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空气能干燥机烘干物料的的平衡分析

  众所周知,空气能干燥机烘干含有水分的湿物料,其表面定有水蒸气分压力,湿物料同周围空气的相互作用可以沿两个方向进行∶(1)如果物料表面的水蒸气分压力p大于空气中的水蒸气分压力p,那么物料表面的水分就会向周围空气蒸发,使物料去水而变干,称为解吸作用。(2)如果物料表面的水蒸气分压力p.小于空气中的水蒸气分压力p,那么物料表面就会从周围空气中吸收水蒸气而变湿,称为吸湿作用。若将湿物料置于温度和相对湿度为定值的空气中,不管是p>p,还是p\<p,经过一段时间后,当p'=p,时,山现动力学平衡状态,处于这种平衡状态的物料含水率就叫做平衡含水率(EMC),记作M。不难看出,EMC的数值取决于空气中的水蒸气分压力p,或者说取决于空气的相对湿度RH=P√P。(px为该温度下的饱和蒸汽压力)。湿物料在某一空气环境中,水分活度随水分的变化而改变,在平衡状态下,p'=p,此时物料的水分活度等于空气的相对湿度,亦等于物料表面的相对蒸汽压p/p。,

  现己观察到,物料微孔中湿分的蒸汽压小丁相同温度下白由液体的蒸汽压,这种现象称为物料的吸湿性。这种吸湿现象可用吸附模型解释。有学者提出的多分子吸附过程(BET方程)对此解释为∶在相对湿度小于0.2时,湿分的吸附取决于水分子在孔壁上的单分子结构∶对于较高的相对湿度0.2<φ<0.6,在单分子层上相继形成水的多分子层;当φ>0.6时,形成毛细孔凝聚过程。

  空气能干燥机的实际工作中,物料的湿含量和空气湿度之间的平衡关系,可在恒定温度下使物料与空气经过够长的时间相接触的实验米测定。在型某一温度下,对应于不同空气湿度测得的物料平衡湿含量的诸点形成的曲线,称为吸附等温线。等温吸附平衡关系可由湿分被物料吸附或解析两种方法获得,前者称为吸附等温线,后者称为解吸等温线。实际上,当物料被放置在相对湿度等于φA的空气中时,湿含量低于X,的物料是不能被烘干的,相反,物料将吸湿。干燥过程是一个解吸过程。

  由相关资料得出,吸附等温线和解吸等温线并不重合,有滞后现象。对于滞后现象至今尚无满意的解释。通常认为外侧的空隙被湿分饱和后妨碍了深处空隙对湿分的吸附,因而造成吸附平衡时的湿含量低于解吸平衡时的湿含量。现实上,滞后现象受物质结构、干燥收缩等因素的影响,是很复杂的。

  空气能干燥机工作中,物料和水分的结合形式因物料结构而异,根据空气相对湿度及物料湿含量的大小可分别定义为∶结合水分和非结合水分;平衡水分和自由水分。结合水分是空气相对湿度为100时物料的平衡水分,此时物料湿含量又称为较大吸湿湿含量,物料中大于此湿含量的水分称为非结合水分。对应于吸附等温线上任意点的湿含量称为平衡水分,大于此湿含量的水分,称为自由水分。