673热泵干燥-绝热饱和温度-估算软件

绝热饱和温度

对热风干燥，当干燥器内无额外热能输入时，热风与物料的传热传质过程近似为绝热过程。

在绝热干燥器内，物料吸收热风的热能使其中的水分汽化，即热风在干燥器内降温放出的热能约等于物料中水分汽化所消耗的热能。

基于上述考虑，当热风进干燥器参数一定时，热风出干燥器的最低温度是一定的，该温度即为绝热饱和温度。

确定方法

出干燥器热风温度为绝热饱和温度时，满足如下方程（式1）：

c_p(t_ai-t_aos)=r_fg(d_aos-d_ai)

式中，c_p为热风的定压比热，J/(kg.K)；t_ai为热风进干燥器温度，℃；t_aos为热风出干燥器温度，℃；r_fg为物料中水分汽化潜热，J/kg；d_aos为热风出干燥器时的含湿量，kg/kg；d_ai为热风进干燥器时的含湿量，kg/kg。

计算示例

温度20℃、相对湿度50%的环境空气被加热至60℃进入绝热干燥器，则该热风出干燥器的最低温度（绝热饱和温度）确定步骤如下。

空气比热取1005J/(kg.K)，物料中水分汽化潜热取2400000J/kg，进干燥器热风中水蒸气压力约1169Pa，含湿量约：

dai=0.622*1169/(101325-1169)

=0.0072kg/kg

需用试算法计算出干燥器热风温度；用26℃试算时，式1中等号左侧值为：

1005*(60-26)=34170

26℃时水蒸气饱和压力约为3361Pa，相应的含湿量约为：

daos=0.622*3361/(101325-3361)

=0.0213kg/kg

式1中等号右侧约为：

2400000*(0.0213-0.0072)=33840

式1左右相差约1%。

估算软件

上述计算过程中热物性查取、参数试算等较繁琐且易出错，可应用软件估算绝热饱和温度，软件界面如下。

软件输入参数共2个，输出参数共1个。

2个输入参数

1-热空气进干燥器温度，通常取50~300℃；

2-进干燥器热空气中水蒸气分压力，通常取0~6000Pa。

1个输出参数

1-绝热饱和温度，℃。

说明

软件编制过程中有简化和近似处理，计算结果仅供参考，以实际测量数据为准。

绝热干燥器内热风温度、相对湿度、水蒸气压力的变化如下图所示。

干燥器实际运行时，热风出口温度通常需高于绝热饱和温度，从而使物料与热风之间满足必要的水蒸气传递压力差，保证适宜的物料干燥速率。