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  当前位置>烘干设备设计频道>干燥速率的定义及恒速、降速两个干燥阶段的特点
 

  干燥速率的定义是在单位时间内每单位面积上湿料汽化的水分质量,以符号U表示,其单位为kg水/(m2.h)。

  A点表示进入干燥机(或烘干设备)的某物料雾滴,其湿含量为50%(干基),从湿含量50%的A点干燥到20%的B点这一阶段中,干燥速率不变,AB为一水平线,所以干燥第一阶段常称为恒速干燥阶段。这一阶段的终点(B点)称为临界点,此点的湿含量称为临界湿含量(或称临界湿度),如图CC。过临界点以后,干燥速率开始下降,一直下降到干燥速率为零。达到了在一定干燥条件下的极限,这时的物料湿度称为平衡湿度ce.干燥第二阶段常称为降速干燥阶段。实际上,在工业生产中不会干燥或烘干到平衡湿度(那将需要无限长的干燥或烘干作业时间),而是介于临界湿度和平衡湿度之间的某一位置止,视干燥工艺生产需要和经济与否而定。

恒速、降速两个干燥阶段的特点

(1)恒速干燥阶段,在这一阶段中,物料表面始终被水所润湿,物料内部大孔隙中的非结合水分很容易向表面移动,足够补充表面汽化所失去的水分。因此,不论对何种物料,都表现为普通水面上汽化的特性,即物料表面的蒸汽压等于同温度下水的饱和蒸汽压。恒速干燥阶段的干燥速率取决于表面汽化率,即取决于湿空气的性质(空气的温度、湿度及流速等)而与湿物料的性质无关。因此,恒速干燥阶段属于表面汽化控制阶段。对空气-水系统,在绝热干燥情况下,物料表面温度始终保持为空气的湿球温度。
(2)降速干燥阶段,在这一阶段的前期,一部分物料表面已不再维持其饱和润湿状态,逐渐变化到C点处,全部表面都不为水所饱和,汽化面移向固体内部,因此在后期干燥速率下降更快。在整个降速阶段,干燥速率取决于物料性质,属于物料内部水分移动控制阶段。这时,物料表面的蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压。由于空气传给湿物料的热量大于水分汽化所需的热量,因此物料表面温度逐步上升并逐渐接近于空气的温度。
   物料的临界湿含量是恒速干燥与降速干燥阶段的分界点,它是烘干设备设计时极为重要的参数。该值不仅与物料性质有关,而且还随干燥或烘干的条件不同而显著不同。由于物料在干燥或烘干操作时,湿含量是逐渐减小的,在降低至临界湿含量以前,干燥速率最高,物料的温度也最低,因此,从干燥技术与烘干工艺的角度考虑,应尽可能选择低临界湿含量的方法,缩短干燥时间,提高产品的质量。

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