14固體干燥14.1概述14.1.1固體去濕方法和干燥過程14.1.2對流干燥流程及經濟性14.2干燥靜力學14.3干燥速率與干燥過程的計算14.4干燥器14固體干燥14.1概述114.1.1固體去濕方法和干燥過程去濕定義：在化學工業、輕工、制藥工業、食品工業等有關工業中，常常需要從濕固體物料中除去濕分(水或其他液體)，這種操作稱為“去濕”。藥物，中藥沖劑、片劑，食品(糖，咖啡)中去濕，以防失效變質；塑料顆粒若含水超過規定，則在以后的注塑加工中會產生氣泡，影響產品的品質。其他如木材的干燥，紙的干燥。

14.1.1固體去濕方法和干燥過程去濕定義：在化學工業、輕工2****物料的去濕方法（1）機械去濕當物料帶水過多，可先用離心過濾等機械方離方法以除去大量的水。例如沉降、過濾、離心分離。優點和不足：能耗低，但濕分的除去不完全。（2）吸附去濕用某種平衡水汽分壓很低的干燥劑與濕物料并存，使物料中水分相繼經氣相轉入到干燥劑內。常用干燥劑：CaCl2，沸石吸附劑，硅膠,優點和不足：去濕程度高，干燥劑成本高，干燥速率慢。（3）供熱干燥向物料供熱以汽化其中的水分，并將產生的蒸汽排走。優點和不足：能量消耗大。所以工業生產中濕物料若含水較多則可先采用機械去濕，然后在進行供熱干燥來制得合格的干品。工業干燥操作多半是用熱空氣或其他高溫氣體作干燥介質（如過熱蒸汽，煙道氣）獲得固體（solid）的其他方法：蒸發、結晶等****物料的去濕方法（1）機械去濕獲得固體（solid）的3供熱干燥的分類（1）按操作壓強來分①常壓干燥：常用；②真空干燥：熱敏性物質，易氧化或含濕量很低的物料。（2）按操作方式來分①連續式：濕物料連續投入，干品連續排出。特點：生產能力大，產品質量均勻，熱效率高和勞動條件好。②間歇式：分批加入干燥設備中，干燥完畢后卸下干品，如烘房。特點：適用于小批量，多品種或要求干燥時間較長的物料的干燥。（3）按供熱方式來分①傳導干燥通過傳導方式加熱物料.如烘房，滾筒干燥器。②對流干燥傳熱方式屬于對流，產生的蒸汽由干燥介質帶走。如氣流干燥器，流化床，噴霧干燥器。化工中最常見。本章重點介紹對流干燥。而且是以空氣為干燥介質，水為濕分的干燥過程。③輻射干燥輻射能達到濕物料表面，濕物料吸收輻射能轉變為熱能，從而使濕分汽化，如實驗室中紅外燈烘干物料。④介電加熱干燥將濕料置于高頻電場內，依靠電能加熱物料并使濕分汽化。供熱干燥的分類（1）按操作壓強來分4對流干燥過程的特點-熱質同時傳遞當濕度較低的氣流與濕物料直接接觸時，氣固兩相間同時發生熱質傳遞過程。一方面：由于物料表面溫度ti低于氣流溫度t，則氣流傳熱給固體。方向如圖14-1所示。另一方面：氣流中水汽分壓p低于固體表面氣膜中水汽壓強pi，即p<pi，水汽通過氣膜向氣流主體擴散方向如圖14-1所示。圖14-1對流干燥過程的熱質同時它是傳熱傳質方向相反的傳遞過程tppiti對流干燥過程的特點-熱質同時傳遞當濕度較低的氣流與濕物料直接514.1.2對流干燥流程及經濟性典型的干燥流程如圖14-2所示。對流干燥可以是連續的。可以是間歇的。干燥是高能耗的操作，其經濟性取決于能耗和熱的利用率。熱量用于：汽化水分、廢氣帶走熱量、固體物料升溫、設備熱損失。圖14-2對流干燥流程講14.1.2對流干燥流程及經濟性典型的干燥流程如圖14-2614.2干燥靜力學考察空氣和固體物料相接觸時傳質的方向和極限14.2.1濕空氣的性質空氣中水分含量的表示方法與過程計算有關的參數濕度圖14.2.2濕空氣狀態的變化過程14.2.3水分在氣-固兩相間的平衡14.2干燥靜力學考察空氣和固體物料相接觸時傳質的方向和7空氣中水分含量的表示方法濕空氣（大氣）=干空氣+水汽十個狀態參數：濕度、相對濕度、水氣分壓、露點溫度、干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和溫度、焓、濕比熱、濕比容。表示濕空氣的參數是以1kg干空氣為基準。

（1）基準：1㎏絕干空氣

（2）水汽分壓p水汽與露點td

*****測量露點求水汽分壓。p235空氣中水分含量的表示方法濕空氣（大氣）=干空氣+水汽8空氣中水分含量的表示方法（3）空氣的濕度H（濕含量、絕對濕度）每kg干空氣所帶有的水汽量（水汽kg/kg干氣）空氣的飽和濕度HS，若pw=pS（空氣溫度下水的飽和蒸汽壓），則濕空氣呈飽和狀態。空氣中水分含量的表示方法（3）空氣的濕度H（濕含量、絕對濕度9（4）相對濕度φ空氣中的水汽分壓與該總壓和溫度下空氣中水汽分壓的最大值（水的飽和蒸汽壓）之比為相對濕度φ。當空氣溫度較高，該溫度下的飽和水蒸氣分壓會大于總壓。此時水汽分壓的最大值最多等于總壓，即（4）相對濕度φ當空氣溫度較高，該溫度下的飽和水蒸氣分壓會大10若φ=100﹪，濕空氣達飽和狀態，即pW=pS在此條件下空氣無干燥能力；φ值越小，表明空氣尚可接納的水分愈多。H和φ的比較區別：H表示水汽在濕空氣中的絕對含量，φ反映出濕空氣吸收水分的能力。聯系：由p，t，H可求得φ。若φ=100﹪，濕空氣達飽和狀態，H和φ的比較11空氣中水分含量的表示方法（5）干球濕度t用普通溫度計測得的濕空氣的溫度叫干球濕度，記作t。（6）濕球溫度tW測量水汽含量的簡單方法是測量空氣的濕球溫度。因為濕球溫度是大量空氣與少量水長期接觸后水面的溫度，它是空氣濕度與干球溫度的函數。空氣-水系統，流速>5m/s時，α/kH=1.09kJ/（kg·℃）。tW小于t。tW越接近于t，空氣的濕度越大；當溫度相等，相對濕度φ=100%空氣中水分含量的表示方法（5）干球濕度t空氣-水系統，流速>12與過程計算有關的參數

（1）濕空氣的比熱容cpH常壓下將1㎏絕干氣體和其中的H㎏水蒸氣的溫度升高或降低1℃所吸收或放出的熱量，叫比熱。kJ/㎏絕干氣·℃cpH=cpg+Hcpv=1.01+1.88H

（2）濕空氣的焓I定義：每kg絕干空氣帶有Hkg水汽所具有的焓值。焓是一個相對值，計算焓值時必須規定基準狀態。基準狀態：氣體為0℃的干氣，水汽為0℃的液體水。

推導：與過程計算有關的參數（1）濕空氣的比熱容cpH推導：13與過程計算有關的參數

（3）濕空氣的比體積（比容）νH定義：每kg干空氣所帶有Hkg水汽所占空氣的總體積。Hkg水汽的體積為：常壓下，

1kg干空氣的體積為濕度為H的濕空氣比體積為：推導：與過程計算有關的參數（3）濕空氣的比體積（比容）νHHkg14濕度圖在總壓p一定，t、p水汽、φ、H、I、tw中，只有兩個參數是獨立的，即已知兩個參數，濕空氣的狀態被唯一確定。工程上為了方便，將各參數之間的關系在平面坐標上繪制成濕度圖。圖14-3是以氣體的溫度t與濕度H為坐標，稱為濕度-溫度圖。圖14-3空氣水系統的濕度-溫度圖濕度圖在總壓p一定，t、p水汽、φ、H、I、tw中，只有兩個15濕度圖圖14-4為濕空氣的焓I-濕度H圖，在進行過程的物料衡算與熱量衡算時使用此圖比較方便。 實際的濕度-溫度圖是把溫度、濕度、相對濕度、焓、水汽分壓綜合成的圖，見圖14-4所示。講解：焓I-濕度H圖圖14-4空氣水系統的焓-濕度圖濕度圖圖14-4為濕空氣的焓I-濕度H圖，在進行過程1614.2.2濕空氣狀態的變化過程加熱與冷卻過程絕熱增濕過程空氣狀態的確定兩股氣流的混合14.2.2濕空氣狀態的變化過程加熱與冷卻過程17加熱與冷卻過程（1）濕空氣的加熱若不計換熱器的流動阻力，濕空氣的加熱與冷卻屬等壓過程，I-H圖濕空氣被加熱時的狀態變化描繪為：p，pW不變，即H不變，AB線為一垂直線，如圖14-5a所示，沿等H線由A到達B點溫度升高，空氣的相對濕度下降，表明空氣接納的水汽的能力增大。圖14-5空氣的加熱和冷卻過程加熱與冷卻過程（1）濕空氣的加熱圖14-5空氣的加熱和冷18加熱與冷卻過程（2）濕空氣的冷卻圖14-5b表示溫度為t1空氣的冷卻過程。當冷卻終溫t2高于空氣的露點td，冷卻過程為等濕度過程，即圖中的AC線。當冷卻終溫t3低于露點，則有部分水蒸汽冷凝，空氣的濕度降低，如圖中的ADE線。圖14-5空氣的加熱和冷卻過程加熱與冷卻過程（2）濕空氣的冷卻圖14-5空氣的加熱和冷19絕熱增濕過程設溫度為t，濕度為H的不飽和空氣流經一管路或設備，如圖14-6所示。在設備內向空氣噴灑少量溫度為θ的水滴，水滴全部汽化進入空氣，致使空氣溫度下降、濕度上升，由于整個過程沒有熱量的變化，稱絕熱增濕過程。由于加入的水量較少，可以認為是等焓過程。圖14-6絕熱增濕過程絕熱增濕過程設溫度為t，濕度為H的不飽和空氣流經一管路或設備20絕熱增濕過程如果噴水量足夠，兩相接觸充分，出口氣體的濕度可達到飽和值Has，即圖中的C點。若加入水的溫度θ與出口飽和空氣的溫度相同，此出口氣體的溫度稱絕熱飽和溫度tas。這一過程特點是氣體傳給水的熱量等于水汽化所吸收的熱量。圖14-6絕熱增濕過程絕熱增濕過程如果噴水量足夠，兩相接觸充分，出口氣體的濕度可達21絕熱增濕過程在θ=tas條件下對此過程進行熱量衡算

則對于空氣-水系統，絕熱飽和溫度tas與濕球溫度相等，即在I-H圖上相當于等焓線。絕熱增濕過程在θ=tas條件下對此過程進行熱量衡算22空氣狀態的確定圖14-7空氣狀態點（1）已知t、tW

空氣狀態的確定圖14-7空氣狀態點（1）已知t、tW23例14-1利用I-H圖確定空氣的狀態已知空氣的干球溫度為60℃，濕球溫度為45℃，求濕空氣的濕度H、相對濕度φ、焓I和露點td。解：先作出空氣的狀態點B，如圖14-8所示。即可求出I=212kJ/kg；H=0.057kg/kg；φ=43%；td=43℃。圖14-8I-H圖的用法例14-1利用I-H圖確定空氣的狀態已知空氣的干球溫度為624兩股氣流的混合設有兩股氣流V1、V2進行混合，其中一股氣流的濕度為H1，焓值I1，另一股氣流的濕度為H2，焓值I2，分別用圖14-11中的A、B兩點表示。設混合后的氣流濕度為H3，焓值I3，對兩股氣流混合后進行衡算。圖14-11兩股氣流的混合兩股氣流的混合設有兩股氣流V1、V2進行混合，其中一股氣流的25兩股氣流的混合總物料衡算V1+V2=V3水分衡算V1H1+V2H2=V3H3焓衡算V1I1+V2I2=V3I3顯然，混合氣體的狀態C點必在AB聯線上，其位置可由杠桿規則定出，即兩股氣流的混合總物料衡算V1+V2=V326例14-2空氣狀態變化過程的計算在總壓100kPa下將溫度為18℃、濕度為0.006kg/kg干氣的新鮮空氣與部分廢氣混合，然后將混合氣加熱，送入干燥器作為干燥介質使用，參見圖14-12所示。控制廢氣與新鮮空氣的混合比例以使進干燥器時氣體的濕度維持在0.065kg/kg干氣。廢氣的溫度為58℃、相對濕度70%。試求廢氣與新鮮空氣的混合比及混合氣進預熱器的溫度。

例14-2附圖例14-2空氣狀態變化過程的計算在總壓100kPa下將溫27解：溫度為58℃的水飽和蒸氣壓為pS=18.2kPa，廢氣中水的分壓為p水汽=18.2×0.7=12.7kPa廢氣的濕度為解：溫度為58℃的水飽和蒸氣壓為pS=18.2kPa，廢氣中28廢氣的焓I2=（1.01+1.88H2）t2+2500H2=(1.01+1.88×0.0908)×58+2500×0.0908=295kJ/kg干氣由混合過程計算混合比V1H1+V2H2=（V1+V2）H廢氣的焓29新鮮空氣的焓值為I1=（1.01+1.88H1）t1+2500H1=(1.01+1.88×0.006)×18+2500×0.006=33.4kJ/kg干氣由混合過程計算混合氣的焓值V1I1+V2I2=（V1+V2）I新鮮空氣的焓值為30則進預熱器的溫度為即為46.8℃也可用圖解法計算，見圖14-12所示。則進預熱器的溫度為3114.2.3水分在氣-固兩相間的平衡結合水和非結合水平衡蒸汽壓曲線平衡水分和自由水分14.2.3水分在氣-固兩相間的平衡32結合水分和非結合水分根據水分與物料結合力的狀況來劃分的。①

結合水分化學結合水分：存在與物料中的結晶水；溶漲水分：所含的水分以溶液的形態存在于固體中；毛細管水分：具有微孔的物料中水分，收到了孔壁毛細管力；機械吸附水分：所含水分受到吸附力而結合于固體的內、外表面。以上這些以化學力或物理化學力與固體相結合的水統稱為結合水。

②

非結合水分除一部分水與固體結合外，其余的水只是機械地附著于固體表面或顆粒堆積層的大空隙中的水分結合水與非結合水的基本區別:是其表現的平衡蒸汽壓不同。非結合水表現的平衡蒸汽壓即為同溫度下純水的飽和蒸汽壓，非結合水在干燥過程中極易除去。結合水表現的平衡蒸汽壓小于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，結合水在干燥過程中很難除去。結合水分和非結合水分根據水分與物料結合力的狀況來劃分的。33平衡蒸汽壓曲線一定溫度下濕物料的平衡蒸汽壓pe與含水量Xt的關系如圖14-13所示。工程上用氣體的相對濕度φ（φ=pe/ps）代替平衡蒸汽壓pe更方便。只要有非結合水，φ=1。如圖14-13b為用相對濕度表示的平衡蒸汽壓曲線，如圖14-14為幾種物料的平衡曲線。圖14-13平衡蒸汽壓曲線一定溫度下濕物料的平衡蒸汽壓pe與含水量Xt的34圖14-14室溫下常見物料的平衡蒸汽壓曲線圖14-14室溫下常見物料的平衡蒸汽壓曲線35平衡水分和自由水分

平衡水分(平衡含水量)：物料在一定干燥條件下被干燥的極限。

測定：一定的空氣具有特定的蒸汽分壓，當物料中的水分的分壓等于與其接觸的空氣的水汽分壓時，物料就不可能再被干燥。

自由水分：能被指定狀態的空氣帶走的水分為自由水分。

(14-17)區別：物料的平衡水分和自由水分是空氣狀態的函數，而結合水分與非結合水分與空氣狀態無關，它們只是物料本身的特性。如下圖所示：在干燥過程中被除去的水分（自由水分）包括兩部分，一部分為非結合水（Xt－Xmax），另一部分為結合水（Xmax－X*）。自由含水量是干燥過程的推動力。平衡水分和自由水分

平衡水分(平衡含水量)：物料在一定干燥3614固體干燥14.1概述14.1.1固體去濕方法和干燥過程14.1.2對流干燥流程及經濟性14.2干燥靜力學14.3干燥速率與干燥過程的計算14.4干燥器14固體干燥14.1概述3714.1.1固體去濕方法和干燥過程去濕定義：在化學工業、輕工、制藥工業、食品工業等有關工業中，常常需要從濕固體物料中除去濕分(水或其他液體)，這種操作稱為“去濕”。藥物，中藥沖劑、片劑，食品(糖，咖啡)中去濕，以防失效變質；塑料顆粒若含水超過規定，則在以后的注塑加工中會產生氣泡，影響產品的品質。其他如木材的干燥，紙的干燥。

14.1.1固體去濕方法和干燥過程去濕定義：在化學工業、輕工38****物料的去濕方法（1）機械去濕當物料帶水過多，可先用離心過濾等機械方離方法以除去大量的水。例如沉降、過濾、離心分離。優點和不足：能耗低，但濕分的除去不完全。（2）吸附去濕用某種平衡水汽分壓很低的干燥劑與濕物料并存，使物料中水分相繼經氣相轉入到干燥劑內。常用干燥劑：CaCl2，沸石吸附劑，硅膠,優點和不足：去濕程度高，干燥劑成本高，干燥速率慢。（3）供熱干燥向物料供熱以汽化其中的水分，并將產生的蒸汽排走。優點和不足：能量消耗大。所以工業生產中濕物料若含水較多則可先采用機械去濕，然后在進行供熱干燥來制得合格的干品。工業干燥操作多半是用熱空氣或其他高溫氣體作干燥介質（如過熱蒸汽，煙道氣）獲得固體（solid）的其他方法：蒸發、結晶等****物料的去濕方法（1）機械去濕獲得固體（solid）的39供熱干燥的分類（1）按操作壓強來分①常壓干燥：常用；②真空干燥：熱敏性物質，易氧化或含濕量很低的物料。（2）按操作方式來分①連續式：濕物料連續投入，干品連續排出。特點：生產能力大，產品質量均勻，熱效率高和勞動條件好。②間歇式：分批加入干燥設備中，干燥完畢后卸下干品，如烘房。特點：適用于小批量，多品種或要求干燥時間較長的物料的干燥。（3）按供熱方式來分①傳導干燥通過傳導方式加熱物料.如烘房，滾筒干燥器。②對流干燥傳熱方式屬于對流，產生的蒸汽由干燥介質帶走。如氣流干燥器，流化床，噴霧干燥器。化工中最常見。本章重點介紹對流干燥。而且是以空氣為干燥介質，水為濕分的干燥過程。③輻射干燥輻射能達到濕物料表面，濕物料吸收輻射能轉變為熱能，從而使濕分汽化，如實驗室中紅外燈烘干物料。④介電加熱干燥將濕料置于高頻電場內，依靠電能加熱物料并使濕分汽化。供熱干燥的分類（1）按操作壓強來分40對流干燥過程的特點-熱質同時傳遞當濕度較低的氣流與濕物料直接接觸時，氣固兩相間同時發生熱質傳遞過程。一方面：由于物料表面溫度ti低于氣流溫度t，則氣流傳熱給固體。方向如圖14-1所示。另一方面：氣流中水汽分壓p低于固體表面氣膜中水汽壓強pi，即p<pi，水汽通過氣膜向氣流主體擴散方向如圖14-1所示。圖14-1對流干燥過程的熱質同時它是傳熱傳質方向相反的傳遞過程tppiti對流干燥過程的特點-熱質同時傳遞當濕度較低的氣流與濕物料直接4114.1.2對流干燥流程及經濟性典型的干燥流程如圖14-2所示。對流干燥可以是連續的。可以是間歇的。干燥是高能耗的操作，其經濟性取決于能耗和熱的利用率。熱量用于：汽化水分、廢氣帶走熱量、固體物料升溫、設備熱損失。圖14-2對流干燥流程講14.1.2對流干燥流程及經濟性典型的干燥流程如圖14-24214.2干燥靜力學考察空氣和固體物料相接觸時傳質的方向和極限14.2.1濕空氣的性質空氣中水分含量的表示方法與過程計算有關的參數濕度圖14.2.2濕空氣狀態的變化過程14.2.3水分在氣-固兩相間的平衡14.2干燥靜力學考察空氣和固體物料相接觸時傳質的方向和43空氣中水分含量的表示方法濕空氣（大氣）=干空氣+水汽十個狀態參數：濕度、相對濕度、水氣分壓、露點溫度、干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和溫度、焓、濕比熱、濕比容。表示濕空氣的參數是以1kg干空氣為基準。

（1）基準：1㎏絕干空氣

（2）水汽分壓p水汽與露點td

*****測量露點求水汽分壓。p235空氣中水分含量的表示方法濕空氣（大氣）=干空氣+水汽44空氣中水分含量的表示方法（3）空氣的濕度H（濕含量、絕對濕度）每kg干空氣所帶有的水汽量（水汽kg/kg干氣）空氣的飽和濕度HS，若pw=pS（空氣溫度下水的飽和蒸汽壓），則濕空氣呈飽和狀態。空氣中水分含量的表示方法（3）空氣的濕度H（濕含量、絕對濕度45（4）相對濕度φ空氣中的水汽分壓與該總壓和溫度下空氣中水汽分壓的最大值（水的飽和蒸汽壓）之比為相對濕度φ。當空氣溫度較高，該溫度下的飽和水蒸氣分壓會大于總壓。此時水汽分壓的最大值最多等于總壓，即（4）相對濕度φ當空氣溫度較高，該溫度下的飽和水蒸氣分壓會大46若φ=100﹪，濕空氣達飽和狀態，即pW=pS在此條件下空氣無干燥能力；φ值越小，表明空氣尚可接納的水分愈多。H和φ的比較區別：H表示水汽在濕空氣中的絕對含量，φ反映出濕空氣吸收水分的能力。聯系：由p，t，H可求得φ。若φ=100﹪，濕空氣達飽和狀態，H和φ的比較47空氣中水分含量的表示方法（5）干球濕度t用普通溫度計測得的濕空氣的溫度叫干球濕度，記作t。（6）濕球溫度tW測量水汽含量的簡單方法是測量空氣的濕球溫度。因為濕球溫度是大量空氣與少量水長期接觸后水面的溫度，它是空氣濕度與干球溫度的函數。空氣-水系統，流速>5m/s時，α/kH=1.09kJ/（kg·℃）。tW小于t。tW越接近于t，空氣的濕度越大；當溫度相等，相對濕度φ=100%空氣中水分含量的表示方法（5）干球濕度t空氣-水系統，流速>48與過程計算有關的參數

（1）濕空氣的比熱容cpH常壓下將1㎏絕干氣體和其中的H㎏水蒸氣的溫度升高或降低1℃所吸收或放出的熱量，叫比熱。kJ/㎏絕干氣·℃cpH=cpg+Hcpv=1.01+1.88H

（2）濕空氣的焓I定義：每kg絕干空氣帶有Hkg水汽所具有的焓值。焓是一個相對值，計算焓值時必須規定基準狀態。基準狀態：氣體為0℃的干氣，水汽為0℃的液體水。

推導：與過程計算有關的參數（1）濕空氣的比熱容cpH推導：49與過程計算有關的參數

（3）濕空氣的比體積（比容）νH定義：每kg干空氣所帶有Hkg水汽所占空氣的總體積。Hkg水汽的體積為：常壓下，

1kg干空氣的體積為濕度為H的濕空氣比體積為：推導：與過程計算有關的參數（3）濕空氣的比體積（比容）νHHkg50濕度圖在總壓p一定，t、p水汽、φ、H、I、tw中，只有兩個參數是獨立的，即已知兩個參數，濕空氣的狀態被唯一確定。工程上為了方便，將各參數之間的關系在平面坐標上繪制成濕度圖。圖14-3是以氣體的溫度t與濕度H為坐標，稱為濕度-溫度圖。圖14-3空氣水系統的濕度-溫度圖濕度圖在總壓p一定，t、p水汽、φ、H、I、tw中，只有兩個51濕度圖圖14-4為濕空氣的焓I-濕度H圖，在進行過程的物料衡算與熱量衡算時使用此圖比較方便。 實際的濕度-溫度圖是把溫度、濕度、相對濕度、焓、水汽分壓綜合成的圖，見圖14-4所示。講解：焓I-濕度H圖圖14-4空氣水系統的焓-濕度圖濕度圖圖14-4為濕空氣的焓I-濕度H圖，在進行過程5214.2.2濕空氣狀態的變化過程加熱與冷卻過程絕熱增濕過程空氣狀態的確定兩股氣流的混合14.2.2濕空氣狀態的變化過程加熱與冷卻過程53加熱與冷卻過程（1）濕空氣的加熱若不計換熱器的流動阻力，濕空氣的加熱與冷卻屬等壓過程，I-H圖濕空氣被加熱時的狀態變化描繪為：p，pW不變，即H不變，AB線為一垂直線，如圖14-5a所示，沿等H線由A到達B點溫度升高，空氣的相對濕度下降，表明空氣接納的水汽的能力增大。圖14-5空氣的加熱和冷卻過程加熱與冷卻過程（1）濕空氣的加熱圖14-5空氣的加熱和冷54加熱與冷卻過程（2）濕空氣的冷卻圖14-5b表示溫度為t1空氣的冷卻過程。當冷卻終溫t2高于空氣的露點td，冷卻過程為等濕度過程，即圖中的AC線。當冷卻終溫t3低于露點，則有部分水蒸汽冷凝，空氣的濕度降低，如圖中的ADE線。圖14-5空氣的加熱和冷卻過程加熱與冷卻過程（2）濕空氣的冷卻圖14-5空氣的加熱和冷55絕熱增濕過程設溫度為t，濕度為H的不飽和空氣流經一管路或設備，如圖14-6所示。在設備內向空氣噴灑少量溫度為θ的水滴，水滴全部汽化進入空氣，致使空氣溫度下降、濕度上升，由于整個過程沒有熱量的變化，稱絕熱增濕過程。由于加入的水量較少，可以認為是等焓過程。圖14-6絕熱增濕過程絕熱增濕過程設溫度為t，濕度為H的不飽和空氣流經一管路或設備56絕熱增濕過程如果噴水量足夠，兩相接觸充分，出口氣體的濕度可達到飽和值Has，即圖中的C點。若加入水的溫度θ與出口飽和空氣的溫度相同，此出口氣體的溫度稱絕熱飽和溫度tas。這一過程特點是氣體傳給水的熱量等于水汽化所吸收的熱量。圖14-6絕熱增濕過程絕熱增濕過程如果噴水量足夠，兩相接觸充分，出口氣體的濕度可達57絕熱增濕過程在θ=tas條件下對此過程進行熱量衡算

則對于空氣-水系統，絕熱飽和溫度tas與濕球溫度相等，即在I-H圖上相當于等焓線。絕熱增濕過程在θ=tas條件下對此過程進行熱量衡算58空氣狀態的確定圖14-7空氣狀態點（1）已知t、tW

空氣狀態的確定圖14-7空氣狀態點（1）已知t、tW59例14-1利用I-H圖確定空氣的狀態已知空氣的干球溫度為60℃，濕球溫度為45℃，求濕空氣的濕度H、相對濕度φ、焓I和露點td。解：先作出空氣的狀態點B，如圖14-8所示。即可求出I=212kJ/kg；H=0.057kg/kg；φ=43%；td=43℃。圖14-8I-H圖的用法例14-1利用I-H圖確定空氣的狀態已知空氣的干球溫度為660兩股氣流的混合設有兩股氣流V1、V2進行混合，其中一股氣流的濕度為H1，焓值I1，另一股氣流的濕度為H2，焓值I2，分別用圖14-11中的A、B兩點表示。設混合后的氣流濕度為H3，焓值I3，對兩股氣流混合后進行衡算。圖14-11兩股氣流的混合兩股氣流的混合設有兩股氣流V1、V2進行混合，其中一股氣流的61兩股氣流的混合總物料衡算V1+V2=V3水分衡算V1H1+V2H2=V3H3焓衡算V1I1+V2I2=V3I3顯然，混合氣體的狀態C點必在AB聯線上，其位置可由杠桿規則定出，即兩股氣流的混合總物料衡算V1+V2=V362例14-2空氣狀態變化過程的計算在總壓100kPa下將溫度為18℃、濕度為0.006kg/kg干氣的新鮮空氣與部分廢氣混合，然后將混合氣加熱，送入干燥器作為干燥介質使用，參見圖14-12所示。控制廢氣與新鮮空氣的混合比例以使進干燥器時氣體的濕度維持在0.065kg/kg干氣。廢氣的溫度為58℃、相對濕度70%。試求廢氣與新鮮空氣的混合比及混合氣進預熱器的溫度。

例14-2附圖例14-2空氣狀態變化過程的計算在總壓100kPa下將溫63解：溫度為58℃的水飽和蒸氣壓為pS=18.2kPa，廢氣中水的分壓為p水汽=18.2×0.7=12.7kPa廢氣的濕度為解：溫度為58℃的水飽和蒸氣壓為pS=18.2kPa，廢氣中64廢氣的焓I2=（1.01+1.88H2）t2+2500H2=(1.01+1.88×0.0908)×58+2500×0.0908=295kJ/kg干氣由混合過程計算混合比V1