，pv不变，φ减小，νH↑，IH↑，tw↑，td不变 2） H↑（t不变时），则φ ↑，νH ↑，IH ↑，tw ↑，td ↑ 3）四个温度 td，tw，tas，t如何定义？ 4）总压p↑（ t、pv不变时），H减小，φ减小，νH减小，IH减小，tw 减小，td减小 3.湿焓图，H-I图 4.对流干燥过程，空气为什么要预热？改变总压对对流干燥过程有 何影响？ 降低空气用量，降低总加热量，提高干燥器热效率 5.物料中水分的分类及含义 平衡水分与自由水分、结合水分和非结合水分 一、基本概念
6.干燥过程的过程、机理，恒速段、降速段的特点？对流干燥过程：2.0E物料与水分临界点的结合形式百设Y/预热?扩散速率与物料结构1.2福以及物料中的水分性P降速质有关0.8D扩散受热汽化湿物料湿物料内部0.4表面水分-扩散 X*0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6带出扩散热干燥介热干燥介质表面质内部X,kg水/kg绝干料对流干燥机理：质量传递：湿份的转移，由固相到气相，以蒸汽分压为推动力。热量传递：由气相到固相，以温度差为推动力。优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。缺点：热利用率低
3 6.干燥过程的过程、机理，恒速段、降速段的特点？ 对流干燥机理 : 质量传递：湿份的转移，由固相到气相，以蒸汽分压为推动力。 热量传递： 由气相到固相，以温度差为推动力。 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。 缺点：热利用率低
a）恒速干燥阶段：湿物料内部的水分向表面传递的速率能够与水分自物料表面汽化的速率相等，使物料表面始终维持恒定状态。恒速干燥阶段干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即取决于物料外部的干燥条件，所以又称为表面汽化控制阶段。b）降速干燥阶段：由于水分自物料内部向表面迁移的速率赶不上物料表面水分汽化的速率，物料表面不能维持全部润湿，部分表面变干，空气传给物料的热量只有部分用于汽化水分，另一部分用于加热物料。因此干燥速率下降。降速阶段取决于物料本身结构、形状和尺寸，与干燥介质无关，故又称为物料内部迁移控制阶段（水分从物料内部迁移到表面）
4 a）恒速干燥阶段：湿物料内部的水分向表面传递的速率能够与水 分自物料表面汽化的速率相等，使物料表面始终维持恒定状态。恒 速干燥阶段干燥速率的大小取决于物料表面水分的汽化速率，亦即 取决于物料外部的干燥条件，所以又称为表面汽化控制阶段。 b）降速干燥阶段：由于水分自物料内部向表面迁移的速率赶不上 物料表面水分汽化的速率，物料表面不能维持全部润湿，部分表面 变干，空气传给物料的热量只有部分用于汽化水分，另一部分用于 加热物料。因此干燥速率下降。降速阶段取决于物料本身结构、形 状和尺寸，与干燥介质无关，故又称为物料内部迁移控制阶段（水 分从物料内部迁移到表面）
二、主要公式0.622psH = 0.622_PvHsp-psp-p,H = 0.622_PPspy×100%D湿空气参数pp-opH273+t.1.0133×105× 22.4xH27318p273+t1.0133x105Vh =(0.772 +1.244H)273pCh =1.01+1.88Hr(Has-H)tas =tCHH =(1.01+1.88H)t + 2490H
5 二、主要公式 湿空气参数 v p−p v p v p p pp
XwW:X :1+ X1-w物料衡算W = L(H2 - H)=G(X - X2)WG(Xi -X2)V=L×VH新鲜空气质量流量H2 -HH2 -HLo= L(1+Ho)G,(1-w))G.1- W2Q =1.01L(t2 -to)+W(2490+1.88t2)+Gcm(02 -0,)+Q1热量衡算Q, = L(I -I.)= L(1.01+1.88Ho)(t -to)X-X)U.S干燥G'X.-X*Xc-X时间t2sUX,-X*
6 物料衡算 热量 衡算 干燥 时间 新鲜空气质量流量 L0= L(1+H0)
习题课2=100%1-4查湿焰图1.填空1，总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，若其露点温度t.增大，则p变大H变大Φ变大t变大I变大变大，变小，不变)2．若维持不饱和空气的湿度不变，提高其于球温度，则空气的湿球温度将变大露点温度不变（变大，变小，不变）3．当空气的相对湿度为98%时，其干球温度t，湿球温度tw，露点温度td间的关系为t>t>t4．在101.33kPa下，对湿空气加热，则该空气的湿度H不变相对湿度Φ降低，湿球温度t增高，露点温度t，不变5．对流干燥操作的必要条件是存在传热、传质推动力湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压热量传递和质量传递干燥过程是相结合的过程
7 习题课 1.填空 1. 总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，若其露点温度 td增大，则pv H φ tw I (变大，变小，不变) 2. 若维持不饱和空气的湿度不变，提高其干球温度，则空 气的湿球温度将 露点温度 (变大，变小，不变) 3. 当空气的相对湿度为98％时，其干球温度t，湿球温度 tw，露点温度td间的关系为 。 4. 在101.33kPa下，对湿空气加热，则该空气的湿度H ， 相对湿度φ ，湿球温度tw ，露点温度td 。 5. 对流干燥操作的必要条件是 ； 干燥过程是 相结合的过程。 湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压 存在传热、传质推动力 热量传递和质量传递 不变 降低 增高 不变 t>tw>td 变大 不变 变大 变大 变大 变大 变大 1-4查湿焓图
6．在一定的温度和总压强下，以湿空气作为干燥介质，当所用空气的相对湿度Φ减小，则湿物料的平衡水分相应减小其自由水分相应增大。图5-10固体物料（丝）中水分的性质7．间歇恒定干燥时，如进入干燥器的空气中水汽分压增加，温度不变，则恒速阶段物料温度增大，恒速阶段干燥速率减小，临界含水量X。减小（增大，减小，不变，不确定)。第3版图5-112恒速阶段延长8.．某干燥器无补充热量和热损失，则空气通过干燥器后干球温度t变小，露点温度t，变大，湿球温度t，不变，相对湿度Φ变大，I不变（变大，变小，不变）。湿饸图9.已知在常压及25°C下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度β=100%时，平衡含水量X*=0.02kg水/kg绝干料；相对湿度β=40%时，平衡含水量X*=0.007kg水/kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg水/kg绝干料，令其与25C，=40%的空气接触，则该物料的自由含水量为0.223kg水/kg绝干料，结合水含量为0.02kg水/kg绝于料，非结合水的含量为0.21kg水/kg绝干料。图5-10固体物料（丝）中水分的性质8
8 6. 在一定的温度和总压强下，以湿空气作为干燥介质，当 所用空气的相对湿度φ减小，则湿物料的平衡水分相应 ， 其自由水分相应 。 7. 间歇恒定干燥时，如进入干燥器的空气中水汽分压增加， 温度不变，则恒速阶段物料温度 ，恒速阶段干燥速率 ， 临界含水量XC (增大，减小，不变，不确定)。 8. 某干燥器无补充热量和热损失，则空气通过干燥器后， 干球温度t ，露点温度td ，湿球温度tw ，相对 湿度φ ，焓I （变大，变小，不变）。 9.已知在常压及25℃下水分在某湿物料与空气之间的平衡关 系为：相对湿度φ=100%时，平衡含水量X*=0.02kg水/kg绝干料； 相对湿度φ=40%时，平衡含水量X*=0.007 kg水/kg绝干料。现该 物料含水量为0.23kg水/kg绝干料，令其与25℃，φ=40%的空气接 触，则该物料的自由含水量为 kg水/kg绝干料，结合水含量 为 kg水/kg绝干料，非结合水的含量为 kg水/kg绝干料。 0.223 0.02 0.21 变小 变大 不变 变大 不变 增大 减小 减小 减小 增大 图5-10 固体物料（丝）中水分的性质 第3版图5-11、12 恒速阶段延长 湿焓图 图5-10 固体物料（丝）中水分的性质
选择1、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：B湿焰图AA愈高；B愈低；C不变；D不一定，与其它因素有关湿烩图2、湿空气在预热过程中不变化的参数是（CE）A饸B相对湿度C绝对湿度D湿球温度E露点。3、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（CDI,tas.AH,pBH,tdCH,t湿饸图4、同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量将（C）第三版图5-12A不变B减少C增大D不一定5、将水喷洒到空气中，使空气减湿，应使水温（D）A等于湿球温度B低于湿球温度C高于露点D低于露点水温低于露点温度，空气向水滴传热，空气温度降低，水蒸气的饱和蒸汽压降低，即空气减湿。9
9 1、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球 温度： 。 Ａ愈高；Ｂ愈低；Ｃ不变； Ｄ不一定，与其它因素有关。 选择 2、湿空气在预热过程中不变化的参数是( ) Ａ焓 Ｂ相对湿度 Ｃ绝对湿度 D湿球温度 E 露点。 3、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（ ） A H,p B H，td C H，t D I,tas 4、同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的 临界含水量将（ ） A 不变 B 减少 C 增大 D 不一定 C C C E B 5、将水喷洒到空气中，使空气减湿，应使水温（ ） A 等于湿球温度 B 低于湿球温度 C 高于露点 D 低于露点 D 第三版图5-12 湿焓图 湿焓图 湿焓图 水温低于露点温度，空气向水滴传热，空气温度降低，水蒸气的饱和蒸汽压降低，即空气减湿
在等速干燥阶段，用同一种热空气，在相同条件下，5、以相同流速吹过不同种类的物料表面，则对干燥速率的不变减小魅续减小正确判断是（C）A随物料种类的不同有极大差别B随物料种类的不同可能有差别81012C各种物料的干燥速率相同表面汽化控制阶段D 不好判断潜浆非钻各水+自由水分6、已知物料的临界含水量为0.18（干基），现将该物料从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面温度（A）第三版图5-11D θ=tA >tw B θ=tw C =ta7、物料的平衡水分一定是（A）A结合水B非结合水C临界水D 自由水拒势整者，10
10 5、在等速干燥阶段，用同一种热空气，在相同条件下， 以相同流速吹过不同种类的物料表面，则对干燥速率的 正确判断是（ ） A 随物料种类的不同有极大差别 B 随物料种类的不同可能有差别 C 各种物料的干燥速率相同 D 不好判断 C 6、已知物料的临界含水量为0.18（干基），现将该物料 从初始含水量0.45干燥至0.12，则干燥终了时物料表面 温度θ（ ） A θ>tw B θ=tw C θ=td D θ=t 7、物料的平衡水分一定是（ ） A 结合水 B 非结合水 C 临界水 D 自由水 A A 第三版图5-11 表面汽化控制阶段