（2）干基含水量
不含水分的物料通常称为绝对干料.湿物料中的水分的质量与绝对干料质量之比,称为湿物料的干基含水量X。
kg水/kg干物料
两者的关系
X?w ( 5-10 )
1?w w?
X ( 5-11 ) 1?X2.干燥过程的物料衡算（计算W、L）
(一) 水分蒸发量W
图5-8 干燥器物料衡算示意图
对如图5-8所示的连续干燥器作水分的物料衡算。以1h为基准，若不计干燥过程中物料损失量，则在干燥前后物料中绝对干料的质量不变，即
Gc?G1(1?w1)?G2(1?w2) ( 5-12 ) 式中G1——进干燥器的湿物料的质量，kg/s；
G2——出干燥器的湿物料的质量，kg/s； GC——绝干物料的质量，kg/s；
由上式可以得出Ｇ1，Ｇ2之间的关系 G1?G21?w21?w1 ；G2?G1 ( 5-13 )
1?w21?w1式中w1、w2——干燥前后物料的湿基含水量，kg水/kg料；
干燥器的总物料衡算为
G1?G2?W
11
则蒸发的水分量为
W?G1?G2?G1w1?w2w?w2?G21 ( 5-14 )
1?w21?w1式中W——水分蒸发量，kg/h。
若以干基含水量表示，则水分蒸发 量可用下式计算，
也可得出：
( 5-15)
W?L(H2?H1)?Gc(X1?X2)； ( 5-16) 式中L——干空气的质量流量，kg/s；
H1、H2——进、出干燥器的湿物料的湿度，kg水/kg干空气；
（二）干空气消耗量
由式（5-16）可得干空气的消耗量：
( 5-17 )
蒸发1Kg水分所消耗的干空气量,称为单位空气消耗量,用L表示,则
( 5-18)
如果以H0表示空气预热前的湿度,而空气经预热器后,其湿度不变,故H0＝H1,则有
l?1/(H2?H0) ( 5-18a )
由上可见,单位空气消耗量仅与H2、H0有关，与路径无关。 <引申>鼓风机问题
由式5-18a可知，空气的H0越大，则空气消耗量L也越大。因为H0是由空气的初温t0和相对湿度ф0所决定的，所以在其它条件相同的情况下，空气消耗量L随着t0和ф0增加而增加。这就是说，干燥过程中空气消耗量L在夏季要比在冬季大。因此确定空气鼓风机等装置，必须按照全年最热月份的空气消耗量来选定。
干燥中的鼓风机所需风量由湿空气的体积流量V而定。 V?Lvw?L(0.773?1.244H)
t?273 （5-19） 273【跟踪练习】 1.表示湿物料中水分的质量占湿物料总质量的比率的是（ ） 12
A、湿基含水量； B、干基含水量； C、质量分数 ； D、质量比 2.表示湿物料中水分的质量与湿物料的中干物料质量比率的是（ ） A、湿基含水量 ； B、干基含水量 ； C、质量分数； D、质量比 3.含水量为40%的木材，干燥后降至20%（均为湿基），则从100kg原湿木材中蒸发出的水分为（） A、 20 ； B、30 ； C、22.5 ； D、28 4.干燥器中单位时间蒸发的水分可表示为（ ） A、G干X1 B、G干X12 C、G干（X1-X2） D、G干（X2-X1） 5.50kg湿物料中含水10kg，则干基含水量为（ ）%。 A、15； B、20； C、25； D、40 6.干燥计算中，湿空气初始性质绝对湿度及相对湿度应取（ ）。 A、冬季平均最低值； B、冬季平均最高值； C、夏季平均最高值； D、夏季平均最低值 解答 ： 1、A 2、 B 3、 A 4、 C 5、 C 6、 C
【计算】某干燥器处理湿物料量为800kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。干燥介质为空气，初温为150C，相对湿度为50%，经预热器加热至1200C ，试求：(a)水分蒸发量Ｗ；(b)空气消耗量Ｌ、单位消耗量l；(c)如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量Ｖ。 解：(a) 水分蒸发量Ｗ ，由公式（5-14）可得
w?w20.3?0.04W?G11?800??216.7kg/h1?w21?0.04
(b) 空气消耗量Ｌ、单位空气消耗量 由式（5-5）可得空气在t0＝150C,?0＝50%时的湿度Ｈ0＝0.005kg水/kg，干空气在t2 =450 C，?2＝80%时的湿度为Ｈ2＝0.052kg水/kg干空气，空气通过预热器湿度不变，即 H0?H1 L?WW216.7???4610kg干空气/h
H2?H1H2?H00.052?0.00511?21.3kg干空气/kg水
H2?H00.052?0.005l?(c)风量Ｖ t0?273 vH?（0.773?1.244?H0）27315?273?（0.773?1.244?0.005）273?0.822m3/kg干空气 V?Lv?4610?0.822?3790m3/h
H 13
五、干燥速率和干燥时间
1、物料中所含水分的性质
（1）结合水分与非结合水分
根据干燥去湿的难易程度，可将物料中所含水分分为结合水分与非结合水分。
结合水分（难除） 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。这种水分是籍化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。
非结合水分（易除） 包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，因此，干燥过程中除去非结合水分较容易。
（2）平衡水分与自由水分
根据物料中所含水分能否用干燥方法除去来划分，可分为平衡水分与自由水分。
平衡水分（不能除）
湿物料与一定状态的空气接触足够长时间后，物料表面水汽的分压将等于空气中的水汽分压，此时物料与空气之间的热质传递将达于平衡。只要空气的状态恒定，物料含水量不会因接触时间的延长而改变，这种恒定的含水量称为该物料在固定空气状态下的平衡水分，又称平衡湿含量或平衡含水量，以X*表示，单位为kg水分／kg绝干料。平衡水分是一定干燥条件下不能被干燥除去的那部分水分，是干燥的极限。
自由水分（能除）
物料中超过平衡水分的那一部分水分，称为该物料在一定空气状态下的自由水分。
若平衡水分用X表示，则自由水分为（X-X）。 （3）固体物料中的水分
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图5-9 固体物料中的水分
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用实验方法直接测定某物料的结合水分与非结合水分较困难，但根据其特点，可利用平衡关系外推得到。在一定温度下，由实验测定的某物料的平衡曲线，将该平衡曲线延长与?=100%的纵轴相交（如图5-9所示），交点左侧的水分为该物料的结合水分，因其蒸汽压低于同温下纯水的饱和蒸汽压。交点右侧的水分为非结合水分。
划分结合水分和非结合水分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质状况无关。 如图5-9 在ф=20%时，对应的平衡含水量为X，其余的为自由水分。 划分平衡水分和自由水分则取决于物料的性质和所接触的空气的状态。
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【跟踪练习】 如图是某物料在25℃时的平衡曲线。设物料的含水量为0.30kg/kg干料，若与Φ=70%的空气接触，试划分该物料的平衡水分和自由水分，结合水分和非结合水分。并分别写出其含量。 1.0 结合水分 非结合水分 0.8 平衡水分 Ф=70% ф A 0.6 0.4 0.2 X* B X（kg水/kg干料） 自由水分 0 0.1 0.2 0.3 解答： 由 ф=70%作水平线交平衡线于A点，读出平衡水分X* = 0.08kg水/kg干料，则自由水分X=0.30-0.08=0.22kg水/kg干料。 由平衡曲线与ф=100%水平线的交点B，在B点以下的水分为结合水分，即0.20kg水/kg干料，则非结合水分=0.30-0.20=0.10kg水/kg干料。
2.干燥速率
（1）干燥速率和干燥速率曲线
干燥速率 单位时间在单位干燥面积上汽化的水分量称为干燥速率，用符号U表示，单位是kg/(m. s)。
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