2009-12-1
第九章
干燥
Drying
一,物料中所含水分的性质
二,干燥曲线和干燥速率曲线
三、干燥时间的计算
第四节
干燥速度和干燥时间
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一、物料中所含水分的性质
1、平衡水分与自由水分
1）平衡水分
用某种空气无法再去除的水分。
与物料的 种类、温度 及空气的 相对湿度 有关
物料中的平衡水分随 温度升高而减小
随 湿度的增加而增加 。
2）自由水分
在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分。
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2、结合水分和非结合水分
结合水分,与物料之间有物理化学作用，因而产生的 蒸汽压
低于同温度下纯水的饱和蒸汽压 。
包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。 难于除去
非结合水分, 机械地附着在物料表面,产生的 蒸汽压与纯
水无异。
包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。
容易除去 。
平衡水分一定是结合水分；
自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分 。
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二、干燥曲线和干燥速率曲线
1、干燥实验和干燥曲线
干燥曲线, 恒定干燥条件下，物料的含水率 X与时间 θ的关系
2、干燥速率曲线
1）干燥速率曲线
干燥速率, 单位时间内，单位干燥面积上汽化的水分量
?Ad
dWU ??
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XGW C?? dXGdW C?
?Ad
dXGU C??
ABC段表示干燥第一阶段,BC段为恒速干燥阶段，
AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并
入 BC段内考虑 。
CDE段为第二阶段,在此阶段内干燥速率随物料含水量
的减小而降低，称为 降速干燥阶段。
两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物
料含水量称为临界含水 XC。
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2）干燥机理
a） 恒速干燥阶段
干燥速度由水的表面汽化速度所控制
b） 降速干燥阶段
过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。
c） 临界含水量
临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而
异，通常临界水分随 恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加
而增大。
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三、干燥时间的计算
1、恒定干燥条件下干燥时间的计算
1）利用干燥速度曲线进行计算
?Ad
dXGU C??
分离变量积分
1,0 XX ???
21,XX ?? ??
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???? 1201 XXC UdXAGd? ??
? ?211 XX
AU
G
C
C ???
2）用对流传热系数或传质系数进行计算
? ?wttAQ ?? ?
水分由表面汽化的速率
? ?HHAkG H ?? ??
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汽化所需热量 ? ?
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XXG
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2121
1
3）影响恒速干燥的因素
?空气流速的影响
?空气湿度的影响
?空气温度的影响
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2、降速干燥时间的计算
?? 122 XXc UdXAG?
不论干燥曲线如何，都可用 图解积分法
当干燥曲线为直线或近似直线时
? ???? XXkU X
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X
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3、干燥总时间
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