陶瓷干燥介质性质及干燥能力

2023-10-11 理论教育版权反馈

【摘要】：表2-1-1饱和空气的绝对温度及其水蒸气分压2.相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比称为相对湿度，用φ表示，由定义及式（2—1）、（2—2）可知：相对湿度表示空气被水蒸气饱和的程度，因此可用作衡量该空气作为干燥介质所具有的干燥能力大小的指标。

陶瓷工业中物料的干燥，常用热空气或热烟气作为干燥介质。湿空气可看成是干空气和水蒸气的混合物。烟气的性质与空气相近，因此对空气性质的研究结果也可适用于烟气。

（一）空气中水蒸气含量的表达方法

在干燥过程中物料表面水分气化蒸发，并不断地排入湿空气中，而湿空气中含有的水分越多，吸收水分的能力就越弱，干燥就越难进行，当湿空气逐渐成为饱和空气时，干燥就变得无法进行。所以湿空气中含有多少水蒸气，对物料能否被干燥及干燥速率的大小影响很大，湿空气中水分含量的表示方法通常有三种。

1.绝对湿度

单位体积的湿空气中含有水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。在数值上等于该温度及水蒸气分压下水蒸气的密度，用ρw表示，单位为kg/m3湿空气。

如果将空气近似地看成理想气体，则根据理想气体状态方程可得：

式中：Mw——水蒸气的分子量；

Pw——水蒸气分压，Pa；

R——气体常数，等于8314J/（kmol·K）；

T——空气的热力学温度，K。

由上式可知，空气的绝对湿度仅与空气的温度及水蒸气的分压有关。

当空气被水蒸气饱和时，空气的水蒸气分压等于同温度下的饱和水蒸气分压，空气的绝对湿度等于饱和空气的绝对湿度，饱和空气的绝对湿度用ρs表示，即：

式中：Ps——饱和水蒸气的分压，Pa。

其余同（2—1）式。

各种温度下饱和空气的绝对湿度ρs和饱和水蒸气分压Ps的数值，可用实验测得，其数据见表2-1-1。

表2-1-1　饱和空气的绝对温度及其水蒸气分压

2.相对湿度

空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比称为相对湿度，用φ表示，由定义及式（2—1）、（2—2）可知：

相对湿度表示空气被水蒸气饱和的程度，因此可用作衡量该空气作为干燥介质所具有的干燥能力大小的指标。在干燥过程中，空气的相对湿度越小，则吸湿能力越强，干燥速度就越快，即该空气的干燥能力越大。反之，空气的相对湿度越大，吸湿能力就越弱，干燥速度越慢，即该空气的干燥能力越小。当空气的相对湿度为零时（φ=0），称为绝干空气，其干燥能力最大；当空气的相对湿度为100%时（φ=1），称为饱和空气，无干燥能力。

3.湿含量(www.chuimin.cn)

湿空气中1kg绝干空气所含水汽的质量称为湿含量，以X表示，单位为kg/kg干空气，则：

以上三种表示湿空气中水蒸气含量的方法各有特点，其中绝对湿度便于表示测定空气中水蒸气的多少；相对湿度则能客观地表示该空气的干燥能力；湿含量则便于干燥过程的计算，因为它选用了不变量（即1kg干空气）为基准。

（二）湿空气的热含量

湿空气的热含量是指在常压下，以0℃为基准，单位质量的干空气及其所含水蒸气的热焓，用I表示，单位为kJ/kg干空气。

式中：Ca、Cw——干空气及水蒸气在0℃～t℃的平均比热容，在200℃以下时可取Ca=1.006，Cw=1.930kJ/（kg·℃）；

t——湿空气的温度，℃；

2490——水在0℃时气化潜热，kJ/kg蒸发水。

式（2—5）中最右侧第一项为湿空气的显热（干空气的显热+水蒸气的显热），能用于干燥；第二项为水蒸气的潜热（即2490X），不能用于干燥物料。

（三）湿空气的温度参数

1.干球温度

干球温度指湿空气的实际温度，用t（℃）表示。可用普通温度计测量。

2.湿球温度

在普通温度计的温包上裹以湿纱布，纱布的一端浸入水中，在平衡状态下，该温度计所指示的温度即为空气的湿球温度，用tw表示。图2-1-1所示为湿球温度计。

图2-1-1　湿球温度计

不饱和空气流过湿纱布时，由于湿纱布上的水蒸气分压高于空气中的水蒸气分压，使得湿纱布上的水气化并进入空气中。这一气化过程要吸收热量而使湿纱布上的水温降低，空气与湿纱布产生温差，在此温差推动下，空气向湿纱布传热。当水蒸发所消耗的热量等于空气传给湿纱布的热量时，湿纱布的水温维持一稳定值，此稳定温度即为湿球温度。

湿球温度是表示空气性质的一个参数，且仅随干球温度与湿度变化。t一定，φ越小，则tw越低，t-tw差值越大。湿空气的相对湿度φ与t及t-tw的关系见书后附录。

3.露点

未饱和的湿空气在湿含量不变的条件下，冷却到饱和状态时的温度称为露点，用符号td表示。当干燥介质的压力不变时，湿空气露点时的水蒸气分压仅与湿空气的湿含量有关。

陶瓷干燥介质性质及干燥能力

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