正月十三“小花街” 范文

11. 5 干燥速率和干燥时间 一、平衡曲线 二、物料中所含水分的性质 三、干燥实验和干燥曲线 四、干燥速率与干燥速率曲线 五、干燥过程机理 六、干燥时间的计算 一、平衡曲线 湿物料 湿空气 接触 时间 ～ 平衡曲线 达平衡状态时 平衡湿含量  ～ X* X 平衡含水量X*与空气相对湿度 的关系（25℃ ） 1－新闻纸 2－羊毛、毛织物 3－硝化纤维 4－丝 5－皮革 6－陶土 7－烟叶 8－肥皂 9－牛皮胶 10－木材 11－玻璃绒 12－棉花 二、物料中所含水分的性质 在一定的干燥条件下 不能被除去的水分 平衡水分 X* 大于平衡水分的水分 自由水分 X-X* 物料所含水分＝平衡水分＋自由水分 平衡水分 自由水分 按能否被除去划分，取决于物料的性质和空气的状态。 1.平衡水分与自由水分 结合水分的特点 结合力强，不易除去。 二、物料中所含水分的性质 2.结合水分与非结合水分 物料表面吸附及空隙中所含的水分 物料细胞壁及毛细孔道内所含的水分 湿物料 结合 水分 非结合 水分 非结合水分的特点 结合力弱，容易除去。 二、物料中所含水分的性质 物料所含水分＝结合水分＋非结合水分 结合水分 非结合水分 按除去的难易程度划分，仅取决于物料的性质，而与空气的状态无关。 固体物料中所含水分的性质 总 水 分 平衡 水分 自由 水 分 非结合水分 结合水分 平衡水不可除去； 结合水可部分除去； 非结合水和自由水可全部除去。 平衡水分必是结合水分 三、干燥实验和干燥曲线 1.恒定干燥实验 恒定干燥条件 间歇操作 用大量的空气干燥少量的物料 空气温度、湿度、速度及与物料的接触方式不变 实验数据 时 间 τ 物料温度 θ 物料湿含量 X 预热阶段 ～ ～ 恒速干燥阶段（第一干燥阶段） ～ 干燥阶段 ～ ～ ～ 降速干燥阶段（第二干燥阶段） ～ ～ ～ 热量主要用于物料升温 热量用于 汽化水分 热量用于汽化水分和加热物料 三、干燥实验和干燥曲线 三、干燥实验和干燥曲线 2.干燥曲线 将物料含水量Ｘ（或物料表面温度 ）对干燥 干燥曲线 X ～τ 曲线 θ ～τ曲线 时间τ绘图，所得图形称为干燥曲线。 干燥曲线（X～τ关系 ） 预热阶段 恒速干燥阶段 降速干燥阶段 干燥曲线（θ ～τ关系 ） 预热阶段 恒速干燥阶段 降速干燥阶段 四、干燥速率与干燥速率曲线 1.干燥速率 单位时间单位干燥面积上汽化的水分质量。 定义 四、干燥速率与干燥速率曲线 2.干燥速率曲线 U 与Ｘ 的关系曲线 —干燥速率曲线。 干燥曲线 干燥速率曲线 曲线 斜率 恒定干燥条件下干燥速率曲线 预热阶段 恒速干燥阶段 降 速 干 燥 阶 段 临界湿 含量 临界干燥速率 五、干燥过程机理 湿空气 水分传递 ① 由内部向表面迁移 ②由表面向空气中汽化 湿物料 ① ② 1.恒速干燥阶段 内部迁 移速率 >> 表面汽 化速率 特征 表面维持润湿状态，汽化的水分为非结合水分 空气传给湿物料显热＝水分汽化所需潜热 表面汽化控制阶段 五、干燥过程机理 2.降速干燥阶段 内部迁 移速率 < 表面汽 化速率 表面逐渐变干，汽化的水分为结合水分 干燥速率 五、干燥过程机理 内部迁移控制阶段 特征 1.恒定干燥条件下干燥时间的计算 (1)恒速干燥阶段 由 六、干燥时间的计算 积分得 恒速干燥阶 段干燥时间 Uc的来源 由干燥速率曲线得出 由经验公式计算 Xc的来源 由干燥速率曲线得出 由手册查出 六、干燥时间的计算 (2)降速干燥阶段 由 六、干燥时间的计算 设 U 与 X 为线性关系 六、干燥时间的计算 积分得 降速干燥阶 段干燥时间 六、干燥时间的计算 若 X * 很低或缺乏 X * 数据，令 则 故此 降速干燥阶 段干燥时间 六、干燥时间的计算 总干燥时间 2.变动干燥条件下干燥时间的计算(选读) 若 六、干燥时间的计算 例：在常压干燥器中干燥某种湿物料。已知物料的临界含水量为0.10kg/kg绝干料，平衡含水量为0.01 kg/kg绝干料。物料初始和最终干基含水量分别为0.25及0.0204。恒速阶段干燥时间为1h，降速阶段的干燥曲线为直线。试求物料在干燥器中的停留时间至少为若干(h)。 解： ∴干燥过程包括恒速和降速两干燥阶段 由 例：某湿物料l0kg，均匀地平摊在长0.8m，宽0.6m的平底浅盘内，并在恒定的空气条件下进行干燥,物料的初始含水量为15％，干燥4小时后含水量降为8％，已知在此条件下的平衡含水量为1％，临界含水量为6％(皆为湿基)，并假定降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量(干基)呈线性关系，试求：将物料继续干燥至含水量为2％，所需要总干燥时间为多少? 解: 绝干物料的量 初始含水量 干燥4小时含水量 平衡含水量 临界含水量 最终含水量 故4小时全为恒速干燥 将物料干燥到临界含水量需要的时间为 继续将物料干燥至 所需的时间为 例：已知某物料在恒定干燥条件下从初始含水量0.4kg水/kg绝干料降至0.08kg水/kg绝干料，共需6小时，物料的临界含水量Xc=0.15kg水/kg绝干料，平衡含水量X*=0.04kg水/kg绝干料，降速阶段的干燥速率曲线可作为直线处理。试求：①恒速干燥阶段所需时间τ1及降速阶段所需时间分别为多少？②若在同样条件下继续将物料干燥至0.05 kg水/kg绝干料，还需多少时间？ 解： ①X由0.4降至0.08kg水/kg绝干料经历两阶段： 一、干燥器的基本要求 干燥器的基本要求 保证干燥产品的质量要求 干燥速率快 操作控制方便、劳动条件好 含水量 强度 形状 热效率高 11. 6 干燥设备 二、干燥器的分类 按传热方式分类 对流干 燥器 厢式干燥器 气流干燥器 沸腾干燥器 转筒干燥器 喷雾干燥器 传导干 燥器 滚筒干燥器 真空盘架式干燥器 红外线 干燥器 辐射干 燥器 微波干 燥器 介电干 燥器 11. 6 干燥设备 思考题