浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 1/22
幻灯片 1目录
§ 12.1 概述
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 2/22
第十二章 干燥
§ 12.1 概述除湿方法：
(1)机械分离法,即通过压榨,过滤和离心分离等方法去湿 。
(2)吸附脱水,即用固体吸附剂,如 CaCl2,硅胶等吸去物料中所含的水分 。
(3)干燥法,指利用热能,使湿物料中的湿分气化而除去的方法 。
湿物料湿分：水分或其它液体浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 3/22
传导干燥对流干燥辐射干燥介电加热干燥以干燥介质：热空气,湿分：水为例热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被气相 （又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。
热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。
由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，为物料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。
将需要干燥的电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，例如微波干燥食品。
§ 12.1 概述干燥法浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 4/22
浓度、比热、比容 （密度）、焓、温度等。
1,湿空气中水蒸气含量的表示方法又称湿含量绝干空气的质量水气的质量?H
29
18?
pP
p
M
M
a
v
绝干空气的摩尔数水气的摩尔数
pP
pH
622.0
s
s
s pP
pH
6 2 2.0饱和湿度
kg 水 /k g 干空气
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图一．湿空气的性质
（ 1）湿度 空气水蒸汽浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 5/22
%100
sp
p 值愈小，表示空气的吸湿能力越大
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
(2)相对湿度物质物质的体积比容
kg
kg
1
1?
2,湿比容?H
s
s
pP
p
6 2 2.0pP
pH
622.0
单位为 m3湿空气? kg干空气居室里比较舒适的气象条件是：
室温达 25℃ 时，相对湿度控制在
40%— 50％ 为宜；室温达 18℃ 时，
相对湿度应控制在 30%— 40％ 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 6/22
干空气水气体积干空气的体积
kg
H k gkg
H 1
1
P
t
H
P
tH
5
5
100 1 3.1
2 7 3
2 7 3
2 4 4.17 7 3.0
100 1 3.1
2 7 3
2 7 3
4.22
1829
1
P
T
n
V 510013.1
2734.22
P
n RTV?
0
0
0 T
P
P
T
V
V
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 7/22
比热 - - - - k J /( k g? K)k J /( kg 干气?K)
（ 1 + H ） kg 湿空气
c a 干空气的比热,k J / ( k g · K)
c v 水气的比热,k J / ( k g · K)
Hccc vaH
1,0 1 k J / ( k g · K)
1,88 k J / ( k g · K)
H88.101.1
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
3,湿比热 cH
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 8/22
k J / kg 干气 焓 - - - - k J / k g
tcI aa?
HIII vaH
通常规定,0 ℃时绝干空气及液态水的焓为零
tcrI vv 0
HrtHcc va 0
HtH 249288.101.1
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
4,湿空气的焓 IH
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 9/22
干球温度 简称温度，是指空气的真实温度空气
t,H t,H
t
湿球温度计大量、快速流动的空气 （空气的流速应大于 5 m /s ）与少量水接触，达到稳定时 （动态平衡），湿球温度计所指示的温度就称为 湿球温度,用 t w 表示。
而与水的初始状态无关
，Htft w,?
ps传质
p
传热空气以对流方式传给水的热量速率
= 水分气化所需的潜热速率
www ArNttA wwH rHHAk
HHrktt wwHw
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
5,干球温度 t和湿球温度 tw
tw
tw
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 10/22
空气
t,H t,H
t
湿球温度计
ps传质
p
传热
tw
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
kH,?主要与空气流速有关,但却几乎与流速无关 。
对空气? 水系统,当被测气体温度不太高,流速 >5m/s时,为一常数,且与 cH近似相等,其值约为 1.09kJ/(kg·K)。
Hk
Hk
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 11/22
t
as
补充水饱和空气
t
a s
,H
as
绝热湿空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图传热传质
H?
t?
湿空气为等焓变化
asII?1
asasasvava HrtHccHrtHcc 00
Hasvava cHccHcc
astt?
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图在与外界绝热情况下,空气与大量水经过无限长时间接触后,
空气温度与水温相等,称这一稳定的温度为湿空气的 绝热饱和温度,用 tas表示 。
6,绝热饱和温度 tas
HrtHccI va 0
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 12/22
t
as
补充水饱和空气
t
as
,H
as
绝热湿空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图传热传质
H?
t?
HH
c
rtt
as
H
as
0
),( Htft as?
astt?
水的状态无关是湿空气的性质，而与ast
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
Hccc vaH H88.101.1
s
s
s pP
pH
6 2 2.0饱和湿度浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 13/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图相同之处,
1,湿空气均为等焓变化,
2,均为空气状态（ t,H ）的函数
HHcrtt as
H
as
0
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计
HHrktt wwHw
3,对于空气? 水体系，
H
k
c H
（称为 L e w i s 规则）,r 0? r w,
因此,t w? t as
但对其它体系，例如空气? 甲苯系统，
Hk
= 1,8 c H,这时 t w 与
t as 就不等了 。
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图湿球温度 tw与绝热饱和温度 tas的异同：
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 14/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
1、
湿球温度：大量空气与少量水接触后的稳定的水温,空气的状态 （ t,H）
不变 。
绝热饱和温度：少量空气与大量水经过接触后达到的稳定温度,空气增湿,
降温 。
湿球温度 tw与绝热饱和温度 tas的异同：
不同之处：
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 15/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
2、
湿球温度：
传质,传热仍在进行,
因此属动态平衡范畴 。
绝热饱和温度：
没有净的质量,热量传递进行,因此属静态平衡范畴 。
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 16/22
特点：
%1 0 0?
d
d
d
HH
pp
d
d
d pP
p
pP
pHH
6 2 2.06 2 2.0
%100
sp
p?
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
7,露点 td
在总压不变的条件下,将不饱和湿空气冷却,直至冷凝出水珠为止,此时,湿空气的温度称为露点,用 td表示 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 17/22
二、湿度图不饱和湿空气性质,P,H,p,?,c H,I H,t,t W,t as,t d
------- 如 t - H 图,I - H 图 （ P 一定）
32122 CF自由度数
PtHH 5100 1 3.12 7 32 7 32 4 4.17 7 3.0
%100
sp
p?
pP
pH
622.0 s
s
pP
p
6 2 2.0
Hc
H88.101.1
HtHI H 24 9288.101.1
HHrktt wwHwHHcrtt as
H
as
0 dt
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 18/22
=1
H
t
as
(t
w
) t
P = 1at m
等?线等焓线绝热饱和 （冷却）线等湿球温度线湿比热线干空气比容线饱和比容线
saH
aH
H
H
s
s
s
pP
pH
6 2 2.0
Hc H 88.101.1
HtHI H 24 9288.101.1
2 7 3
2 7 37 7 30 t.
a
2 7 32 7 32 4 4.17 7 3.0 tH SH S
温湿图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 19/22
三、湿度图的应用
1,查取湿空气的性质
= 1
H
t
as
(t
w
) t
P =1 a t m
td
I
cH
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 20/22
= 1 0 0 % H? = 1 0 0 % H
B A
A B
C
t t
(a) 加热过程 ( b ) 冷却过程
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
2,表示湿空气的状态变化过程浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 21/22
= 100% H
B 绝热饱和线
A
t
(c) 绝热增湿、降温过程
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
H
= 10 0%
B H
B
A H A
t
( d ) 两股湿空气的混合由物料衡算可得：
CBA LLL
CCBBAA HLHLHL
CCBBAA ILILIL
CCHC BBHBAAHA HtcL
HtcLHtcL
C
BA
2 4 9 2
2 4 9 22 4 9 2
CHCBHBAHA tcLtcLtcL CBA
C
CB
AC?
CHBH
AHCH
A
B
tctc
tctc
L
L
CB
AC
CBA HHH ccc
CB
AC
CB
AC
A
B
tt
tt
HH
HH
L
L
- - - - - - - 杠杆原理
CB
AC
HH
HH
由热量衡算可得：
CHBH
AHCH
CB
AC
A
B
tctc
tctc
HH
HH
L
L
CB
AC
D E
DE
AD?
- - - - - - - 杠杆原理
A
B
L
L
幻灯片 1目录
§ 12.1 概述
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 2/22
第十二章 干燥
§ 12.1 概述除湿方法：
(1)机械分离法,即通过压榨,过滤和离心分离等方法去湿 。
(2)吸附脱水,即用固体吸附剂,如 CaCl2,硅胶等吸去物料中所含的水分 。
(3)干燥法,指利用热能,使湿物料中的湿分气化而除去的方法 。
湿物料湿分：水分或其它液体浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 3/22
传导干燥对流干燥辐射干燥介电加热干燥以干燥介质：热空气,湿分：水为例热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸气被气相 （又称干燥介质）带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。
热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。
由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物料表面，为物料所吸收而重新变为热能，从而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆干燥。
将需要干燥的电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，例如微波干燥食品。
§ 12.1 概述干燥法浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 4/22
浓度、比热、比容 （密度）、焓、温度等。
1,湿空气中水蒸气含量的表示方法又称湿含量绝干空气的质量水气的质量?H
29
18?
pP
p
M
M
a
v
绝干空气的摩尔数水气的摩尔数
pP
pH
622.0
s
s
s pP
pH
6 2 2.0饱和湿度
kg 水 /k g 干空气
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图一．湿空气的性质
（ 1）湿度 空气水蒸汽浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 5/22
%100
sp
p 值愈小，表示空气的吸湿能力越大
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
(2)相对湿度物质物质的体积比容
kg
kg
1
1?
2,湿比容?H
s
s
pP
p
6 2 2.0pP
pH
622.0
单位为 m3湿空气? kg干空气居室里比较舒适的气象条件是：
室温达 25℃ 时，相对湿度控制在
40%— 50％ 为宜；室温达 18℃ 时，
相对湿度应控制在 30%— 40％ 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 6/22
干空气水气体积干空气的体积
kg
H k gkg
H 1
1
P
t
H
P
tH
5
5
100 1 3.1
2 7 3
2 7 3
2 4 4.17 7 3.0
100 1 3.1
2 7 3
2 7 3
4.22
1829
1
P
T
n
V 510013.1
2734.22
P
n RTV?
0
0
0 T
P
P
T
V
V
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 7/22
比热 - - - - k J /( k g? K)k J /( kg 干气?K)
（ 1 + H ） kg 湿空气
c a 干空气的比热,k J / ( k g · K)
c v 水气的比热,k J / ( k g · K)
Hccc vaH
1,0 1 k J / ( k g · K)
1,88 k J / ( k g · K)
H88.101.1
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
3,湿比热 cH
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 8/22
k J / kg 干气 焓 - - - - k J / k g
tcI aa?
HIII vaH
通常规定,0 ℃时绝干空气及液态水的焓为零
tcrI vv 0
HrtHcc va 0
HtH 249288.101.1
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
4,湿空气的焓 IH
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 9/22
干球温度 简称温度，是指空气的真实温度空气
t,H t,H
t
湿球温度计大量、快速流动的空气 （空气的流速应大于 5 m /s ）与少量水接触，达到稳定时 （动态平衡），湿球温度计所指示的温度就称为 湿球温度,用 t w 表示。
而与水的初始状态无关
，Htft w,?
ps传质
p
传热空气以对流方式传给水的热量速率
= 水分气化所需的潜热速率
www ArNttA wwH rHHAk
HHrktt wwHw
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
5,干球温度 t和湿球温度 tw
tw
tw
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 10/22
空气
t,H t,H
t
湿球温度计
ps传质
p
传热
tw
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
kH,?主要与空气流速有关,但却几乎与流速无关 。
对空气? 水系统,当被测气体温度不太高,流速 >5m/s时,为一常数,且与 cH近似相等,其值约为 1.09kJ/(kg·K)。
Hk
Hk
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 11/22
t
as
补充水饱和空气
t
a s
,H
as
绝热湿空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图传热传质
H?
t?
湿空气为等焓变化
asII?1
asasasvava HrtHccHrtHcc 00
Hasvava cHccHcc
astt?
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图在与外界绝热情况下,空气与大量水经过无限长时间接触后,
空气温度与水温相等,称这一稳定的温度为湿空气的 绝热饱和温度,用 tas表示 。
6,绝热饱和温度 tas
HrtHccI va 0
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 12/22
t
as
补充水饱和空气
t
as
,H
as
绝热湿空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图传热传质
H?
t?
HH
c
rtt
as
H
as
0
),( Htft as?
astt?
水的状态无关是湿空气的性质，而与ast
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
Hccc vaH H88.101.1
s
s
s pP
pH
6 2 2.0饱和湿度浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 13/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图相同之处,
1,湿空气均为等焓变化,
2,均为空气状态（ t,H ）的函数
HHcrtt as
H
as
0
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计
HHrktt wwHw
3,对于空气? 水体系，
H
k
c H
（称为 L e w i s 规则）,r 0? r w,
因此,t w? t as
但对其它体系，例如空气? 甲苯系统，
Hk
= 1,8 c H,这时 t w 与
t as 就不等了 。
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图湿球温度 tw与绝热饱和温度 tas的异同：
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 14/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
1、
湿球温度：大量空气与少量水接触后的稳定的水温,空气的状态 （ t,H）
不变 。
绝热饱和温度：少量空气与大量水经过接触后达到的稳定温度,空气增湿,
降温 。
湿球温度 tw与绝热饱和温度 tas的异同：
不同之处：
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 15/22
t
as
补充水空气
t
as
,H
as
绝热空气
t,H
t
as
绝热饱和塔示意图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
2、
湿球温度：
传质,传热仍在进行,
因此属动态平衡范畴 。
绝热饱和温度：
没有净的质量,热量传递进行,因此属静态平衡范畴 。
空气
t,H t,H
t
w
湿球温度计浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 16/22
特点：
%1 0 0?
d
d
d
HH
pp
d
d
d pP
p
pP
pHH
6 2 2.06 2 2.0
%100
sp
p?
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
7,露点 td
在总压不变的条件下,将不饱和湿空气冷却,直至冷凝出水珠为止,此时,湿空气的温度称为露点,用 td表示 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 17/22
二、湿度图不饱和湿空气性质,P,H,p,?,c H,I H,t,t W,t as,t d
------- 如 t - H 图,I - H 图 （ P 一定）
32122 CF自由度数
PtHH 5100 1 3.12 7 32 7 32 4 4.17 7 3.0
%100
sp
p?
pP
pH
622.0 s
s
pP
p
6 2 2.0
Hc
H88.101.1
HtHI H 24 9288.101.1
HHrktt wwHwHHcrtt as
H
as
0 dt
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 18/22
=1
H
t
as
(t
w
) t
P = 1at m
等?线等焓线绝热饱和 （冷却）线等湿球温度线湿比热线干空气比容线饱和比容线
saH
aH
H
H
s
s
s
pP
pH
6 2 2.0
Hc H 88.101.1
HtHI H 24 9288.101.1
2 7 3
2 7 37 7 30 t.
a
2 7 32 7 32 4 4.17 7 3.0 tH SH S
温湿图
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 19/22
三、湿度图的应用
1,查取湿空气的性质
= 1
H
t
as
(t
w
) t
P =1 a t m
td
I
cH
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 20/22
= 1 0 0 % H? = 1 0 0 % H
B A
A B
C
t t
(a) 加热过程 ( b ) 冷却过程
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
2,表示湿空气的状态变化过程浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 21/22
= 100% H
B 绝热饱和线
A
t
(c) 绝热增湿、降温过程
§ 12.2 湿空气的性质及湿度图
H
= 10 0%
B H
B
A H A
t
( d ) 两股湿空气的混合由物料衡算可得：
CBA LLL
CCBBAA HLHLHL
CCBBAA ILILIL
CCHC BBHBAAHA HtcL
HtcLHtcL
C
BA
2 4 9 2
2 4 9 22 4 9 2
CHCBHBAHA tcLtcLtcL CBA
C
CB
AC?
CHBH
AHCH
A
B
tctc
tctc
L
L
CB
AC
CBA HHH ccc
CB
AC
CB
AC
A
B
tt
tt
HH
HH
L
L
- - - - - - - 杠杆原理
CB
AC
HH
HH
由热量衡算可得：
CHBH
AHCH
CB
AC
A
B
tctc
tctc
HH
HH
L
L
CB
AC
D E
DE
AD?
- - - - - - - 杠杆原理
A
B
L
L
