1、9.4.干燥速率与干燥时间,（1）结合水与非结合水： 结合水：结晶水、毛细管水、溶胀水分、吸附在固体表面的水 非结合水： 主要区别：非结合水的平衡蒸汽压等于纯水的饱和蒸汽压，结合水的平衡蒸汽压小于纯水的饱和蒸汽压。,9.4.1 物料中所含水分的性质,（2）平衡蒸汽压曲线,湿物料的平衡蒸汽压与含水量的关系,（3）平衡水分与自由水分,当用不饱和的空气干燥湿物料时 刚开始非结合水，pe=ps,水分由固气 结合水，当peps,，pepv,水分由固气 最后结合水， peps，pepv，水分不能往空气中传递，即水分在气固间达平衡。此时物料中的水分X*称为对应空气状态的平衡水分。而能被除去的水分(Xt X*
2、)称为自由水分。,常见物料的平衡水分,9.4.2 干燥速率和干燥时间 （1）干燥曲线（实验测定）,AB为预热段,CDE为降速干燥阶段，CD为第一降速干燥阶段，DE为第二降速干燥阶段。,BC为恒速干燥阶段,C点为临界点，此时物料的含水量称为临界含水量Xc。,X*-平衡水分，kg水/kg干料,（2）恒速干燥阶段,水的汽化速率为：,干燥速度为：,此阶段空气放出的显热为：,水分汽化所需的热量为：,干燥速度为：,当空气的温度t、湿度H、流速u等不变时，干燥速度为一恒定值。故干燥速度与物料的性质关系不大。,HW、rW为空气在湿球温度下的饱和湿度和汽化潜热,（3）降速干燥阶段,干燥速度降低的原因：,实际汽化
3、表面减小：由于物料表面水分分布不均匀，局部表面成为干区。如CD所示，称为第一降速段。,汽化面的内移：当物料表面都成为干区后，水分的汽化面向物料内部迁移。热、质传递途径加长，如图中的DE段所示，称为干燥第二降速段。,平衡蒸汽压下降：当物料中的非结合水分已被除尽，结合水分的平衡蒸汽压下降，使传质推动力(pw-pv)减小，干燥速度降低。,（4）讨论,（a）恒速阶段与降速阶段的比较,（b）临界含水量Xc,物料分散越细，恒速段去除的非结合水越完全， Xc越小;恒速段干燥速度越快，则可能有更多的内部非结合水分来不及去除，Xc越大。,（c）空气状况对恒速段干燥速度U的影响,a.若空气的温度t、湿度H不变，流
4、速加快，U0加快，Xc变大，平衡含水量X*由于t、H不变而不变;,b.若空气的湿度H、流速不变，温度t升高，U0加快，Xc变大，平衡含水量X*由于t升高而降低。,c.若空气的温度t、u不变，湿度H降低，U0加快，Xc变大，平衡含水量X*由于H降低而降低。,9.4.3 恒定干燥条件下干燥时间的计算,（1）恒速阶段干燥时间的计算,已知：物料的质量Gc，干燥曲线，求：X1X2所需的时间？,U0 （a）可直接由实际的干燥速度曲线求得,（b）应用对流传质系数或对流传热系数求取,实际计算时常用对流传热系数的经验公式,当空气平行于物料表面流动：,条件：G0.78.3kg/(m2.s)，气温t=45150，单位W/(m2.K),当垂直于物料表面流动时：,条件：G1.15.6kg/(m2.s)，单位W/(m2.K),（2）降速阶段干燥时间的计算,（a）设降速干燥速度曲线为一直线,总干燥时间 12,（b）用图解积分法求,连续干燥过程,在连续干燥器中，气流与物料的接触方式可分为并流、逆流、错流或更复杂的形式。,以并流为例,（1）沿设备长度方向，气体的状态不再恒定，t,H。,（2）无恒速段、降速段，只分预热段、表面汽化阶段、升温阶段。,（3）若忽略热损失，在表面汽化阶段，物料温度tW=常数，气体近似为等焓过程。,干燥实验:将湿物料置于恒定空气流中进行干燥,测定物料的质量随着干燥时间的变化规律.,返回,
