物料衡算和熱量衡算.doc

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1、8.3?干燥過(guò)程的物料衡和算熱量衡算??對(duì)流干燥過(guò)程通常在干燥過(guò)程的計(jì)算中，首先需要確定從事物料中移除的水分量相應(yīng)需消耗的空氣量和熱量，據(jù)選擇或設(shè)計(jì)適宜型號(hào)的風(fēng)機(jī)或換熱器，其次再進(jìn)行干燥器和其他輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇，干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算是上述計(jì)算的基礎(chǔ)。8.3.1濕物料中含水量的表示方法X與W關(guān)系：???????????8.3.2物料衡算范圍（對(duì)象）：連續(xù)干燥器基準(zhǔn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間s（或h）對(duì)象水分：????????????????????????????8.3.3熱量衡算????范圍基準(zhǔn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間s熱量衡算：對(duì)象干燥全系統(tǒng)：??????????或??預(yù)熱器：???????（忽略預(yù)熱器熱損失

2、）濕物料的焓I’：1㎏絕干料與其所帶X㎏水具有的焓。????????????則溫度為θ濕含量為X的濕物料的焓I’為?????????????????????????????為了簡(jiǎn)化計(jì)算，現(xiàn)假設(shè)：1．新鮮氣中水蒸氣的焓等于出干燥器時(shí)廢氣中的水蒸氣的焓，即????????????，2．進(jìn)出干燥器的濕物料比熱相等，即?????????，即???????∵???????，，代入上式并整理得：?????????或???????若???????（不補(bǔ)充熱量于干燥器中）則???????由此可見(jiàn)，干燥系統(tǒng)中加入的熱量為四部分：①加熱空氣②蒸發(fā)水分③加熱物料④熱損失。通過(guò)熱量衡算，可確定干燥操作的耗熱量以及各次

3、熱量的分配，熱量衡算上計(jì)算預(yù)熱器的傳熱面積，加熱介質(zhì)消耗量，干燥器尺寸及干燥熱效率的基礎(chǔ)。8.3.4空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化應(yīng)用上面的物料及熱量衡算前要確定空氣離開干燥器時(shí)的狀態(tài)。這涉及空氣通過(guò)干燥器時(shí)狀態(tài)的變化過(guò)程?？諝饨?jīng)過(guò)預(yù)熱器被加熱，H不變，溫度升高，焓↑空氣經(jīng)過(guò)干燥器時(shí)，由于空氣與物料間進(jìn)行熱和質(zhì)的交換，而且還有其它外加熱量的影響，應(yīng)而確定出干燥器時(shí)的空氣狀態(tài)是比較困難的和復(fù)雜的。一．現(xiàn)討論等焓干燥過(guò)程（絕熱干燥過(guò)程）??前提：????①????????②????????③????故?????，??在H—I圖描繪為?對(duì)于等焓干燥過(guò)程，離開干燥的空氣狀態(tài)的確定只需一個(gè)參數(shù)，一般。在實(shí)際

4、干燥過(guò)程中，等焓干燥過(guò)程是難于完全實(shí)現(xiàn)的，故又稱為理想干燥過(guò)程。（理想干燥器）但在干燥器絕熱良好，又不向干燥器中補(bǔ)充熱量，且物料進(jìn)出干燥器時(shí)的濕度十分接近時(shí)，可近似按等焓干燥過(guò)程處理。（由干燥器熱量衡算式得知）二．非等焓干燥過(guò)程（非絕熱干燥過(guò)程）非等焓（絕熱）干燥過(guò)程可分為以下幾種情況（定性討論）①???????????則?所以干燥過(guò)程的操作線BC，應(yīng)在BC線（等焓線）下方②?????，則??????，在BC線上方③????若足夠大，使（等溫下進(jìn)行）則????沿等溫線變化?8.3.5干燥器的熱效率干燥器的熱效率η定義為：即?????若蒸發(fā)水分量為W，空氣出干燥器時(shí)溫度為，物料進(jìn)干燥器時(shí)的溫度為

5、，則蒸發(fā)水分所需的熱量為：干燥操作的熱效率表示干燥器的性能，熱效率越高表示熱利用程度越好。如果離開干燥器的空氣溫度降低而濕度增高，則可節(jié)省空氣消耗量并提高熱效率。但是空氣的濕度增加，使物料和空氣間的傳質(zhì)推動(dòng)力減小。在干燥操作中，往往將廢氣（出口空氣）中熱量回收，以降低能耗。生產(chǎn)中利用廢氣預(yù)熱冷空氣或冷物料等。此外應(yīng)注意干燥設(shè)備和管路的保溫隔熱，以減少干燥系統(tǒng)的熱損失。