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干燥时间的计算
5-3-2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:
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。
变动干燥操作:
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T的计算
1.干燥实验与干燥曲线
数据记录:
序专项目
1
2
•■•
W5
9
w湿料重
G一批干料重
X=W'/G'-1
干燥速率曲线
干燥曲线
罪奮合水耳结谷水丨结合水r<~~j*:
**:
►
二干燥速率一单位时间,单位干燥面积上气化的水分量。
㈤较典型
(b)无孔吸水性物料水分靠“扩散^作用
某些多孔物料中水分靠“毛细管”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=aS(t-tw)(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'
稳定时:
dQ=rtwdW—dW=dQ/rtw(5-49)
dWl
Sdr
^SdT
U=ki(Hs,tw~H)S=a/rtw(t-tv)(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 以后随着(N-Ne)T-UJ。 降速干燥的U取决于物料本身的结构、形状及尺寸;与干燥介质的状况关系不大。 造成NevN的原因可能是: -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 -影响Xc大小的因素: •XcfT较早地进入降速干燥阶段-T、fQf、Lf… •①干介速度u当处理同一种物料时,•・•传质速率kH=(1/&),uf—k—N但同时可能TNe •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 QJtXcf.・.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。 .恒定干燥条件下干燥时间的计算 G' (5-46a) ucs ①从干燥速率曲线上读取 ①空气平行流过静止料层表面 (5-52) 应用条件: L'=2450~29300kg/(m 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 -h),空气t均=45~150C ⑵降速干燥阶段T2 (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 见图中△X*CXc任一瞬间U~X ;X*Xc X U_Uc无-户一屁-炉 U=kx(X-X) _G陛dX_GXc-X^.Xc-X^ J二in 2Sk讥(x-x^)SUcx2-x^ (5-57a) 当缺乏乂数据时,可假设X=o: GXc-X^^Xc In— SUcX2 (5-57b) 〔召昌二¥3s 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: X U 1/U 0.19 1.5 0.667 0.15 1.21 0.826 0.1 0.9 1.11 0.065 0.71 1.41 0.05 0.37 2.7 0.04 0.27 3.7 作图: dXhu =工4=0.189 21.5*0,189=4.06// 变动干燥条件下干燥时间的计算 GdX F77 G^cdX (5-58) 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 保持空气的tW;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,物料表面保持空气的tw? 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。 将(5-50): U=kH(Hs,tw-H)代入上式 GdX=LdH 代入式中,成: 2.第二干燥阶段干燥时间的计算 GpadX Mb77 一般情况下,只能用积分图解法求上式中的积分项。 若第二干燥阶段的U〜X呈线性关系, (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
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