浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 1/12
幻灯片 4目录
§ 12.4 干燥速率和干燥时间一,物料中的几种水分二,干燥过程及机理三,干燥时间的计算浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 2/12
AdN?
其 中 G c 绝干物料质量,kg ；
A 干燥面积,m 2 ；
X 物料中干基含水率,kg 水 / k g 干料。
§ 12.4 干燥速率和干燥时间 -------干燥动力学干燥动力学可以解决干燥室尺寸问题干燥速率：
单位时间,单位干燥表面所汽化的水分量,称为 ~，
smkg?2
A,Gc,X
d?,dX
水分
dXGC?
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 3/12
一、物料中的几种水分
1,结合水分与非结合水分非结合水 -------机械地附着在物料表面的水分,或物料堆积层中大空隙中的水分水固相结合水 -------结晶水,小毛细管内的水分,
细胞内的水分等 。
特点：与固体相互结合力较弱，较易去除；
非结合水的性质与纯水的相同；
特点：结合水的蒸气压低于同温下水的饱和蒸气压 ;
借化学力或物理化学力与固体相结合，较难去除 。
----取决于物料本身的性质，与空气状况无关。
t
sp
ss pp
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 4/12t,H,p
一、物料中的几种水分什么是平衡水分？ -------在一定空气状态下的干燥极限物料总水分中,除了平衡水分以外的那部分水,称为 ~。
2、平衡水分与自由水分 ----取决于物料本身的性质、空气状态。
什么是自由水分？
pps
水固相
ps> p
ssp
水固相
ps
水固相在一定空气状态下,湿物料中的恒定含水量称为该物料的 ~ 。 也就是在一定空气状态下物料中不能除去的水分 。 用 X*表示,单位 kg水 /kg干料 。
思考：,在一定空气状态下物料中不能除去的水分”
这句话是否意味着这部分水再也无法除去了？
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 5/12
一、物料中的几种水分自由水分平衡水分总水分非结合水分结合水分
Why？
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 6/12?AddXGN C
二、干燥过程及机理恒定干燥条件：
预热段恒速干燥阶段
t,H,p
水固相
ps
湿空气的状态（ 温度、湿度 ）不变、
空气流速 不变、
与物料的接触方式 不变
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
t0tw
所经历的时间很短，
通常可忽略不计。
常数 HHkAd dXGN WHC?
思考：
恒速阶段除去的是什么水？
非结合水浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 7/12?AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
所经历的时间很短，
通常可忽略不计。
常数 HHkAd dXGN WHC?
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
空气条件思考,影响恒速阶段干燥速率的因素？
表面气化控制阶段浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 8/12c cGGGX
干燥曲线干燥曲线降速干燥阶段
AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段整个干燥过程可分为三个阶段：
预热段,恒速段,降速段
t,H,p
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
tw
水固相
ps
思考,降速阶段除去的是什么水？
降速第一阶段非结合水和部分结合水 降速第二阶段物料内部水分迁移控制阶段浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 9/12
干燥曲线干燥曲线降速干燥阶段
AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
降速第一阶段降速第二阶段
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
降速第一阶段降速第二阶段
X*
思考,影响降速阶段干燥速率的因素？
取决于物料本身结构,形状和尺寸,而与干燥介质状况关系不大 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 10/12
二、干燥过程及机理
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
降速第一阶段降速第二阶段
X*
思考,影响临界含水量大小的因素？
XC 临界含水率临界含水率思考,临界含水量大好,还是小好？
干燥介质状况 （ 流速,温度,湿度等 ）
物料本身的结构、性质、厚度等
---物料层越薄,XC越小
---恒速阶段干燥速率越小,XC越小
t,H,p
tw
水固相
ps
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 11/12
Ad
dXGN C
110 XX
C
C
C
dXANGd
C
CC
AN
XXG 1
1?
HHkN WHC其中
W
W
ttr
CN 常数
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
降速阶段 恒速阶段
C B A?
A
D
X *
E X
C
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
NA
三、干燥时间的计算
1,恒速干燥阶段干燥时间?1的计算
AddXGN C
水固相
tw
t,H,p
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 12/12
CXXC NdXAGd 2202常数Ad dXGN C
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
降速阶段 恒速阶段
C B A?
A
D
X *
E X
C
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
NA
2,降速阶段干燥时间?2 的计算
XX
N
XX
NK
C
C
X斜率
XX
XXNN
C
C
XX
XX
AN
XXG C
C
CC
2
2 ln?
若降速阶段的干燥曲线可近似为直线,则三、干燥时间的计算
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§ 12.4 干燥速率和干燥时间一,物料中的几种水分二,干燥过程及机理三,干燥时间的计算浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 2/12
AdN?
其 中 G c 绝干物料质量,kg ；
A 干燥面积,m 2 ；
X 物料中干基含水率,kg 水 / k g 干料。
§ 12.4 干燥速率和干燥时间 -------干燥动力学干燥动力学可以解决干燥室尺寸问题干燥速率：
单位时间,单位干燥表面所汽化的水分量,称为 ~，
smkg?2
A,Gc,X
d?,dX
水分
dXGC?
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 3/12
一、物料中的几种水分
1,结合水分与非结合水分非结合水 -------机械地附着在物料表面的水分,或物料堆积层中大空隙中的水分水固相结合水 -------结晶水,小毛细管内的水分,
细胞内的水分等 。
特点：与固体相互结合力较弱，较易去除；
非结合水的性质与纯水的相同；
特点：结合水的蒸气压低于同温下水的饱和蒸气压 ;
借化学力或物理化学力与固体相结合，较难去除 。
----取决于物料本身的性质，与空气状况无关。
t
sp
ss pp
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 4/12t,H,p
一、物料中的几种水分什么是平衡水分？ -------在一定空气状态下的干燥极限物料总水分中,除了平衡水分以外的那部分水,称为 ~。
2、平衡水分与自由水分 ----取决于物料本身的性质、空气状态。
什么是自由水分？
pps
水固相
ps> p
ssp
水固相
ps
水固相在一定空气状态下,湿物料中的恒定含水量称为该物料的 ~ 。 也就是在一定空气状态下物料中不能除去的水分 。 用 X*表示,单位 kg水 /kg干料 。
思考：,在一定空气状态下物料中不能除去的水分”
这句话是否意味着这部分水再也无法除去了？
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 5/12
一、物料中的几种水分自由水分平衡水分总水分非结合水分结合水分
Why？
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 6/12?AddXGN C
二、干燥过程及机理恒定干燥条件：
预热段恒速干燥阶段
t,H,p
水固相
ps
湿空气的状态（ 温度、湿度 ）不变、
空气流速 不变、
与物料的接触方式 不变
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
t0tw
所经历的时间很短，
通常可忽略不计。
常数 HHkAd dXGN WHC?
思考：
恒速阶段除去的是什么水？
非结合水浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 7/12?AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
所经历的时间很短，
通常可忽略不计。
常数 HHkAd dXGN WHC?
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
空气条件思考,影响恒速阶段干燥速率的因素？
表面气化控制阶段浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 8/12c cGGGX
干燥曲线干燥曲线降速干燥阶段
AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段整个干燥过程可分为三个阶段：
预热段,恒速段,降速段
t,H,p
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
tw
水固相
ps
思考,降速阶段除去的是什么水？
降速第一阶段非结合水和部分结合水 降速第二阶段物料内部水分迁移控制阶段浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 9/12
干燥曲线干燥曲线降速干燥阶段
AddXGN C
二、干燥过程及机理预热段恒速干燥阶段
X，
kg
水
/kg
绝干料干燥时间?
物料温度 wt
降速第一阶段降速第二阶段
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
降速第一阶段降速第二阶段
X*
思考,影响降速阶段干燥速率的因素？
取决于物料本身结构,形状和尺寸,而与干燥介质状况关系不大 。
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 10/12
二、干燥过程及机理
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
恒速阶段
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线预热段干燥速率
N,
kg
/（
m2
·s）
降速第一阶段降速第二阶段
X*
思考,影响临界含水量大小的因素？
XC 临界含水率临界含水率思考,临界含水量大好,还是小好？
干燥介质状况 （ 流速,温度,湿度等 ）
物料本身的结构、性质、厚度等
---物料层越薄,XC越小
---恒速阶段干燥速率越小,XC越小
t,H,p
tw
水固相
ps
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 11/12
Ad
dXGN C
110 XX
C
C
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C
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XXG 1
1?
HHkN WHC其中
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1,6
1,2
0,8
0,4
降速阶段 恒速阶段
C B A?
A
D
X *
E X
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0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
NA
三、干燥时间的计算
1,恒速干燥阶段干燥时间?1的计算
AddXGN C
水固相
tw
t,H,p
浙江大学本科生课程化工原理 第十二章 干燥 12/12
CXXC NdXAGd 2202常数Ad dXGN C
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
降速阶段 恒速阶段
C B A?
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0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
干基含水率 X
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
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2,降速阶段干燥时间?2 的计算
XX
N
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X斜率
XX
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C
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XXG C
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2
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若降速阶段的干燥曲线可近似为直线,则三、干燥时间的计算
