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气流干燥的原理及特点

2013-3-6　　阅读(4083)

1.1干燥原理

       气流干燥也称瞬间干燥，是使加热介质（既是载热体也是载湿体，如空气）与待干燥的固体物料直接接触的过程。物料悬浮于气流中，加热介质以对流传热方式将热量传给物料，使物料中的部分水分汽化，从而获得一定湿含量的固体产品。

       在气流干燥物料的过程中，物料颗粒在气流中的运动分为加速运动阶段和等速运动阶段。在加速运动阶段，颗粒受到的曳力与浮力之和大于重力，具有向上的加速度，因此颗粒与气流的相对运动速度是一个变量；随颗粒运动速度增大，曳力逐渐减小，直至3个力的矢量和为零，颗粒进入等速运动阶段，此时气流与颗粒间的相对速度为一常数。颗粒与气流的相对运动情况对颗粒与气流之间的传热速率影响较大，在初始干燥阶段，颗粒刚进入干燥管时上升速度为零，与具有较高速度的热气流相遇，获得向上的速度，此时两相间的对流传热系数很大，物料颗粒不断加速上升，进入加速运动干燥阶段，固体颗粒在加速阶段所获得的热量占整个干燥阶段获得热量的一半以上。在干燥后期，当固体物料的上升速度接近乃至达到气流速度时，对流传热系数大大减小，干燥效率降低。在干燥流程中不断改变气固两相的相对速度，增加粒子周围边界层处的湍流强度，尽可能扩大气固两相的接触面积，增加两相的接触时间，是提高干燥效率的有效措施。

1.2干燥设备的特点

①气固两相间传热传质表面积大，干燥效率高。由于固体物料（多为颗粒）在气流中处于高度分散状态，使两相间的接触面积大大增加，在较高的气流速度（20 —40m/s）作用下，气固两相的相对速度较高，体积传热系数大，热效率高；②干燥时间短。气流干燥过程只需几秒钟，特别适合于对热敏性和低熔点物料的干燥；③流动阻力较大，动力消耗大。

目前气流干燥设备主要有直管式、脉冲管式、旋风式和倒锥式气流干燥器等。直管式气流干燥器的应用较普遍；脉冲管式气流干燥器的干燥效率较直管式高得多，它采用交替缩小和扩大管径的方法，使颗粒运动交替加速或减速，造成空气和颗粒的相对速度及传热面积较大，从而强化了传热传质速率。同时，气流在大管径内速度下降，有利于延长物料的干燥时间。气流干燥设备发展方向是干燥器单体多样化、设备流程管网化和物料分散机械化。
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