干燥时间的计算

依空气状况在干燥器内的变动，分为：

恒定干燥操作： 变动干燥操作：

大量空气干燥少量物料，间歇操作，空气速度及空气与物料的接触方 式不变。

连续操作的设备中，空气沿其流向、温度等参数不断地降低，湿度逐 渐增加。

、恒定干燥条件下，干燥时间

1.干燥实验与干燥曲线

数据记录:

序专 项目 T的计算 1 2 • ■ • W5 9 W 湿料重

G

一批干料重

X=W' /G ' -1

干燥曲线 GdX

n = 结合水 典型的干燥速率曲线(5-46)

i i自由水分 i平衡水分

某些多孔物料中水分靠“毛细管”作用

干燥速率曲线

二干燥速率一单位 时间，单位干燥面积上 气化的水分量。

(b)无孔吸水性物料

水分靠“扩散^作用

口恒速干燥和降速干燥的工作机理 1).恒速干燥：

物料在该段干燥时，表面始终保持着润湿。在恒定的干燥条件下干燥时，物料表面的温度9 =tw(定), 则H,tw定。它类似于测湿球温度。

对照 tw： (5-9)Q= a S(t- t w) (5-10)

N=kdS(Hs, tw-H)

此段内，空气传给物料的显热Q等于水分气化所需要的潜热Q'

dWl 稳定时：dQ=rtwdW— dW=dQ/rSdr ^SdT tw(5-49) U=ki(Hs,tw~H)S= a /r tw(t-t v) (5-50)

2).降速干燥阶段(内部迁移控制阶段)

当在整个干燥表面积范围内物表的 pe刚刚-①全部非结合水分已经蒸发完毕，物表 Pe・②虽然还有些非结合水分，但物料的某些局部表 面已经干燥，或水分气化面向物料内部迁移，此时全 S 内 Pe•XcfT较早地进入降速干燥阶段-T、f Qf、Lf…

•①干介速度u当处理同一种物料时，•・•传质速率 kH=(1/ &),u f — k — N 但同时可能 T Ne•②物料厚度及尺寸 干燥条件一定时，物料愈厚，

单位体积物料具有的热、质传递表面积愈小

—N及

QJT Xcf.・.应尽量减薄物料厚度或采用流态化技术 使传递表面积

f- Xc；

•③物料本身的性质 无孔吸水性物料的Xc值〉有 孔物料的。

⑴恒速干燥阶段T 1 查X- T图上Xc对应的T值; 计算

U 由(5-46)

•••恒速干燥

.恒定干燥条件下干燥时间的计算 S dr •••U=Uc

G' (5-46a)

u cs uc

①从干燥速率曲线上读取

Uc a —a 一 山) a

式中a的计算：f ./ —

d二［2+0.54( P

険

(5-52)

2

①空气平行流过静止料层表面

应用条件： L'=2450~29300kg/(m

-h),空气 t 均=45~150C

②空气垂直流过静止料层表面

a =1.17(L')0.87 (5-53)

应用条件：

L'=3900~19500kg/(m

2

③气体与运动颗粒间： 查X- G 由a计算得到的T、UC都是近似值。但是，却提供了影响因素。

u f (L'

f)

如: t f

Xcf

I

Hj [tw

— I

I

图上X2对应的

值;

⑵降速干燥阶段T2

J・•降速阶段 UM常数

dr - _2_产空

s^c u % _ _G dX o T~ S^c u dX (5-55)

①U〜X呈线性一计算求解 ②u~x呈非线性一图解积分法解①U- X呈线性关系

表面干化 变形

计算

心

J

见图中△ X*CXc任一瞬间U~X

U _ Uc 无-户

；X* Xc X

一屁-炉 U=kx(X-X )

_G 陛 dX _G Xc-X^. Xc-X^ ------------------------ 二 -----------------------------

in - --------

︹¥召 昌

3 二

当缺乏乂数据时,可假设

2 S k

讥(x-x^) S Uc x2-x^ G Xc-X^^ Xc ------------- In— X=o：

S Uc X2 (5-57a)

(5-57b)

例:某物料恒定干燥条件下测得干燥速率曲 线如图,若将其由Xc=0.19[kg/kg 干料]干 燥至

X2=0.04[kg/kg干料]，已知 G'/S=21.5kg/m2，求干燥时间

可构造积分 I® 坐标如图：

解：用积分图解法

据:

作图:

X 0.19 0.15 0.1 0.065 0.05 0.04 U 1.5 1.21 0.9 0.71 0.37 0.27 1/U 0.667 0.826 1.11 1.41 2.7 3.7 dX h u =工 4 = 0.1

21.5*0,1=4.06// 如图所示：在变动的干燥条件（空气状态沿等焓变化）下 操作时，根据物表温度的情况，也将干燥分为两个阶段： 第一阶段，物料表面

变动干燥条件下干燥时间的计算

保持空气的t W；第二阶段，物料温度不断上升。 问题：①第一干燥阶段不是“恒速”的原因？

②为什么绝热干燥时有：第一阶段，物料 的t w?

1.第一干燥阶段干燥时间的计算

对于连续操作过程，物料量用 G[kg绝干料/s]表示。

表面保持空气

将(5-50) : U=kH(Hs,tw-H) 代入上式

G dX F77

G^cdX (5-58)

「」 G公 dX (5-59)

斤-dT =— ------------- 得:

一般，只能用积分图解法求上式中的积分项。

若第一干燥阶段是绝热过程：

GdX=LdH

代入式中，成:

G厶1匹 dH SGk^(HcyT— s—^-H) -- 1

L [ s

2.第二干燥阶段干燥时间的计算

G pa dX

Mb 77

一般情况下，只能用积分图解法求上式中的积分项。

则上式中的u可 表/ ----------- Uc=U=kH(Hs^~H) 示为：TT _ Uc(X-X^)

dX GXC-X^

(5-63)

其中，X=X+L/G(H-Hi)

「區一卅他一罚）亍 ------ -------

跚（瓦-Q他認）三血厂凤）爲F） G