幻灯片4日录 §124干燥速率和干燥时间 、物料中的几种水分 、干燥过程及机理 干燥时间的计算 浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章干燥 1/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 1/12 幻灯片4目录 §12.4 干燥速率和干燥时间 一、物料中的几种水分 二、干燥过程及机理 三、干燥时间的计算
s124千燥速率和干燥时间---千燥动力学 干燥动力学可以解决干燥室尺寸问题 干燥速率:kg/(n2s) 单位时间、单位干燥表面所汽化的水分量,称为~, G.dX 水分 AdT A、Gn、Ⅹ dr、dX 其中G绝干物料质量,kg; A干燥面积,m2; X—物料中干基含水率,kg水/kg千料。 浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章干燥 2/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 2/12 Ad N = 其中Gc⎯⎯绝干物料质量，kg； A ⎯⎯干燥面积，m 2 ； X ⎯⎯物料中干基含水率，kg 水/kg 干料。 §12.4 干燥速率和干燥时间-------干燥动力学 干燥动力学可以解决干燥室尺寸问题 干燥速率： 单位时间、单位干燥表面所汽化的水分量，称为~， kg (m s) 2 A、Gc、X d、dX G dX 水分 C −
、物料中的几种水分 1、结合水分与非结合水分 取决于物料本身的性质,与空气状况无关。 非结合水---机械地附着在物料表面的水分,或物料堆积层 中大空隙中的水分 特点:与固体相互结合力较弱,较易去除; 非结合水的性质与纯水的相同; 结合水---结晶水、小毛细管内的水分、 归 水 细胞内的水分等。 r P <p 特点:结合水的蒸气压低于同 温下水的饱和蒸气压; 借化学力或物理化学力 与固体相结合,较难去 除 浙江大学本科生课程 化工原理 第 3/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 3/12 一、物料中的几种水分 1、 结合水分与非结合水分 非结合水-------机械地附着在物料表面的水分，或物料堆积层 中大空隙中的水分 水 固相 结合水-------结晶水、小毛细管内的水分、 细胞内的水分等。 特点：与固体相互结合力较弱，较易去除； 非结合水的性质与纯水的相同； 特点：结合水的蒸气压低于同 温下水的饱和蒸气压; 借化学力或物理化学力 与固体相结合，较难去 除。 ----取决于物料本身的性质，与空气状况无关。 t s p s s p p
、物料中的几种水分 2、平衡水分与自由水分--取决于物料本身的性质、空气状态 什么是平衡水分?在一定空气状态下的干燥极限 在一定空气状态下,湿物料中的恒定含水量称为该物 料的~。也就是在一定空气状态下物料中不能除去的水 分。用X表示,单位kg水/kg干料。 什么是自由水分? 物料总水分中,除了平衡水 分以外的那部分水,称为~。 国根!:水 思考:“在一定空气状态 下物料中不能除去的水分 这句话是否意味着这部分 ps p 水再也无法除去了? 浙江大学本科生课程 化工原理 第十 燥|t,H,p 4/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 t，H，p 4/12 一、物料中的几种水分 什么是平衡水分？-------在一定空气状态下的干燥极限 物料总水分中，除了平衡水 分以外的那部分水，称为~。 2、平衡水分与自由水分----取决于物料本身的性质、空气状态。 什么是自由水分？ p s p 水 固相 ps> p s s p p 水 固相 ps 水 在一定空气状态下，湿物料中的恒定含水量称为该物 料的 ~ 。也就是在一定空气状态下物料中不能除去的水 分。用X*表示，单位kg水/kg干料。 思考：“在一定空气状态 下物料中不能除去的水分” 这句话是否意味着这部分 水再也无法除去了？
、物料中的几种水分 0.28 1新闻纸 2羊毛、毛织品 3.硝化纤维 024-4天然丝 5皮革 6瓷上 020}8肥皂 9.牛皮胶 10木 11玻璃丝 总 非结合水分 Why? 0.16 12棉毛水 分 长计 12 0.08 结合水分 0.04 0.20 0.40 0.60 0.80 相对湿度 图12-16某些物料的平衡水分(25℃) 浙江大学本科生课 化工原理 第十二章干燥 5/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 5/12 一、物料中的几种水分 自 由 水 分 平 衡 水 分 总 水 分 非 结 合 水 分 结 合 水 分 Why？
二、干燥过程及机理 恒定干燥条件: 所经历的时间很短 通常可忽略不计。 湿空气的状态(温度、湿度)不变、 空气流速不变 与物料的接触方式不变 思考: 长 恒速阶段除去的是什么水? 恒速 非结合水 热1F 取1阶 水 段 t 实县 N=-0=kn(Hn-H)=常数 Adt 干燥时间τ 本和生课程 t,H,p第十 G.dX AdT 6/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 Ad 6/12 G dX N C = − 二、干燥过程及机理 恒定干燥条件： 预 热 段 恒 速 干 燥 阶 段 t，H，p 水 固相 ps 湿空气的状态（温度、湿度）不变、 空气流速不变、 与物料的接触方式不变 X，kg 水/kg绝干料 干燥时间 物料温度 w t t0 tw 所经历的时间很短， 通常可忽略不计。 = − = k (H − H) = 常数 Ad G dX N H W C 思考： 恒速阶段除去的是什么水？ 非结合水
二、干燥过程及机理 思考:影响恒速阶段干燥速率的因素/通常不 空气条件 恒速阶段 预拜段 实炽长 .E乙H ■■ 预热段 恒速干燥阶段 0.30.40.5 0.6 实县 干基含水率X N=-0=kn(Hn-H)=常数 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 Adt 表面气化控制阶段 浙江大学本科生课程 G.dX 化工原理 Adt 干燥 7/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章Ad 干燥 7/12 G dX N C = − 二、干燥过程及机理 预 热 段 恒 速 干 燥 阶 段 X，kg 水/kg绝干料 干燥时间 物料温度 w t 所经历的时间很短， 通常可忽略不计。 = − = k (H − H) = 常数 Ad G dX N H W C 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 恒速阶段 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 干基含水率 X 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 预热段 干燥速率N,kg/ （ m2·s ） 空气条件 思考：影响恒速阶段干燥速率的因素？ 表面气化控制阶段
二、干燥过程及机理 整个干燥过程可分为三个阶段: 预热段、恒速段、降速段 干燥曲线 实长 降速干燥阶段 物料内部水分 思考:降速阶段除去的是什么水?里 速 迁移控制阶段 非结合水和部分结合水 预干 热1燥降 段 段 水 速第一阶段 降速第二阶段 实晷 干燥曲线 t, H, p 干燥时间τ 本和生课程 第+N=-CdXr≈G-G AdT 8/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 c 8/12 c G G G X − = 干燥曲线 干燥曲线 降速干燥阶段 Ad G dX N C = − 二、干燥过程及机理 预 热 段 恒 速 干 燥 阶 段 整个干燥过程可分为三个阶段： 预热段、恒速段、降速段 t，H，p X，kg 水/kg绝干料 干燥时间 物料温度 w t tw 水 固相 ps 思考：降速阶段除去的是什么水？ 降 速 第 一 阶 段 非结合水和部分结合水 降 速 第 二 阶 段 物料内部水分 迁移控制阶段
二、干燥过程及机理 速速 第第 干燥曲线 段,段1恒速阶段 预拜段z 降速干燥阶段 热段 恒速干燥阶段 降速第一阶段 降速第二阶段 0.2 0.3 0.40.5 干基含水率X 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 实县 干燥曲线 思考:影响降速阶段干燥速率的因素 2取决于物料本身结构、形状 干燥时间τ 和 尽寸而与千燥介质状况。N=-Adt G.dX 关系不大。 9/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 9/12 干燥曲线 干燥曲线 降速干燥阶段 Ad G dX N C = − 二、干燥过程及机理 预 热 段 恒 速 干 燥 阶 段 X，kg 水/kg绝干料 干燥时间 物料温度 w t 降 速 第 一 阶 段 降 速 第 二 阶 段 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 恒速阶段 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 干基含水率 X 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 预热段 干燥速率N,kg/ （ m2·s ） 降 速 第 一 阶 段 降 速 第 二 阶 段 X* 思考：影响降速阶段干燥速率的因素？ 取决于物料本身结构、形状 和尺寸，而与干燥介质状况 关系不大
干燥过程及机理 临界含水率 速速 思考:临界含水量大好,还是小好? 第第 0 段,段恒速阶段 预拜段 思考:影响临界含水量大小的 因素? 干燥介质状况(流速、温度、湿 度等) 恒速阶段干燥速率越小,X(越小 >物料本身的结构、性质、厚度等、 -物料层越薄,X(越小 、1個帽:水 2x临界含水率 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 化工原理 t,H,p第十二章干燥 10/12
浙江大学本科生课程 化工原理 第十二章 干燥 10/12 二、干燥过程及机理 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 恒速阶段 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 干基含水率 X 恒定干燥条件下的干燥速率曲线 预热段 干燥速率N,kg/ （ m2·s ） 降 速 第 一 阶 段 降 速 第 二 阶 段 X* 思考：影响临界含水量大小的 因素？ XC 临界含水率 临界含水率 思考：临界含水量大好，还是小好？ ➢干燥介质状况（流速、温度、湿 度等） ➢物料本身的结构、性质、厚度等 ---物料层越薄，XC越小 ---恒速阶段干燥速率越小，XC越小 t，H，p tw 水 固相 ps