空氣能干燥機烘干物料的的平衡分析
眾所周知,空氣能干燥機烘干含有水分的濕物料,其表面定有水蒸氣分壓力,濕物料同周圍空氣的相互作用可以沿兩個方向進行∶(1)如果物料表面的水蒸氣分壓力p大于空氣中的水蒸氣分壓力p,那么物料表面的水分就會向周圍空氣蒸發,使物料去水而變干,稱為解吸作用。(2)如果物料表面的水蒸氣分壓力p.小于空氣中的水蒸氣分壓力p,那么物料表面就會從周圍空氣中吸收水蒸氣而變濕,稱為吸濕作用。若將濕物料置于溫度和相對濕度為定值的空氣中,不管是p>p,還是p\<p,經過一段時間后,當p'=p,時,山現動力學平衡狀態,處于這種平衡狀態的物料含水率就叫做平衡含水率(EMC),記作M。不難看出,EMC的數值取決于空氣中的水蒸氣分壓力p,或者說取決于空氣的相對濕度RH=P√P。(px為該溫度下的飽和蒸汽壓力)。濕物料在某一空氣環境中,水分活度隨水分的變化而改變,在平衡狀態下,p'=p,此時物料的水分活度等于空氣的相對濕度,亦等于物料表面的相對蒸汽壓p/p。,
現己觀察到,物料微孔中濕分的蒸汽壓小丁相同溫度下白由液體的蒸汽壓,這種現象稱為物料的吸濕性。這種吸濕現象可用吸附模型解釋。有學者提出的多分子吸附過程(BET方程)對此解釋為∶在相對濕度小于0.2時,濕分的吸附取決于水分子在孔壁上的單分子結構∶對于較高的相對濕度0.2<φ<0.6,在單分子層上相繼形成水的多分子層;當φ>0.6時,形成毛細孔凝聚過程。
空氣能干燥機的實際工作中,物料的濕含量和空氣濕度之間的平衡關系,可在恒定溫度下使物料與空氣經過夠長的時間相接觸的實驗米測定。在型某一溫度下,對應于不同空氣濕度測得的物料平衡濕含量的諸點形成的曲線,稱為吸附等溫線。等溫吸附平衡關系可由濕分被物料吸附或解析兩種方法獲得,前者稱為吸附等溫線,后者稱為解吸等溫線。實際上,當物料被放置在相對濕度等于φA的空氣中時,濕含量低于X,的物料是不能被烘干的,相反,物料將吸濕。干燥過程是一個解吸過程。
由相關資料得出,吸附等溫線和解吸等溫線并不重合,有滯后現象。對于滯后現象至今尚無滿意的解釋。通常認為外側的空隙被濕分飽和后妨礙了深處空隙對濕分的吸附,因而造成吸附平衡時的濕含量低于解吸平衡時的濕含量?,F實上,滯后現象受物質結構、干燥收縮等因素的影響,是很復雜的。
空氣能干燥機工作中,物料和水分的結合形式因物料結構而異,根據空氣相對濕度及物料濕含量的大小可分別定義為∶結合水分和非結合水分;平衡水分和自由水分。結合水分是空氣相對濕度為100時物料的平衡水分,此時物料濕含量又稱為較大吸濕濕含量,物料中大于此濕含量的水分稱為非結合水分。對應于吸附等溫線上任意點的濕含量稱為平衡水分,大于此濕含量的水分,稱為自由水分。
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