对干燥流程的设计中,物料衡算解决的问题:
(1)物料气化的水分量W(或称为空气带走的水分量);
(2)空气的消耗量(包括绝干气消耗量L和新鲜空气消耗量L0)。
而热量衡算的目的,是计算干燥流程的热能耗用量及各项热量分配(即预热器换热量 ,干燥器供热量
及干燥器热损失
)。
湿物料=水分+绝干物料
(一)湿基含水量
(8-12)
工业上常用这种方法表示湿物料的含水量。
(二)干基含水量X
X=湿物料中水分质量/湿物料中绝干料质量 (8-13)
式中 X――湿物料的干基含水量,k***分.(kg绝干料)-1。
两者关系:
(8-14)
或
(8-15)
图8-7 各流股进、出逆流干燥器的示意图
图8-7中,G――绝干物料流量,kg绝干料.s-1;
L――绝干空气消耗量,kg绝干气.s-1;
H1 ,H2――分别为湿空气进、出干燥器时的湿度,kg.(kg绝干气)-1;
G1 ,G2――分别为湿物料进、出干燥器时的流量,kg湿物料.s-1;
X1 ,X2――分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量,k***分.(kg绝干料)-1。
(一)水分蒸发量W
(8-16)
其中
(8-17)
(二)空气消耗量L
对干燥器作水分物料衡算:
则:
(8-18)
若设:
(8-19)
式中 ――每蒸发1k***分消耗的绝干空气量,称为单位空气消耗量,kg绝干气.(k***分)-1;
L――单位时间内消耗的绝干空气量,kg绝干气.s-1。
说明:
L0=L ( 1 + H0 ) (8-20)
式中 H0――空气进预热器前的湿度,kg.(kg绝干气)-1。
(8-21)
(三)干燥产品流量G2
(8-22)
热量衡算可以确定各项热量的分配和消耗量,可作为计算空气预热器的传热面积,加热剂用量,干燥器热效率和干燥效率的依据,流程示意图如图8-8所示。
图8-8 连续干燥过程的热量衡算示意图
(一)干燥系统热量衡算基本方程
(8-23)
(8-24)
(8-25)
(二)热量实用计算式
(8-26)
(8-27)
式中 Cm――湿物料的平均比热,kJ.(kg绝干料 -1。Cm=
,
Q=
= +
+QL (8-28)
=
即
(8-29)
空气经过干燥器分等焓过程和非等焓过程。
(一)等焓干燥过程
当 =0时,即
=0
即I2= I1,则空气经干燥器时经历等焓干燥过程,又称理想干燥过程,如图8-9所示,过程沿等焓线BC进行,整个干燥过程由状态 点。
图8-9 等焓干燥过程中湿空气的状态变化图
(二)非等焓过程
1.若 <0,则I2< I1。
如图8-10所示,干燥过程沿BC1变化,该线在等焓线以下,斜率小于等焓线。
2.若 >0,即补充热量大于消耗热量,则
。
3.若 =W(2490+1.88t1)
说明补充的热量恰好等于水分蒸发所需热量,则干燥过程经历等温增湿过程。
=蒸发水分所需热量/向干燥系统输入的总热量
100%
= 100% (8—30)
当空气出干燥器时温度降低而湿度***时, 会提高,但t2过低而H2过高,会使物料返潮,所以应综合考虑。
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