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，减小，↑，I↑，tw↑，t.不变2）H↑（t不变时），则β↑，V↑，I↑，tw↑，ta个3四个温度t，tw，tas，t如何定义?4）总压p个（p,不变时），H减小，β减小，v减小，I.减小，t.减小，t.减小pyH = 0.622 -P-p,3.湿烩图，H-I图4.干燥过程，空气为什么要预热？改变总压对干燥过程有何影响？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↑（ 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.干燥过程，空气为什么要预热？改变总压对干燥过程有何影响？ 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
恒速段，降速段的特点？6.干燥过程的过程、机理，对流干燥过程：2.0物料与水分(y.)/yx'n临界点的结合形式恒速B1.6.预热扩散速率与物料结构1. 2A以及物料中的水分性降速质有关0.8J扩散受热汽化湿物料湿物料内部0.4表面水分EX扩散?X*.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Xkg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
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
恒速于燥阶段：湿物料内部的水分向表面传递的速率能够与水a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，亦即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，取决于物料外部的干燥条件，所以文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
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0.622 psPyH = 0.622HCP-psP-PPpsβ = P×100%H = 0.622湿空气参数P-psPsH1.0133×101273 + t× 22.4 xVH29P182731.0133×105273 + tVh = (0.772 +1.244H)273PTOCh =1.01+1.88H(H-H)tasasCHIμ =(1.01+1.88H)t +2490H5
5 二、主要公式 湿空气参数 v v
XwWX =1+ X1-w物料衡算W = L(H2 - H)= G(X - X2)WG(Xi -X2)V= LxVHL. :H2 -HH2 -HG,(1-w)G21-W2=1.01L(t2 -to)+W(2490 +1.88t2)+Gcm(02 -0,)+Q1O热量衡算Q, =L(If-I0)=L(1.01+1.88Ho)(t -to)G'X.-X.t,U.S干燥Xc-X*G'X.-X时间irT2SUX, -X*6
6 物料衡算 热量 衡算 干燥 时间
习题课=100%1001-4查湿烩图1.填空1.00080.9011．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，提高其干球温度，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，湿球温度露点温度td间的关系为_t>t>t.tw，14．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。不变存在传热、传质推动力5.．对流干燥操作的必要条件是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5-117．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，图5-12、13,临界含水量X,减小(增大，减小，不变，不确定)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，烩I不变（变大，变小，不变）。湿恰图9.已知在常压及25C下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度@=100%时，平衡含水量X*=0.02kg水/kg绝干料；相对湿度p=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绝干料，非结合水的含量为0.21kg水/kg绝干料。图5-118
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℃下水份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5-11 图5-12、13， 恒速阶段延长 湿焓图 图5-11
Φ=100%选择dP0.30.40.50.6老大道Xk水/绝干料ES宝于绿条生方的干单动事品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湿饸图A愈高；B愈低；C不变；D不一定，与其它因素有关湿焰图2、湿空气在预热过程中不变化的参数是（C E）A烩B相对湿度E露点。C绝对湿度D湿球温度3、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（C）D I,tasAH,p BH,tdC H,t湿焰图，则该物料的4、同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，临界含水量将（C）图5-13D 不一定Ａ 不变 B 减少Ｃ 增大5、将水喷酒到空气中，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 图5-13 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
5、在等速于燥阶段，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，则对干燥速率的斜率较小不变减小继续减小正确判断是（C）&随物料种类的不同有极大差别A/5yB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平衡水分D 不好判断装预热段合水非结合水+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θ（A）图5-12D θ=tA >tw B θ=tw C =ta24kg/kg绝T7、物料的平衡水分一定是（A）自水分A 结合水 B非结合水 C 临界水D 自由水衡水分405060708090100中时男整吉产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 图5-12