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12.2 干燥静力学

（ 3 ）相对湿度 ------- 所含水汽饱和度的参数. 12.2 干燥静力学. 湿空气的状态参数：温度、水汽含量、焓的表示方法； 湿物料中水分的存在方式及表示方式。. 12.2.1 湿空气的状态参数. （ 1 ）温度 t 、水汽分压 p w ------ 湿空气状态最根本的参数. （ 2 ）（绝对）湿度 H 、焓 I----- 反映水汽含量、热含量的基本参数. （ 4 ）湿球温度 t w ------ 与湿空气的 t 、 H 有关的参数. （ 5 ）绝热饱和温度 t as ----- 与湿空气的 t 、 H 有关的参数.

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12.2 干燥静力学

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Presentation Transcript

  1. （3）相对湿度 -------所含水汽饱和度的参数 12.2 干燥静力学 湿空气的状态参数：温度、水汽含量、焓的表示方法；湿物料中水分的存在方式及表示方式。 12.2.1湿空气的状态参数 （1）温度t 、水汽分压pw ------湿空气状态最根本的参数 （2）（绝对）湿度H、焓I-----反映水汽含量、热含量的基本参数 （4）湿球温度tw ------与湿空气的t、H有关的参数 （5）绝热饱和温度tas -----与湿空气的t、H有关的参数 （6）露点温度td ------与湿空气中的水汽分压pw有关的参数 （7）湿比容vH -------与湿空气的t、P、H有关的体积参数

  2. （1）温度t 、水汽分压pw ------湿空气状态最根本的参数 湿空气的温度t、水汽分压pw是相互独立的变量。 在温度t时，水汽的饱和蒸汽压ps，一般情况下，0＜pw＜ps 湿物料：温度θi ，表面上产生的水汽分压pwi 传热推动力 ：Δt=t-θi 传质推动力：Δp=pw-pwi

  3. （2）（绝对）湿度H、焓I-----反映水汽含量、热含量的基本参数（2）（绝对）湿度H、焓I-----反映水汽含量、热含量的基本参数

  4. （3）相对湿度 -------所含水汽饱和度的参数 相对湿度(relative humidity) 安托因（Antoine）方程 一般情况下， 过热空气即属于此情况。 含义：湿气饱和度的度量。如果φ＝1，表明湿气已达饱和状态，不再能接纳湿分；φ值越小，表明该湿空气尚可接纳的湿分越多。相对湿度反映空气的吸湿能力。 考虑：如何提高空气的吸湿能力？

  5. 例：湿空气中水蒸气的分压为 pw=2337.9Pa , Pt=101.3kPa , 计算： （1）该空气的绝对湿度H ；（2）t=20oC 时的相对湿度φ；（3）若将空气分别加热到 50oC 、120oC ,分别确定此时的相对湿度φ 。 解：（1） （2） （3） 在总压为 101.3kPa 下，当 t 升至 100oC 时，水的蒸气压达到 101.3kPa (=Pt) 。继续升温至 t=120oC 的期间，水蒸气为过热状态（ps＞pt）。

  6. （4）湿球温度tw ------与湿空气的t、H有关的参数 考虑传递过程达到动态平衡时的传质速率 Hw是在湿球温度计表面温度tw下，产生饱和水汽时的空气中的湿度。

  7. （5）绝热饱和温度tas -----与湿空气的t、H有关的参数 过程的实质：液体温度不变。气体保持绝热，降低温度、增加湿度。气体近似是一个等焓过程。 这是一定常态体系。 以1kg干空气为基准，进行热量平衡分析，得到tas的表达式。

  8. 以1kg干空气为基准，进行焓衡算

  9. 空气—水系统：tas=tw

  10. （6）露点温度td ------与湿空气中的水汽分压pw有关的参数 露点(dew point)温度td: 等压（保持H 、Pt pw 不变）降温至其中水汽饱和时对应的温度。测量露点是测量湿气分压pw常用的方法。 安托因（Antoine）方程（关系式）

  11. （6）露点温度td ------与湿空气中的水汽分压pw有关的参数 空气的湿度图（H-I图）

  12. （7）湿比容vH -------与湿空气的t、P、H有关的体积参数 以1kmol的干空气为分析对象

  13. 空气的I、H图 等焓线 等湿度线 等温线 等相对湿度线 等水汽分压线

  14. 12.2.2 湿空气状态变化过程图示　　　　　　　　　 （1）加热与冷却过程 不计阻力，湿空气经间壁加热或冷却的过程均属等压过程。 P不变，t升高，H不变，φ减小,表明湿空气接纳水汽的能力增强。 P不变, t降低到t2，若t2高于露点，则为等湿过程。若达到露点后继续降温，状态点沿着饱和线变化,则必有部分水汽凝结出来， H减小。

  15. (2)绝热增湿降温过程　　　　　　　　　　 一般可忽略空气绝热增湿过程中的焓增量，视为等焓过程。

  16. 判断：空气温度 t 一定，湿度 H 增大，tw、td如何变化？ H2 tw、td与干球温度t 相接近。 若湿分增加达到饱和，则出现：

  17. （3）两股气体的混合 气体1与气体2混合，则混合气体的状态点在状态点1与状态点2的连线上，具体可以根据杠杆规则确定混合气体的状态点m 。

  18. 湿空气性质小结： （1）当总压一定时，表征空气状态只有两个独立参数。即已知 两个相互独立的参数即可（在I－H图上）确定一个湿空气状态， 其它参数也可以查图或计算确定。 （2）t、tw、tas、td关系 φ＝1， t=tw=tas=td φ<1， t>tw=tas>td

  19. 例：

  20. 例:利用I-H 图确定空气的状态参数：今测得空气 t=60oC , tw=45oC ，求空气的 H 、φ、I 、td。 解：

  21. 例 : 空气状态变化过程的计算 新鲜空气：t=18oC , H1=0.006kg/kg ，Pt=100kpa 废气： t=58oC ,φ=70% 混合气：H3=0.065kg/kg 求：混合比 、混合气的温度。 干燥器 预热器 注意：V=L ，表示空气的kg 解：（1）

  22. 第12章 固体干燥（8学时） 第2讲：12.2.3 水分在气--固两相间的平衡水在固体物料中的存在形态结合水与非结合水、平衡水分与自由水分12.3 干燥速率与干燥过程计算物料在定态空气条件下的干燥速率、干燥动力学实验的干燥曲线及干燥速率曲线、恒速干燥阶段分析、降速干燥阶段分析、临界含水率

  23. 12.2.3 水分在气、固两相间的平衡 湿物料中所含水分的表示方法 （一）结合水与非结合水 反映固体湿物料中的水分存在形态 Ps-----湿物料温度下的饱和蒸汽压； Pe-----湿物料温度下实际所产生的蒸汽压。 湿物料中水分的表示方法： 湿基含水率 w ：kg水/kg湿物料 干基含水率X ：kg水/kg干物料 湿物料量G ，其湿基含水率 w ，其干基含水率X ， 其中干物料量Gc=G(1-w) , 其中含水量=GcX

  24. 12.2.3 水分在气、固两相间的平衡 水分在气、固两相间的平衡关系： 在一定的t、p条件下： 平衡蒸汽压曲线 即气相中水汽的相对湿度 xmax----固体物料中的饱和含水量 （即结合水量）

  25. （二）平衡水分与自由水分 湿物料与一定相对湿度的空气之间传质传热达到平衡时进行划分的湿物料的水分。 传热、传质均达到平衡 (Xt-X*) 自由含水量是传质的推动力 例：某种湿物料与相对湿度为0.4的气相相接触并达到传质传热平衡，平衡含水量和自由含水量如图。

  26. 小结： （1）结合水（pe＜ps）与非结合水（pe=ps）是以结合力来区分的，表现为平衡蒸汽压不同，其大小只与湿固体的性质有关而与气体状态无关。（2）平衡水、自由水是以与一定相对湿度的气相传质的平衡状态划分的，不仅与湿料的性质有关还与气体状态有关。相同湿料，气体φ越小则X＊越低。 12.2完

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