14 固体干燥14.1 14.2 14.3 14.4 概述 干燥静力学 干燥速率与干燥过程计算 干燥器
14.1 概述14.1.1 固体去湿方法和干燥过程 14.1.2 对流干燥流程及经济性
14.1.1 固体去湿方法和干燥过程物料的去湿方法 (1)机械去湿物料带水较多时，可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的水；
(2)吸附去湿用某种平衡水汽分压很低的干燥剂(如CaCl2、硅胶等)与湿物料并 存，使物料种的水分相继经气相而转入干燥剂内；
(3)供热干燥工业干燥操作多是用热空气或其它高温气体为介质，使之掠过物料表面， 介质向物料供热并带走汽化的湿分，此种干燥常称为对流干燥，是本章 讨论的主要内容；
14.1.2 对流干燥流程及经济性
14.1.2 对流干燥流程及经济性(1) 干燥过程的传热、传质传热 方向 推动力 从气相到固体 温度差 传质 从固体到气相 水汽分压差
(2) 干燥过程进行的必要条件 ①湿物料表面水汽压力大于干燥介质水汽分压； ②干燥介质将汽化的水汽及时带走。
14.2 干燥静力学14.2.1 湿空气的状态参数 14.2.2 湿空气状态的变化过程 14. 水分在气—固两相间的平衡 14.2.3 水分在气 固两相间的平衡
14.2.1 湿空气的状态参数空气中水分含量的表示方法(1)水汽分压p水汽与露点td (2)空气的湿度H为便于进行物料衡算，常将水汽分压p水汽换算成湿度。空气的 湿度H定义为每kg干空气所带有的水汽量，单位是kg/kg干气，即H= M水 p水汽 p水汽 = 0.622 M 气 p p水汽 p p水汽
空气中水分含量的表示方法(3)相对湿度空气中的水汽分压p水汽与一定总压及一定温度下空气中水汽 分压可能达到的最大值之比定义为相对湿度，以 表示。 当 ps ≤ p
p水汽 = ps
当 ps > p
p水汽 = p
空气中水分含量的表示方法(4)湿球温度twtw = t 式中
kH
α
rw ( H w H )
kH、α ——分别为气相的传质系数与给热系数； Hw、rw——分别为湿球温度下的湿度与汽化热。
对空气-水系统，当被测气流的温度不太高，流速>5m/s时， 为一常数，其值约为1.09kJ/(kg ℃),故
rw tw = t (H w H ) 1.09
空气中水分含量的表示方法(4)湿球温度tw
14.2.1 湿空气的状态参数一、与过程计算有关的参数上述参数尚不足以满足干燥过程的计 算的需要，为此补充定义如下两个参数： (1)湿空气的焓 (2)湿空气的比体积
一、与过程计算有关的参数(1)湿空气的焓I = (cpg + cpv H )t + r0 H式中c pg ——干气比热容，空气为1.01kJ/(kg ℃); c pv ——蒸汽比热容，水汽为1.88 kJ/(kg ℃);
r0 ——0℃时水的汽化热，取2500 kJ/(kg ℃);
c pH = c pg + c pv H对空气-水系统有：
I = (1.01 + 1.88 H )t
+ 2500 H
一、与过程计算有关的参数(2)湿空气的比体积在常压下1kg干空气的体积为：22.4 t + 273 × = 2.83 × 10 3 (t + 273) M气 273
H kg水汽的体积为 ：H 22.4 t + 273 × = 4.56 × 10 3 H (t + 273) M水 273
常压下温度为℃、湿度为的湿空气体积比为：vH = (2.83 × 10 3 + 4.56 × 10 3 H )(t + 273)
二、湿度图
二、湿度图(1)等H线(等湿度线) (2)等I线(等焓线) (3)等t线(等温线) (4)等φ线(等相对湿度线) (5)pv线
二、湿度图(1)等H线(等湿度线)等线为一系列平行于纵轴的直线。
(2)等I线(等焓线)等I线为一系列平行于横轴(不是水平辅助轴)的直线
(3)等t线(等温线)I = 1.01t + (1.88t + 2500) H (4)等φ线(等相对湿度线) p s H = 0 .622 p p s
二、湿度图(4)等φ线(等相对湿度线)注意： 注意：①当H一定时，t↑,φ ↓,吸收水汽能力↑。所以湿空气进入干燥器 之前须先经过预热以提高其温度和焓值有利于载热外，同时也是为了降 低相对湿度而有利于载湿； ②φ=100%的线称为饱和曲线，线上各点空气为水蒸气所饱和，此线 上放为未饱和区(φ <1),在这个区域的空气可以作为干燥介质。此线 下方为过饱和区域，空气中含雾状水滴，不能用于干燥物料； ③H-I图是以总压p=100kPa为前提绘制的，因此当φ一定，t≥ 99.7℃ 时，ps=100kPa=p,H=常数，等φ线(图中φ=5%与φ=10%两条线)垂直向 上为直线与等H线重合。
二、湿度图(5)pv线(水蒸汽分压线)pv线标于p=100%线的下方，表示pv与H之间的关系。 由H = 0.622 pv p pv
得
pv =
Hp 0.622 + H
三、湿度图的应用H-I图中的任意一点A代表一个确定的空气状态，其t、 tw、H、φ 、I等均为定值。已知湿度空气的两个独立参 数，即可确定一个空气的状态A,其他参数可由H-I图查 得。
t-H、t-tw、t-td、t-φ是相互独立的两个参数，可确定唯一的空气状态点A;
td-H、pv-H、td-pv(都在同一条等温线上),tw-H (在同一条等H线上),不是彼此独立的参数，不能确定空气的状态点A。
14.2.2 湿空气状态的变化过程(1)加热与冷却过程
14.2.2 湿空气状态的变化过程(1)加热与冷却过程 若不计换热器的流动阻力，湿空气的加热或冷却属等压过程。 ①加热过程 始态A→终态B,因pv与p不变，为等H过程，t↑,φ ↓,吸收水 汽能力↑; ②冷却过程 始温为t1,若终温t2>td,则为等H过程；若终温t3>td,则过程为 ADE所示，必有部分水汽凝结为水，空气的湿度降低H3<H2,每千 克绝干空气析出的水分量为 H = H1 H 3