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课件网) 第6章 固体干燥 6.5干燥速率 工程上,对某物料欲除去一定的水量,需要一定的时间.除去的水分一定,时间的长短取决于干燥速率,速率快,干燥时间短。干燥速率如何得知呢 首先要知道干燥过程的速率,才能知道干燥的时间. 干燥速率与干燥过程有关,而干燥过程又与干燥空气状态有关. 干燥过程分为恒定干燥和非恒定干燥. 恒定干燥:指干燥操作过程中空气的温度、湿度、流速及与物料接触方式不发生变化。如大量的空气对少量物料进行间歇干燥，可认为空气湿度不变，干燥温度取进、出口平均值。 非恒定干燥（变动干燥）：是指干燥过程中空气的状态是不断变化的。 一、恒定条件下干燥时间的确定 （一）确定干燥曲线 1、干燥速率：是指单位时间内、单位干燥面积上汽化的水分质量，用符号U表示，单位为kg(水)/(m2.s)。则： X—物料中自由含水量kg水/kg绝干物料 S———干燥面积，m2，既非物料表面积，也非干燥器几何面积； τ———干燥时间，s； Gc———绝干物料量，kg。 式中负号表示物料含水量X随时间增加而减少。 2、影响干燥速率的因素 干燥速率———单位干燥面积，单位时间内汽化的水分量。影响因素（P255）： 1. 物料的性质、结构和形状 2.物料含水量 3. 干燥介质的温度和湿度 4. 干燥介质的流速与流向 4. 干燥器的结构型式 干燥速率由实验测定。干燥实验是采用大量空气干燥少量湿物料。因此，空气进出干燥器的状态、流速以及与湿物料的接触方式均可视为恒定，即实验是在恒定的干燥条件下进行的。 由于影响干燥速率的因素错综复杂，难以用明确的数学关系表述。 目前仍通过实验测定物料的干燥速率。并以此指导干燥器的设计。 后面介绍的干燥实验，实际上是一个间歇过程，只是少量的物料与大量的空气相比，可以近似地看作是条件恒定。 3、干燥实验与干燥曲线 物料 砝码 恒定干燥条件下的 间歇干燥实验 W ' — 湿料重； G ' — 一批干料重 ②数据处理 X = W '/G '–1 ①数据记录: 1 2 … 序号 项目 W t tW 非 结 合 水 结 合 水 自 由 水分 平衡水分 干燥曲线 A B C D Xc X* Uc U E 干燥速率曲线 B B X1 A A 1 0 0 X~ ~ D D C C E X* E 2 干燥速率 单位干燥面积，单位时间内汽化的水分量。 4、干燥过程分析及干燥速率关系式 实验得到的干燥速率曲线分为：预热段、恒速干 燥阶段和降速干燥阶段。由于预热段经过的时间较短并入恒速段。 下面分述两段的工作机理。 Xc Uc A B C D X* U E （二）干燥过程的两个阶段 1. 1、恒速干燥阶段（表面气化控制阶段）: 物料在该段干燥时去除的是非结合水分，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 = tW (定)，则Hs,tw定。U=UC=物料表面水的汽化速度。 2. 降速干燥阶段 (内部迁移控制阶段) 一般分为: 第一降速阶段和第二降速阶段。 第一降速阶段 当在整个干燥表面积范围内物表的 pe 刚刚 ps时，物料含水量是临界含水量Xc，此时干燥 的部分水分已经是结合水分，致使干燥速率开始下降 (S润湿 < S干燥)，内部水分的迁出速率 Ne也开始 < 表面水分蒸发速率N。 第二降速阶段当物表不存在非结合水分时，水分的汽化表面逐渐地向物料内部迁移，汽化表面与物表间存在一层停止的滞流层，该层的存在加大了传质、传热的难度( 附加阻力 )。以后随着( N – Ne )↑→U↓，当物料水分降至X*时，U = 0 降速干燥的 U 取决于物料本身的性质、结构、形状尺寸、物料的堆放厚度；与干燥介质的状况关系不大。 在降速干燥阶段，由于空气传给湿物料的热量大于水分汽化所需的热量，湿物料温度不断上升，与空气的温度之差逐渐减小，最终接近于空气的温度。 干燥速率曲线由恒速干燥阶段转为降速干燥阶段的转折点（C点）称为临界点，与该点对 ... ...
