宁夏大学：《化工原理》上册课程电子教案（化工流体流动与传热）第六章 固体物料的干燥

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 第六章固体物料的干燥 干燥:利用热能将湿物料中湿分(水分或其它溶剂)去除,以获得固体成品的操作 概述:染料中RNS干燥;制药中药品干燥;生物制品中溶菌酶干燥;感光胶片干燥:石油化工 中催化剂干燥:化肥厂中尿素干燥:食品厂中糖、奶粉干燥;造纸厂的纸张干燥等等。 干燥在化学工业中的应用 广义讲:干燥过程是去湿过程,即物料中除去湿分。但去湿方法很多。 ①机械方法沉降、过滤、离心分离等 ②热物理法加热空气 除湿方法③物理化学法如醇类+氧化钙(分子筛) ④吸附去湿如CaCl2、硅胶 干燥本质:被除去的湿分从固相转移到气相中。固相为被干燥的物质,气相为干燥介质。 、干燥的分类 L按操作压强{常压干燥《(真空干燥适于热性及易氧化的物料 真空干燥 2按操作方法/须操作 间歇操作 传导干燥如焙药:(金属板下有火、板上置药) 对流干燥如用热空气干燥 辐射干燥如空气:煤气=(3.5~3.7):1的比例放置在白色陶瓷板 3.按传热方式分为 上,无焰燃烧到450C、陶瓷板发出红外线 介电加热干燥如将需要干燥的物料置于高频电场内,依靠电能加热物 联合干燥 料、并使湿分气化。 本章讨论重点:连续操作的对流干燥,以不饱和热空气为干燥介质,而湿物料中的湿分又多为 水分。 四、对流干燥过程的特点 物料表面温度θ,低于气流温度t,气流传热给固体。气流中的 水气分压P低于固体表面水的分压P,物料表面的水得以汽化并 进入气相主体,湿物料内部的水分与表面间存在水分浓度的差别 湿分 ,内部水分就以液态或气态形式扩散至表面。因此,对流干燥 是热、质反向传递过程 对流干燥过程 五.对流干燥需要解决的问题 1.含水分的空气称为湿空气,湿空气的性质有(湿度、比容、比热、焓、干球温度和湿球温度)。 2湿物料中含水量的表示方法,(湿基含水量、干基含水量) 3干燥系统的物料衡算,(水分蒸发量、空气消耗量、干燥产品流量) 4干燥系统(包括预热器、干燥器)的热量衡算。 (干燥静力学) l/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 1/19 第六章 固体物料的干燥 一、干燥：利用热能将湿物料中湿分（水分或其它溶剂）去除，以获得固体成品的操作。 概述：染料中 RNS 干燥；制药中药品干燥；生物制品中溶菌酶干燥；感光胶片干燥；石油化工 中催化剂干燥；化肥厂中尿素干燥；食品厂中糖、奶粉干燥;造纸厂的纸张干燥等等。 二、干燥在化学工业中的应用 广义讲：干燥过程是去湿过程，即物料中除去湿分。但去湿方法很多。 .. ①机械方法 沉降、过滤、离心分离等. ②热物理法 加热空气 除湿方法 ③物理化学法 如醇类+氧化钙 (分子筛) ④吸附去湿 如 CaCl2 、硅胶 干燥本质：被除去的湿分从固相转移到气相中。固相为被干燥的物质，气相为干燥介质。 三、干燥的分类 1.按操作压强    真空干燥 常压干燥 （真空干燥适于热敏性及易氧化的物料） 2.按操作方法    间歇操作 连续操作 传导干燥 如焙药：（金属板下有火、板上置药）。 对流干燥 如用热空气干燥。 辐射干燥 如空气:煤气=（3.5～３.７）:１的比例放置在白色陶瓷板 3. 按传热方式分为 上，无焰燃烧到４５０ C 0 、陶瓷板发出红外线。 介电加热干燥 如将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物 联合干燥 料 、并使湿分气化。 本章讨论重点：连续操作的对流干燥，以不饱和热空气为干燥介质，而湿物料中的湿分又多为 水分。 四、对流干燥过程的特点 物料表面温度  i 低于气流温度 t ，气流传热给固体。气流中的 水气分压 p 低于固体表面水的分压 i p ，物料表面的水得以汽化并 进入气相主体，湿物料内部的水分与表面间存在水分浓度的差别 ，内部水分就以液态或气态形式扩散至表面。因此，对流干燥 是热、质反向传递过程。 五.对流干燥需要解决的问题 1.含水分的空气称为湿空气，湿空气的性质有（湿度、比容、比热、焓、干球温度和湿球温度）。 2.湿物料中含水量的表示方法，（湿基含水量、干基含水量）。 3.干燥系统的物料衡算，（水分蒸发量、空气消耗量、干燥产品流量）。 4.干燥系统（包括预热器、干燥器）的热量衡算 。 （ 干 燥 静 力 学 ） 热 对流干燥过程 pi 湿分 p t θi

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 预热器 干燥器 空气 干燥产品 湿物料 对流干燥示意图 5讨论从物料中除去水分的数量与干燥时间关系,(干燥动力学)。 6.干燥器类型与选型 7干燥的设计。(干燥条件的确定,气流干燥器的简化设计,干燥器的直径D、长度等等)。 以此顺序进行讲解 第一节湿空气的性质及湿度图 6.1.1湿空气的性质 由于干燥操作的前后,湿空气中绝干空气的质量没有变化,故湿空气中各种有关性质都是以 g绝干空气为基准的。干燥过程中干空气量不变,正如吸收过程中混合气中惰性气体量不变一样 湿空气=干空气+水蒸气 湿度(含湿量):湿空气中水气的质量与干空气的质量之比即: 湿空气中水气的质量n,M H 湿空气中绝干空气的质量n,M H湿空气的湿度,|kg水气 kg绝干气 M一摩尔质量,「kg n摩尔数,[kmo (下标v表示水蒸气,g表示绝干气) 对水蒸汽~空气系统,上式可写为: 2/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 2/19 预热器 空气 湿物料 干燥器 干燥产品 废气 对流干燥示意图 5.讨论从物料中除去水分的数量与干燥时间关系,（干燥动力学）。 6.干燥器类型与选型。 7.干燥的设计。（干燥条件的确定，气流干燥器的简化设计，干燥器的直径 D 、长度等等）。 以此顺序进行讲解 第一节 湿空气的性质及湿度图 6.1.1 湿空气的性质 由于干燥操作的前后，湿空气中绝干空气的质量没有变化，故湿空气中各种有关性质都是以 1 kg 绝干空气为基准的。干燥过程中干空气量不变，正如吸收过程中混合气中惰性气体量不变一样。 湿空气=干空气+水蒸气 一. 湿度（含湿量）：湿空气中水气的质量与干空气的质量之比即： g g v v n M n M H = = 湿空气中绝干空气的质量 湿空气中水气的质量 （1） H —湿空气的湿度，     绝干气 水气 kg kg ； M —摩尔质量，     kmol kg ； n—摩尔数， kmol， （下标 v 表示水蒸气， g 表示绝干气）。 对水蒸汽~空气系统，上式可写为：

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 18 0.622n (2)因常压下湿空气可视为理想混合气体 即n=P反比”=P分比=P=P n P 即 Pg=pp 即n=P方程两边同乘以062得:H=062n=062P(3 n, P-p p一水汽的分压,[Pd或[kPd小 P一总压,[Pd]或[kPa 由上式可知H=(P,p) 饱和湿度一当空气达到饱和时,相应的湿度称为饱和湿度,以H.表示。(湿空气为水气所饱和 称为饱和空气)此时湿空气中水气的分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽压P, 则上式可写为H0622P(4) ps H一湿空气的饱和湿度,区g水气/kg绝干句 P,一在空气温度下,纯水的饱和蒸汽压,[Pa]或[Pd 由于水的饱和蒸汽压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿度是温度与总压的函数H1=f(P,1) 二.相对湿度百分数Q 在一定总压下,湿空气中水气分压P与同温度下水的饱和蒸汽压P,之比的百分数称为相对湿度 百分数,简称相对湿度以q表示 9p×100% P p=0g=0表示湿空气中不含水分,为绝干空气 P=P,q=1表示湿空气为水气所饱和,称为饱和空气。这种湿空气不能用作干燥介质。相对 湿度是湿空气中含水气的相对值,说明湿空气偏离饱和空气的程度。 3/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 3/19 g v g v n n n n H 0.622 29 18 = = （2）因常压下湿空气可视为理想混合气体 即 p p n ni i = 反比 i pi p n n = 分比 i i i i p P p n n n − = − 即 g g g g p P p n n n − = − P − pg = p pg = P − p n − ng = nv 即 P p p n n g v − = 方程两边同乘以 0.622 得： P p p n n H g v − = = 0.622 0.622 （3） p —水汽的分压， Pa 或 kPa ； P —总压， Pa 或 kPa 由上式可知 H =(P, p) 饱和湿度—当空气达到饱和时，相应的湿度称为饱和湿度，以 Hs 表示。（湿空气为水气所饱和 称为饱和空气）此时湿空气中水气的分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽压 s p 。 则上式可写为 s s s P p p H − = 0.622 （4） HS —湿空气的饱和湿度， kg水气 kg绝干气 ； s p —在空气温度下，纯水的饱和蒸汽压， Pa 或 kPa。 由于水的饱和蒸汽压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度与总压的函数 H f (P t) s = , 二. 相对湿度百分数  在一定总压下，湿空气中水气分压 p 与同温度下水的饱和蒸汽压 s p 之比的百分数称为相对湿度 百分数，简称相对湿度以  表示。 = 100% ps p  （5） p = 0  = 0 表示湿空气中不含水分，为绝干空气。 p = ps  = 1 表示湿空气为水气所饱和，称为饱和空气。这种湿空气不能用作干燥介质。相对 湿度是湿空气中含水气的相对值，说明湿空气偏离饱和空气的程度

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 将(5)代入(3)可得:H= 0622(6) pp 比体积(比容)vn 在湿空气中,1kg绝干空气体积和相应水气体积之和称为湿空气的比容,又称湿容积,以vn表 m3绝干空气+m3水气 lkg绝干气 yo Po T Po Vo Po p To 在常压下lkg千空气的体积为 224t+273 M,=29 273 H(1kg绝千空气所含的Bg水蒸气)kg水汽的体积为H24.1+273y+18 M,273 273+t1013×105 如考虑到压力校正则 H\24 (7) 2918 273 072+1241)×273+11.013×105 比热容cH 常压下,将湿空气中1kg绝干空气及相应水气的温度升高(或降低)1°C所需要(或放出)的 热量,称为比热,又称湿热,以c表示。即 Cu=c+hc 湿空气的比热,p/绝干气c c,-绝干空气的比热,k/k绝干气"小 c,一水气的比热,/kg水气l 在常用的温度范围内,c=101k/k绝干气c及c=18/kg水气O将这些数 代入(8)得 l01+1.88H(9) 4/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 4/19 将（5）代入（3）可得： s s P p p H   − = 0.622 （6） 三. 比体积（比容） H v 在湿空气中，1 kg 绝干空气体积和相应水气体积之和称为湿空气的比容，又称湿容积，以 H v 表 示。 绝干气 绝干空气 水气 kg m m vH 1 3 3 + = T T p p V M T T p p 0 0 0 0 0  =  0 = 0 1 0 0 T T p p M V v = =  在常压下 1kg 干空气的体积为： 273 22.4 + 273  t M 气 M 气 = 29 H （1 kg 绝干空气所含的 Hkg 水蒸气） kg 水汽的体积为： 273 22.4 + 273   t M H 水 M 水 =18 如考虑到压力校正则： p H t vH 5 1.013 10 273 273 22.4 29 18 1   +        = + （7） ( ) p t H 5 1.013 10 273 273 0.772 1.244   + = +  四. 比热容 H c 常压下，将湿空气中 1 kg 绝干空气及相应水气的温度升高（或降低） C 0 1 所需要（或放出）的 热量，称为比热，又称湿热，以 H c 表示。即： H g Hcv c = c + （8） H c —湿空气的比热， kJ kg C  0 绝干气 ； g c —绝干空气的比热， kJ kg C  0 绝干气 ； v c —水气的比热， kJ kg C  0 水气 。 在常用的温度范围内， cg  1.01 kJ kg C  0 绝干气 及 cv 1.88 kJ kg C  0 水气 将这些数 代入（8）得： cH =1.01+1.88H （9）

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 上式说明湿空气的比热是湿度的函数 五.焓I 湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水气的焓之和称为湿空气的焓,以表示,单位为 /k绝干气 Ⅰ=I+H (10) 式中:1一湿空气的焓,[/kg绝干气 l2一绝干空气的焓,[/kg绝干气 1一水气的焓,[/kg绝干气。 计算焓值必须规定基温和基准状态,一般以0°C为基温,且规定在0°C时绝干空气与水气的焓 值均为零。 根据焓的定义,对温度1,湿度H的湿空气可写出焓的计算式为 =c2(-0)+hn(-0)+hb (+1y+ 式中:r0-0°C时水的气化热,r≈2490kJ/kg。 故(11)又可写成=(1.01+188H)+2490H (12) 六.干球湿度t和湿球温度l 补充液温度t 1.干球温度是空气的真实温度,可直接用普通 温度计测出,以t表示 温度t 2.用湿棉布包扎温度计水银球感温部分,棉布 下端浸在水中以维持棉布一直处于润湿状态,这种温 湿球温度的测量 度计称为湿球温度计。湿棉布水气分压大于空气中的 水气分压,湿棉布表面的水必须要气化,水气向空气 主流中扩散。气化所需的气化热只能由水分本身温度 下降释放出显热而供给。水温下降后,与空气间出现温度差,空气即将因这种温度差而产生的显热 传给水分,但水分温度仍要继续下降放出显热,以弥补气化水分不足的热量,直至空气传给水分的 显热等于水分气化所需的气化热时,湿球温度计上的温度维持稳定,这种稳定温度称为该湿空气的 湿球温度,以l表示。 I=φ(空气温度、湿度) 当湿球温度计上温度达到稳定时,空气向棉布 5/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 5/19 上式说明湿空气的比热是湿度的函数。 五. 焓 I 湿空气中 1kg 绝干空气的焓与相应水气的焓之和称为湿空气的焓，以 I 表示，单位为 kJ kg绝干气。 g HI v I = I + （10） 式中： I —湿空气的焓， kJ kg绝干气 ； g I —绝干空气的焓， kJ kg绝干气 ； v I —水气的焓， kJ kg绝干气。 计算焓值必须规定基温和基准状态，一般以 0 C 0 为基温，且规定在 C 0 0 时绝干空气与水气的焓 值均为零。 根据焓的定义，对温度 t ，湿度 H 的湿空气可写出焓的计算式为： ( ) ( )  0 0 Hr0 I c t Hc t = g − + v − + 或 ( ) 0 Hr0 I c Hc t = g + v + （11） 式中：  0 r — C  0 时水的气化热， r0  2490kJ kg  。 故（11）又可写成 I = (1.01+1.88H)t + 2490H （12） 六. 干球湿度 t 和湿球温度 w t 1. 干球温度是空气的真实温度，可直接用普通 温度计测出，以 t 表示。 2. 用湿棉布包扎温度计水银球感温部分，棉布 下端浸在水中以维持棉布一直处于润湿状态，这种温 度计称为湿球温度计。湿棉布水气分压大于空气中的 水气分压，湿棉布表面的水必须要气化，水气向空气 主流中扩散。气化所需的气化热只能由水分本身温度 下降释放出显热而供给。水温下降后，与空气间出现温度差，空气即将因这种温度差而产生的显热 传给水分，但水分温度仍要继续下降放出显热，以弥补气化水分不足的热量，直至空气传给水分的 显热等于水分气化所需的气化热时，湿球温度计上的温度维持稳定，这种稳定温度称为该湿空气的 湿球温度，以 W t 表示。 tW =  （空气温度、湿度） 当湿球温度计上温度达到稳定时，空气向棉布 空气 湿度H 温度t 水 补充液,温度 tw tw 湿球温度的测量

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 表面的传热速率为:Q=aS(-tn)(13) 式中Q一空气向湿棉布的传热速率,四 a一空气向湿棉布的对流传热系数,/(m2:C 有效膜厚度 t N p p ts. tw H 湿球温度传热示意图 S一空气与湿棉布间的接触表面积,[m 空气的温度,°C m一空气的湿球温度,[c] 气膜层中的湿度为温度t下的饱和温度H,m,故气膜中水气向空气的传递速率为 (H,m-H)s(14 式中N一水气由气膜向空气主流中的扩散速率,[kg/] k一以湿度差为推动力的传质系数,kg/m2s:△H H.一湿球温度下空气的饱和湿度,区g/kg绝干气 在稳定状态下,传热速率与传质速率之间关系为 Q=Nr (15) 式中rm-湿球温度下水气的气化热,k/kg。 6/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 6/19 表面的传热速率为： ( ) w Q = aS t − t （13） 式中 Q —空气向湿棉布的传热速率， W  ； a—空气向湿棉布的对流传热系数， W (m C)   2 ； 湿球温度传热示意图 H p t Q N ts,tw 有效膜厚度 tw pw S —空气与湿棉布间的接触表面积，   2 m ； t —空气的温度，  C  ； W t —空气的湿球温度，  C  。 气膜层中的湿度为温度 w t 下的饱和温度 H s,tw ，故气膜中水气向空气的传递速率为： N = kH (Hs,tw − H )S （14） 式中 N —水气由气膜向空气主流中的扩散速率， kg s ； H k —以湿度差为推动力的传质系数， kg (m s) 2 ； s tm H , —湿球温度下空气的饱和湿度， kg kg绝干气。 在稳定状态下，传热速率与传质速率之间关系为： Q = Nrtw （15） 式中 tw r —湿球温度下水气的气化热， kJ kg

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 联立(13、(14、(5)整理得:1,=1-x厘(H10-1)(16) 实验证明上式中,kn与a二者都与空气速度的08次幂成正比,故可认为二者比值与气流速度 无关,对空气水蒸气系统而言,a/k≈1.09由上知ln=o,H) 应指出:测湿球温度时,空气的流速应大于{m,以减少辐射与传导的影响,使测量结果较 为准确。 七.绝热饱和冷却温度 此温度可在绝热饱和冷却塔中测得。设塔的保温良好无热损失,也无热量补充,即与外界绝热。 空气ts,HsI2 空气tHI 绝热饱和冷却塔示意图 空气与水接触后,水分即不断向空气中气化,气化所需的热量只能由空气温度下降放出显热而 供给,但水气又将这部分热量以气化热的形式携带至空气中,随着过程的进行,空气的温度沿塔高 逐渐下降,湿度逐渐升高,而焓维持不变。若两相有足够长的接触时间,最终空气为水气所饱和, 而温度将到与循环水温相同,这种过程称为湿空气的绝热饱和冷却过程或等焰过程。达到稳定状态 下的温度称为初始湿空气的绝热饱和冷却温度,简称绝热饱和温度,以la表示,与之相应的温度称 为绝热饱和湿度,以H表示 根据式(11)分别写出塔底及塔顶处湿空气的焓为: (+k, 12=(+Ha,)as +ha, o 塔内绝热过程,l1=l2,故 (2+H,}+1b=(2+Hac,)m+H20 7/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 7/19 联立（13）、（14）、（15）整理得： (H H) a k r t t s tw H tw w = − , − （16） 实验证明上式中， H k 与 a 二者都与空气速度的 0.8 次幂成正比，故可认为二者比值与气流速度 无关，对空气~水蒸气系统而言， a kH 1.09 由上知 t (t H) w =  , 。 应指出：测湿球温度时，空气的流速应大于 5 m s ，以减少辐射与传导的影响，使测量结果较 为准确。 七. 绝热饱和冷却温度 此温度可在绝热饱和冷却塔中测得。设塔的保温良好无热损失，也无热量补充，即与外界绝热。 空气 tas,Has,I2 空气 t H I1 绝热饱和冷却塔示意图 空气与水接触后，水分即不断向空气中气化，气化所需的热量只能由空气温度下降放出显热而 供给，但水气又将这部分热量以气化热的形式携带至空气中，随着过程的进行，空气的温度沿塔高 逐渐下降，湿度逐渐升高，而焓维持不变。若两相有足够长的接触时间，最终空气为水气所饱和， 而温度将到与循环水温相同，这种过程称为湿空气的绝热饱和冷却过程或等焓过程。达到稳定状态 下的温度称为初始湿空气的绝热饱和冷却温度，简称绝热饱和温度，以 as t 表示，与之相应的温度称 为绝热饱和湿度，以 Has 表示。 根据式（11）分别写出塔底及塔顶处湿空气的焓为： ( ) 0 1 Hr0 I c Hc t = g + v + 及 ( ) 0 2 0 I c H c t H r = g + as v as + as 塔内绝热过程， 1 2 I = I ，故： ( ) 0 Hr0 c Hc t g + v + ( ) 0 0 c H c t H r = g + as v as + as

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 一般H与H2值均很小,故可认为: cx+fHl,≈Cg+Hac,=CH 将上式代入讲义(5-13)整理得 由上知tm=/f(,H) 是湿空气在绝热冷却,增湿过程中达到的极限冷却温度。 比较公式:t=1-(H1m-1)与公式1m=1-5(Hn-H)对于湍流状态下水蒸气 空气系统a/kn≈0.92≈cB≈rn 八.露点4 将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度称为露点,以t表示,相应的湿度称为饱和湿度, 以H,m表 湿空气在露点温度下,湿度达到饱和,故Q=1公式H=02P可以改写为 H=062 ps 式中:H,一湿空气在露点下的饱和湿度,[kg/kg绝干句 P,一露点下水的饱和蒸气压,[P] 0622P,可改写为:PH=0622+H hP P-p 对水蒸气~空气系统,干球温度,绝热饱和温度(即湿球温度)及露点三者之间的关系为: 不饱和空气1>t(或1n)>L 饱和空气t=n(或tn)=1 8/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 8/19 一般 H 与 Has 值均很小，故可认为： g v g as v H c + Hc  c + H c = c 将上式代入讲义（5-13）整理得： (H H ) c r t t as H as = − −  0 (17) 由上知 t f (t H) as = , as t 是湿空气在绝热冷却，增湿过程中达到的极限冷却温度。 比较公式： (H H ) k r t t s tw H t w w = − , −  与公式 (H H ) c r t t as H as = − −  0 对于湍流状态下水蒸气~ 空气系统 H H  k  0.92  c tw r  r  0 w as t  t 八. 露点 d t 将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度称为露点，以 d t 表示，相应的湿度称为饱和湿度， 以 H s,tw 表示。 湿空气在露点温度下，湿度达到饱和，故  = 1 公式 s s P p p H   − = 0.622 可以改写为： s td s td s td P p p H , , , 0.622 − = 式中： H s,td —湿空气在露点下的饱和湿度， kg kg绝干气 ； ps,td —露点下水的饱和蒸气压，   Pa 。 s td s td s td P p p H , , , 0.622 − = 可改写为： s td s td s td H H P p , , , 0.622 + = （18） 对水蒸气~空气系统，干球温度，绝热饱和温度（即湿球温度）及露点三者之间的关系为： 不饱和空气 ( ) as w d t  t 或t  t 饱和空气 ( ) as w d t = t 或t = t

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 6.1.2湿空气的H-1图 由上式知,计算湿空气的某些状态参数时,要采用麻烦的试差计算法,为了避免这种非常麻烦 的方法,将表达湿空气各种参数的计算式标绘在坐标图上,只要知道湿空气任意两个独立参数,即 可从图上迅速地查出其它参数,常用的图有湿度一焓(H-1)图,温度一湿度(-H)图等。 讲义图为常压下湿空气的H-I图,为了使各种关系曲线分散开,采用两个坐标夹角为135°的 坐标图,以提高读数的准确性。为了便于读数及节省图的幅面,将斜轴(图中没有将斜轴全部画出) 上的数值投影在辅助水平轴上。 H-/图是按总压为常压(即1013×10P)制得的,若系统总压偏离常压较远,则不能应用 此图。 湿空气的H-I图由下列诸线群组成。 等湿度线(等H线)群由讲义图中,H范围0~02kg{k绝干气 等焓线(等线)群图讲义图中,1范围0~680k/kg绝干气 等干球温度线(等t线)群将(2)式改写为 =.88+2490)H+101 将1固定上式可写成I=f(H)t的读数范围0~250C 斜率(188+2490)是温度的函数,故诸等t线是不平行的 四等相对湿度线(等φ线)群将(6)可标绘为等相对湿度线,即: 0.622qD, pp, 9固定H=f(p,)而p=v()实际上是H=以的对应关系=5%~100% q=100%的等Q线称为饱和空气线,此时空气为水气所饱和。 五、蒸气分压线将(3)改为:P HP 0.622+H 因H<<0622故上式可近似地视为线性方程。按上式算出若干组p与H的对应关系,并 绘于H-图上,得到蒸气分压线。蒸气分压线标绘在q=100%曲线下方。 应指出:在有些湿空气的性质图上,还绘出比热C与湿度H、绝干空气比容v与温度t 饱和空气vs与温度1之间的关系曲线 六.H-1图的说明与应用 9/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 9/19 6.1.2 湿空气的 H − I 图 由上式知，计算湿空气的某些状态参数时，要采用麻烦的试差计算法，为了避免这种非常麻烦 的方法，将表达湿空气各种参数的计算式标绘在坐标图上，只要知道湿空气任意两个独立参数，即 可从图上迅速地查出其它参数，常用的图有湿度—焓 (H − I) 图，温度—湿度 (t − H) 图等。 讲义图为常压下湿空气的 H − I 图，为了使各种关系曲线分散开，采用两个坐标夹角为  135 的 坐标图，以提高读数的准确性。为了便于读数及节省图的幅面，将斜轴（图中没有将斜轴全部画出） 上的数值投影在辅助水平轴上。 H − I 图是按总压为常压（即 Pa 5 1.01310 ）制得的，若系统总压偏离常压较远，则不能应用 此图。 湿空气的 H − I 图由下列诸线群组成。 一. 等湿度线（等 H 线）群 由讲义图中， H 范围 0 ~ 0.2kg kg绝干气 ； 二. 等焓线（等 I 线）群 图讲义图中， I 范围 0 ~ 680kJ kg绝干气 ； 三. 等干球温度线（等 t 线）群 将（12）式改写为： I = (1.88t + 2490)H +1.01t 将 t 固定 上式可写成 I = f (H) t 的读数范围 C  0 ~ 250 斜率 (1.88t + 2490) 是温度的函数，故诸等 t 线是不平行的。 四.等相对湿度线（等  线）群 将（6）可标绘为等相对湿度线，即： s s P p p H   − = 0.622  固定 ( ) ps H = f 而 p (t) s = 实际上是 H = (t) 的对应关系  = 5% ~ 100%  = 100% 的等  线称为饱和空气线，此时空气为水气所饱和。 五、蒸气分压线 将（3）改为： H HP p + = 0.622 因 H  0.622 故上式可近似地视为线性方程。按上式算出若干组 p 与 H 的对应关系，并 绘于 H − I 图上，得到蒸气分压线。蒸气分压线标绘在  = 100% 曲线下方。 应指出：在有些湿空气的性质图上，还绘出比热 H c 与湿度 H 、绝干空气比容 g v 与温度 t 、 饱和空气 HS v 与温度 t 之间的关系曲线。 六. H − I 图的说明与应用

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 根据空气任意两个独立参数,先在H-I图上确定该空气的状态点,然后即可查出空气的其 它性质。 第二节干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥器及辅助设备的计算或选择常以物料衡算、热量衡算、速率关系及平衡关系作为计算手段。 2.1湿物料中含水量的表示方法 湿基含水量v:水分在湿物料中的质量百分数,即 100% 湿 G水一湿物料中水分质量kg Ga湿物料的总质量[kg] 二.干基含水量X 在干燥过程中,绝干物料的质量没有变化,故常用湿物料中的水分与绝干物料的质量比表示湿 物料中水分的浓度,称为干基含水量,以X表示 X 绝干物料 X一湿物料的千基含水量[kg水分/kg绝料 与X之间的关系 G/Ge-G/G:e 1 湿 6.2.2千燥系统的物料衡算 通过干燥系统作物料衡算,可以算出:(1)从物料中除去水分的数量,即水分蒸发量(2)空气 的消费量(3)干燥产品的流量 10/19

宁夏大学化学化工学院 化工原理电子教案 10/19 根据空气任意两个独立参数，先在 H − I 图上确定该空气的状态点，然后即可查出空气的其 它性质。 第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥器及辅助设备的计算或选择常以物料衡算、热量衡算、速率关系及平衡关系作为计算手段。 6.2.1 湿物料中含水量的表示方法 一. 湿基含水量 w ：水分在湿物料中的质量百分数，即： = 100% 湿 水 G G w G水 —湿物料中水分质量 kg ； G湿 —湿物料的总质量 kg。 二. 干基含水量 X 在干燥过程中，绝干物料的质量没有变化，故常用湿物料中的水分与绝干物料的质量比表示湿 物料中水分的浓度，称为干基含水量，以 X 表示。 绝干物料 水 G G X = X —湿物料的干基含水量 kg水分 kg绝干料 三. w 与 X 之间的关系 X X G G G G G G G G G w + = + = + = 干 干 水 干 1 水 湿 干 水 水 w w G G G G G G G G G G G X − = − = − = = 湿 湿 水 湿 1 水 湿 湿 水 水 干 水 6.2.2 干燥系统的物料衡算 通过干燥系统作物料衡算，可以算出：（1）从物料中除去水分的数量，即水分蒸发量（2）空气 的消费量（3）干燥产品的流量