第五章 干 燥
一, 定义
机械法, 沉降, 过滤
除湿方法 物理化学法, 吸附
热能法, 即干燥, 一种利用热能的除湿方法 ?
二, 分类
常压干燥
真空干燥
连续干燥
间歇干燥
传导干燥, 间接干燥
对流干燥, 直接干燥
辐射干燥, 电磁波
介电干燥, 高频电场
联合干燥
第一节 湿空气的性质及湿度图
5-1-1 湿空气的性质
一, 湿度 H（ 绝对湿度, 湿含量 ）,
单位质量干空气所带的水汽质量, 即
(1) 干空气水汽干空气质量 水汽质量 kgkgpP pnnMn MnmmH
g
v
gg
vv
g
v /,62 2.02918 ?????
空气饱和时, 。
二, 相对湿度 ?：
水汽分压与水的饱和蒸汽压之比, 即
代入式 (1),得 。
三, 比容 vH:
单位质量干空气所具有的湿空气体积, 即
由
得
所以
所以
四, 比热 cH（ 湿热 ）,
常压下 1kg干空气和其所带的 Hkg水汽升高 1?C所需的热量, 即
s
ss pP pH ?? 622.0
%100?? spp?
s
spP pH ???? 622.0
kgmv H /,3干空气质量 湿空气体积?
RTMmnRTPV ??
vMPRTmV ??
PPTTMVRTVPMPRTmVv 000000 ??????
PPTTvg 00294.22 ???
PPTTvv 0018 4.22 ???
PtHHvvv vgH 5100 1 3 2 5.1273273)244.1773.0( ????????
HHccc vgH 88.101.1 ????
五, 焓 I：
1kg干空气和其所带的 Hkg水汽的焓, 即
六, 干球温度 t和湿球温度 tw
干球温度：真实温度
将湿球温度计置于大量不饱和空气 (t,H)中, 设开始时水分与空气温度相同, 因空气不饱和,
水分必然汽化, 汽化所需热量只能由水分本身温度下降放出显热而供给 。
水温下降后, 与空气间出现温度差, 空气又传递显热给水分, 当空气传给水分的显热等于
水分汽化所需的潜热时, 水温维持稳定, 该温度即为空气的湿球湿度 tw。
此时
解之
七, 绝热饱和温度 tas
不饱和空气 (t,H)在绝热饱和器中与大量的水充分接触，设开始时水与空气温度相同，
因空气不饱和，水必然汽化，汽化所需热量来自空气温度的下降，以及水温的下降。当气温
下降放出的显热等于水分汽化所需潜热时，出口气温和水温维持稳定，该温度即为空气的绝
热饱和温度。
HtH
HrtcHrtHcc
tHcHrtcHIII
Hvg
vgvg
2490)88.101.1(
)(
)0()0(
00
0
???
?????
???????
)( wttSQ ???
wt
H
p
t
湿度
分压
温度
空气
tps
)(,HHSkN wtsH ??
wtNrQ?
)(,HHrktt ww tstHw ??? ?
t
wtQ
N
p
wp
sp
t
稳定后, 汽化所需潜热完全来自气温下降放出的显热,
同时水汽又以潜热的形式将显热带回气相, 所以过程等焓
或近似等焓 。
该过程也称为绝热降温增湿过程 。
由等焓, 得
一般情况下,
解之
对水 ~空气,
所以
八, 露点 td：
不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度 。
由
所以露点就是以水汽分压作为饱和蒸汽压来确定的温度, 即
2,,IHt asas
空气
1,,IHt
空气
ast
补充水
astt?
astt?
01 )( HrtHccI vg ???
02 )( rHtcHcI asasvasg ???
00 )()( rHtcHcHrtHcc asasvasgvg ?????
Hvasgvg ccHcHcc ????
)(0 HHcrtt asHas ???
HH ck ?? 09.1? wtrr?0
asw tt ?
pP pH ?? 622.0
%88.53,168.3,707.1,25 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
%100,707.1,707.1,15 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
%100,873.0,873.0,5 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
雾
得
所以
不饱和空气
饱和空气
d
d
d ts
tsts pP pH
,
,,6 2 2.0 ??
d
d
d ts
tsts HPHp
,
,,622.0 ??
dwas tttt ?? )(
dwas tttt ?? )(
5-1-2 湿空气的 H-I图（湿焓图）
湿空气的状态由两个独立的性质确定, 其他性质可以计算, 但计算繁琐, 有时还要式
差 。 工程上为了计算方便, 常用算图来表示湿空气各性质之间的关系 。 下面讨论常用的湿焓
图 (H-I图 )。
一, 等 H线,与纵轴平行
二, 等 I线,与斜轴平行
三, 等 t线
由
得
上式是以 t为参数的直线方程,
且 t?,斜率 ?，
所以等 t线为一族非平行直线 。
四, 等 ?线
由
知当 P一定时, 给定 ?时,
所以是一族曲线
五, 水汽分压线
由
得, (P一定时 )
是一条近似直线 (H??0.622)
HtHI 2 49 0)88.101.1( ???
tHtI 01.1)2 4 9 088.1( ???
s
spP pH ???? 622.0
)()( tfpfH s ???
pP pH ?? 622.0
)(622.0 HfHHPp ???
辅助水平轴 干气水 kgkgH /,)(斜轴横轴
干气kgkJI /,
六, H-I 图的说明与应用
1,已知空气状态点 A,求其他参数
2,已知一对独立参数, 求状态点
(1) t 和 tw
(2) t 和 td
(3) t 和 ?
A
B
C
DE
F
H
I
wastt,
dt p
)(HB
)(IC
)( was tortD
)(dtE
)(pF
A
t
wastt,
%100??
A
t
dt
%100??
A
t %100??
?
第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算
5-2-1 湿物料中含水量的表示方法
一, 湿基含水量 w
二, 干基含水量 X
X
显然,
5-2-2 干燥系统的物料衡算
一, 水分蒸发量 W
设 L— 干空气消耗量, kg干空气 /s；
G— 干物料流量, kg干物料 /s；
W— 水分蒸发量, kg/s；
G1,G2— 湿物料进出干燥器时的流量, kg湿物料 /s。
对干燥器进行水分的物料衡算
则
%100?? 湿物料质量 水分质量w
干物料水分干物料质量 水分质量 kgkg /,?
XXw ??1 wwX ??1
),( 1HL新鲜空气
),,( 22 GXG干燥产品 ),,( 11 GXG湿物料
),( 2HL废气
2211 GXLHGXLH ???
)()( 1221 HHLXXGW ????
二, 空气消耗量
由上式得：
或, 单位空气消耗量, kg干空气 /kg水分 。
三, 干燥产品流量 G2
对干燥器进行干物料衡算
则
所以
5-2-3 干燥系统的热量衡算
一, 热量衡算的基本方程
对预热器进行焓衡算
则
对干燥器进行焓衡算
则
1212
21 )( HH WHH XXGL ?????
12
1 HHWLl ???
GwGwG ???? )1()1( 2211
2
112 1 )1( wwGG ???
000,,,ItHL 预热器
111,,,ItHL
222,,,ItHL
2222,,,IXG ??
1111,,,IXG ??
干燥器
pQ DQ
LQ
10 LIQLI p ??
)( 01 IILQp ??
LD QIGLIQIGLI ??????? 2211
所以
所以
为方便, 假定
(1) 新鲜空气中水汽的焓等于废气中水汽的焓
即
(2) 湿物料进出干燥器时的比热相等, 并可取其平均值
即
而
由
相减并代入假定 (1),得
又由
相减, 并代入假定 (2),得
所以
二, 干燥系统的热效率
LD QIIGIILQ ??????? )()( 1212
LDp QIIGIILQQQ ????????? )()( 1202
20 vv II ?
mccc ?? 21
ws Xccc ??
0000000 HItcIHII vgvg ????
2222222 HItcIHII vgvg ????
))(88.12 49 0()(01.1 ))(()()()( 02202 02220020220202 HHttt HHtcrttcHHIttcII vgvg ????? ??????????
111 ?cI ??
222 ?cI ??
)( 12112212 ???? ??????? mcccII
Lm
Lm QGctWttL QGctHHLttLQ ??????? ???????? )()88.12 49 0()(01.1 )()88.12 49 0)(()(01.1
12202
1220202 ?? ??
%100%100 ???? QQ V量向干燥系统输入的总热 蒸发水分所需的热量?
而
所以
5-2-4 空气通过干燥器时的状态变化
由
得
一, 等焓干燥过程
当 (1)
(2)
(3), 时
二, 非等焓干燥过程
1,操作线在等焓线的下方
当 (1)
(2)
(3) 时
2,操作线在等焓线的上方
当 时
3,操作线为等温线
当 QD足够多时, 可使干燥过程沿等温线进行 。
)()88.124 90( 18 7.4)88.124 90()()( 2 1212012 系统的焓忽略湿物料中水分带入tW WtWWctcrWIIWQ wvWvv ?? ????????? ??
? ? %1 0 088.12 4 9 0 2 ??? Q tW?
LDp QIIGIILQQQ ????????? )()( 1202
LD QIIGIILIILQ ????????? )()()( 120201
0?DQ
0?LQ
0)( 12 ???? IIG
21 II?
0?DQ
0?LQ
0)( 12 ???? IIG
21 II?
)( 12 IIGQQ LD ?????
21 II?
第三节 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
物料衡算与热量衡算可以确定空气消耗量, 水分蒸发量和热能消耗量, 但要确定干燥极限
和干燥时间, 则要讨论平衡关系与速率关系 。
5-3-1 物料中的水分
一, 平衡水分及自由水分
1,平衡水分：物料在不饱和空气中不能汽化的水分 。
当物料中水分的蒸汽压降至空气中水汽分压时, 水分不再蒸发 (汽化 )。
2,自由水分：物料在不饱和空气中能汽化的水分, 即总水分与平衡水分之差 。
二, 结合水分与非结合水分
1,结合水分：物料中细胞壁内的水分, 毛细管中的水分以及结晶水 。
由于结合力强, 其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压, 所以分离较困难 。
2,非结合水分：物料表面的水分以及较大孔隙中的水分 。
由于结合力弱, 其蒸汽压等于同温度下纯水的饱和蒸汽压, 所以分离较容易 。
5-3-2 干燥时间的计算
恒定干燥：
按空气状态的变化
变动干燥：
一, 恒定干燥条件下干燥实验和干燥时间
1,干燥实验和干燥曲线
干燥实验：与恒定干燥条件相近的间歇干燥实验 。
干燥曲线：由间歇干燥实验测出的 X与 ?及 ?与 ?之间关系曲线 。
2,干燥速率曲线
干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水量, U,kg/(m2?s)
即
而
所以
式中 W’— 一批操作中汽化的水分量, kg；
G’— 一批操作中干物料的质量, kg。
干燥速率曲线,U与 X之间的关系曲线 。
由干燥速率曲线, 可以将干燥过程分为两个阶段：
物料预热阶段
(1) 恒速干燥阶段
恒速干燥阶段
第一降速阶段
(2) 降速干燥阶段
第二降速阶段
干燥机理：
(1) 物料预热阶段,,空气传给物料的热量大于水分汽化所需热量, 物料表面温度上
升到空气的湿球温度, 。
(2) 恒速干燥阶段,,空气传给物料的热量等于水分汽化所需的热量, 物料表面温度
维持稳定, 干燥速率维持恒定, 表面维持润湿 。
(3) 第一降速干燥阶段,,水分的内部扩散速率小于水分的表面汽化速率, 物料表面不能
维持全润湿, 出现部分, 干区,, 在干区空气传给物料的热量大于水分汽化所需的热量, 平
均表面温度缓慢上升 。 虽然单位润湿表面上的干燥速率不变, 但由于实际汽化面积减少, 从
而以物料全部外表面积计算的干燥速率下降 。 该阶段可能是整个降速阶段, 或根本不存在 。
?SdWdU ??
)]([,21 XXGWdXGWd ??????
?SddXGU ???
BA?
????? Uppp ww,)(,,?
CB?
DC?
(4） 第二降速干燥阶段,,表面水分完全汽化后, 水分的汽化面由表面向内部移动,
空气传给物料的热量大于水分汽化所需的热量, 表面温度加速上升, 直至空气的温度, 干燥
速率加速下降, 直至为零 。 此时物料含水量降到平衡水分 。
显然, 预热, 恒速阶段为表面汽化控制阶段；
降速阶段为内部迁移控制阶段
3,临界含水量
可通过减低物料层的厚度, 来减小 Xc。
二, 恒定干燥条件下干燥时间的计算
1,恒速阶段
由恒速阶段的干燥速率等于临界干燥速率,
及
得
定积分
解之
Uc也可通过对流传热系数计算 。
2,降速阶段
由
定积分
ED?
),,( 干燥速率厚度物性fX c ?
?SddXGU ???
dXSUGd c????
?? ??? cXXc dXSUGd 110? ?
)( 11 cc XXSUG ????
dXUSGd ????
?? ???? 2202 XX c UdXSGd? ??
若 U与 X呈非线性关系, 则可用数值积分法或图解积分法求得 ?2。
若 U与 X呈线性关系,
则可设
所以
又
所以
第四节 干 燥 器
保证产品质量
一, 主要要求 干燥速率快
自动化程度高
盘架式
厢式干燥器 （ 烘箱, 烘房 ） 穿流式
洞道式
带式干燥器
二, 主要型式 气流干燥器
沸腾床干燥器 (流化床干燥器 )
转筒干燥器
喷雾干燥器
滚筒干燥器
*)( XXkU X ??
?? ???? 2202 XX c UdXSGd? ??
*)( XXkU cXc ??
**ln* 22 XX XXU XXSG ccc ????????
一, 定义
机械法, 沉降, 过滤
除湿方法 物理化学法, 吸附
热能法, 即干燥, 一种利用热能的除湿方法 ?
二, 分类
常压干燥
真空干燥
连续干燥
间歇干燥
传导干燥, 间接干燥
对流干燥, 直接干燥
辐射干燥, 电磁波
介电干燥, 高频电场
联合干燥
第一节 湿空气的性质及湿度图
5-1-1 湿空气的性质
一, 湿度 H（ 绝对湿度, 湿含量 ）,
单位质量干空气所带的水汽质量, 即
(1) 干空气水汽干空气质量 水汽质量 kgkgpP pnnMn MnmmH
g
v
gg
vv
g
v /,62 2.02918 ?????
空气饱和时, 。
二, 相对湿度 ?：
水汽分压与水的饱和蒸汽压之比, 即
代入式 (1),得 。
三, 比容 vH:
单位质量干空气所具有的湿空气体积, 即
由
得
所以
所以
四, 比热 cH（ 湿热 ）,
常压下 1kg干空气和其所带的 Hkg水汽升高 1?C所需的热量, 即
s
ss pP pH ?? 622.0
%100?? spp?
s
spP pH ???? 622.0
kgmv H /,3干空气质量 湿空气体积?
RTMmnRTPV ??
vMPRTmV ??
PPTTMVRTVPMPRTmVv 000000 ??????
PPTTvg 00294.22 ???
PPTTvv 0018 4.22 ???
PtHHvvv vgH 5100 1 3 2 5.1273273)244.1773.0( ????????
HHccc vgH 88.101.1 ????
五, 焓 I：
1kg干空气和其所带的 Hkg水汽的焓, 即
六, 干球温度 t和湿球温度 tw
干球温度：真实温度
将湿球温度计置于大量不饱和空气 (t,H)中, 设开始时水分与空气温度相同, 因空气不饱和,
水分必然汽化, 汽化所需热量只能由水分本身温度下降放出显热而供给 。
水温下降后, 与空气间出现温度差, 空气又传递显热给水分, 当空气传给水分的显热等于
水分汽化所需的潜热时, 水温维持稳定, 该温度即为空气的湿球湿度 tw。
此时
解之
七, 绝热饱和温度 tas
不饱和空气 (t,H)在绝热饱和器中与大量的水充分接触，设开始时水与空气温度相同，
因空气不饱和，水必然汽化，汽化所需热量来自空气温度的下降，以及水温的下降。当气温
下降放出的显热等于水分汽化所需潜热时，出口气温和水温维持稳定，该温度即为空气的绝
热饱和温度。
HtH
HrtcHrtHcc
tHcHrtcHIII
Hvg
vgvg
2490)88.101.1(
)(
)0()0(
00
0
???
?????
???????
)( wttSQ ???
wt
H
p
t
湿度
分压
温度
空气
tps
)(,HHSkN wtsH ??
wtNrQ?
)(,HHrktt ww tstHw ??? ?
t
wtQ
N
p
wp
sp
t
稳定后, 汽化所需潜热完全来自气温下降放出的显热,
同时水汽又以潜热的形式将显热带回气相, 所以过程等焓
或近似等焓 。
该过程也称为绝热降温增湿过程 。
由等焓, 得
一般情况下,
解之
对水 ~空气,
所以
八, 露点 td：
不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度 。
由
所以露点就是以水汽分压作为饱和蒸汽压来确定的温度, 即
2,,IHt asas
空气
1,,IHt
空气
ast
补充水
astt?
astt?
01 )( HrtHccI vg ???
02 )( rHtcHcI asasvasg ???
00 )()( rHtcHcHrtHcc asasvasgvg ?????
Hvasgvg ccHcHcc ????
)(0 HHcrtt asHas ???
HH ck ?? 09.1? wtrr?0
asw tt ?
pP pH ?? 622.0
%88.53,168.3,707.1,25 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
%100,707.1,707.1,15 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
%100,873.0,873.0,5 ?????? ss ppk P apk P apCt ?
雾
得
所以
不饱和空气
饱和空气
d
d
d ts
tsts pP pH
,
,,6 2 2.0 ??
d
d
d ts
tsts HPHp
,
,,622.0 ??
dwas tttt ?? )(
dwas tttt ?? )(
5-1-2 湿空气的 H-I图（湿焓图）
湿空气的状态由两个独立的性质确定, 其他性质可以计算, 但计算繁琐, 有时还要式
差 。 工程上为了计算方便, 常用算图来表示湿空气各性质之间的关系 。 下面讨论常用的湿焓
图 (H-I图 )。
一, 等 H线,与纵轴平行
二, 等 I线,与斜轴平行
三, 等 t线
由
得
上式是以 t为参数的直线方程,
且 t?,斜率 ?，
所以等 t线为一族非平行直线 。
四, 等 ?线
由
知当 P一定时, 给定 ?时,
所以是一族曲线
五, 水汽分压线
由
得, (P一定时 )
是一条近似直线 (H??0.622)
HtHI 2 49 0)88.101.1( ???
tHtI 01.1)2 4 9 088.1( ???
s
spP pH ???? 622.0
)()( tfpfH s ???
pP pH ?? 622.0
)(622.0 HfHHPp ???
辅助水平轴 干气水 kgkgH /,)(斜轴横轴
干气kgkJI /,
六, H-I 图的说明与应用
1,已知空气状态点 A,求其他参数
2,已知一对独立参数, 求状态点
(1) t 和 tw
(2) t 和 td
(3) t 和 ?
A
B
C
DE
F
H
I
wastt,
dt p
)(HB
)(IC
)( was tortD
)(dtE
)(pF
A
t
wastt,
%100??
A
t
dt
%100??
A
t %100??
?
第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算
5-2-1 湿物料中含水量的表示方法
一, 湿基含水量 w
二, 干基含水量 X
X
显然,
5-2-2 干燥系统的物料衡算
一, 水分蒸发量 W
设 L— 干空气消耗量, kg干空气 /s；
G— 干物料流量, kg干物料 /s；
W— 水分蒸发量, kg/s；
G1,G2— 湿物料进出干燥器时的流量, kg湿物料 /s。
对干燥器进行水分的物料衡算
则
%100?? 湿物料质量 水分质量w
干物料水分干物料质量 水分质量 kgkg /,?
XXw ??1 wwX ??1
),( 1HL新鲜空气
),,( 22 GXG干燥产品 ),,( 11 GXG湿物料
),( 2HL废气
2211 GXLHGXLH ???
)()( 1221 HHLXXGW ????
二, 空气消耗量
由上式得：
或, 单位空气消耗量, kg干空气 /kg水分 。
三, 干燥产品流量 G2
对干燥器进行干物料衡算
则
所以
5-2-3 干燥系统的热量衡算
一, 热量衡算的基本方程
对预热器进行焓衡算
则
对干燥器进行焓衡算
则
1212
21 )( HH WHH XXGL ?????
12
1 HHWLl ???
GwGwG ???? )1()1( 2211
2
112 1 )1( wwGG ???
000,,,ItHL 预热器
111,,,ItHL
222,,,ItHL
2222,,,IXG ??
1111,,,IXG ??
干燥器
pQ DQ
LQ
10 LIQLI p ??
)( 01 IILQp ??
LD QIGLIQIGLI ??????? 2211
所以
所以
为方便, 假定
(1) 新鲜空气中水汽的焓等于废气中水汽的焓
即
(2) 湿物料进出干燥器时的比热相等, 并可取其平均值
即
而
由
相减并代入假定 (1),得
又由
相减, 并代入假定 (2),得
所以
二, 干燥系统的热效率
LD QIIGIILQ ??????? )()( 1212
LDp QIIGIILQQQ ????????? )()( 1202
20 vv II ?
mccc ?? 21
ws Xccc ??
0000000 HItcIHII vgvg ????
2222222 HItcIHII vgvg ????
))(88.12 49 0()(01.1 ))(()()()( 02202 02220020220202 HHttt HHtcrttcHHIttcII vgvg ????? ??????????
111 ?cI ??
222 ?cI ??
)( 12112212 ???? ??????? mcccII
Lm
Lm QGctWttL QGctHHLttLQ ??????? ???????? )()88.12 49 0()(01.1 )()88.12 49 0)(()(01.1
12202
1220202 ?? ??
%100%100 ???? QQ V量向干燥系统输入的总热 蒸发水分所需的热量?
而
所以
5-2-4 空气通过干燥器时的状态变化
由
得
一, 等焓干燥过程
当 (1)
(2)
(3), 时
二, 非等焓干燥过程
1,操作线在等焓线的下方
当 (1)
(2)
(3) 时
2,操作线在等焓线的上方
当 时
3,操作线为等温线
当 QD足够多时, 可使干燥过程沿等温线进行 。
)()88.124 90( 18 7.4)88.124 90()()( 2 1212012 系统的焓忽略湿物料中水分带入tW WtWWctcrWIIWQ wvWvv ?? ????????? ??
? ? %1 0 088.12 4 9 0 2 ??? Q tW?
LDp QIIGIILQQQ ????????? )()( 1202
LD QIIGIILIILQ ????????? )()()( 120201
0?DQ
0?LQ
0)( 12 ???? IIG
21 II?
0?DQ
0?LQ
0)( 12 ???? IIG
21 II?
)( 12 IIGQQ LD ?????
21 II?
第三节 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
物料衡算与热量衡算可以确定空气消耗量, 水分蒸发量和热能消耗量, 但要确定干燥极限
和干燥时间, 则要讨论平衡关系与速率关系 。
5-3-1 物料中的水分
一, 平衡水分及自由水分
1,平衡水分：物料在不饱和空气中不能汽化的水分 。
当物料中水分的蒸汽压降至空气中水汽分压时, 水分不再蒸发 (汽化 )。
2,自由水分：物料在不饱和空气中能汽化的水分, 即总水分与平衡水分之差 。
二, 结合水分与非结合水分
1,结合水分：物料中细胞壁内的水分, 毛细管中的水分以及结晶水 。
由于结合力强, 其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压, 所以分离较困难 。
2,非结合水分：物料表面的水分以及较大孔隙中的水分 。
由于结合力弱, 其蒸汽压等于同温度下纯水的饱和蒸汽压, 所以分离较容易 。
5-3-2 干燥时间的计算
恒定干燥：
按空气状态的变化
变动干燥：
一, 恒定干燥条件下干燥实验和干燥时间
1,干燥实验和干燥曲线
干燥实验：与恒定干燥条件相近的间歇干燥实验 。
干燥曲线：由间歇干燥实验测出的 X与 ?及 ?与 ?之间关系曲线 。
2,干燥速率曲线
干燥速率：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水量, U,kg/(m2?s)
即
而
所以
式中 W’— 一批操作中汽化的水分量, kg；
G’— 一批操作中干物料的质量, kg。
干燥速率曲线,U与 X之间的关系曲线 。
由干燥速率曲线, 可以将干燥过程分为两个阶段：
物料预热阶段
(1) 恒速干燥阶段
恒速干燥阶段
第一降速阶段
(2) 降速干燥阶段
第二降速阶段
干燥机理：
(1) 物料预热阶段,,空气传给物料的热量大于水分汽化所需热量, 物料表面温度上
升到空气的湿球温度, 。
(2) 恒速干燥阶段,,空气传给物料的热量等于水分汽化所需的热量, 物料表面温度
维持稳定, 干燥速率维持恒定, 表面维持润湿 。
(3) 第一降速干燥阶段,,水分的内部扩散速率小于水分的表面汽化速率, 物料表面不能
维持全润湿, 出现部分, 干区,, 在干区空气传给物料的热量大于水分汽化所需的热量, 平
均表面温度缓慢上升 。 虽然单位润湿表面上的干燥速率不变, 但由于实际汽化面积减少, 从
而以物料全部外表面积计算的干燥速率下降 。 该阶段可能是整个降速阶段, 或根本不存在 。
?SdWdU ??
)]([,21 XXGWdXGWd ??????
?SddXGU ???
BA?
????? Uppp ww,)(,,?
CB?
DC?
(4） 第二降速干燥阶段,,表面水分完全汽化后, 水分的汽化面由表面向内部移动,
空气传给物料的热量大于水分汽化所需的热量, 表面温度加速上升, 直至空气的温度, 干燥
速率加速下降, 直至为零 。 此时物料含水量降到平衡水分 。
显然, 预热, 恒速阶段为表面汽化控制阶段；
降速阶段为内部迁移控制阶段
3,临界含水量
可通过减低物料层的厚度, 来减小 Xc。
二, 恒定干燥条件下干燥时间的计算
1,恒速阶段
由恒速阶段的干燥速率等于临界干燥速率,
及
得
定积分
解之
Uc也可通过对流传热系数计算 。
2,降速阶段
由
定积分
ED?
),,( 干燥速率厚度物性fX c ?
?SddXGU ???
dXSUGd c????
?? ??? cXXc dXSUGd 110? ?
)( 11 cc XXSUG ????
dXUSGd ????
?? ???? 2202 XX c UdXSGd? ??
若 U与 X呈非线性关系, 则可用数值积分法或图解积分法求得 ?2。
若 U与 X呈线性关系,
则可设
所以
又
所以
第四节 干 燥 器
保证产品质量
一, 主要要求 干燥速率快
自动化程度高
盘架式
厢式干燥器 （ 烘箱, 烘房 ） 穿流式
洞道式
带式干燥器
二, 主要型式 气流干燥器
沸腾床干燥器 (流化床干燥器 )
转筒干燥器
喷雾干燥器
滚筒干燥器
*)( XXkU X ??
?? ???? 2202 XX c UdXSGd? ??
*)( XXkU cXc ??
**ln* 22 XX XXU XXSG ccc ????????
