【原】1025 物料干燥动力学-干燥速率

几种干燥速率

干燥速率有时也称干燥强度，常用的几种干燥速率如下。

总体干燥速率

D=dM/dt

式中：

D为总体干燥速率（物料质量随时间的变化速率，或者物料中水分的减少速率），kg/s；

d为微分符号；

M为物料质量（或物料中水分质量），kg；

t为干燥时间，s。

单位面积干燥速率

D_A=(1/A)dM/dt

式中：

D_A为单位面积干燥速率，kg/(m².s)；

A为物料表面积（或者干燥器面积），m²。

其他符号含义同上。

单位体积干燥速率

D_V=(1/V)dM/dt

式中：

D_V为单位体积干燥速率，kg/(m³.s)；

V为物料体积（或者干燥器体积），m³。

其他符号含义同上。

单位质量干燥速率

D_M=(1/M_d)dM/dt= dX/dt

式中：

D_M为单位质量干物质对应的干燥速率（物料水分减少速率），kg/(kg.s)；

M_d为物料中干物质的质量，kg；

X为物料的干基湿含量，kg/kg。

其他符号含义同上。

计算方法

可利用干燥动力学方程计算干燥速率。以单参数指数型方程为例：

M_R=(X-X_e)/(X₀-X_e)

=(M-M_e)/(M₀-M_e)

=exp(-Bt)

等号两边求导并移项，有：

D_M=dX/dt=-B(X₀-X_e)exp(-Bt)

D=dM/dt=-B(M₀-M_e)exp(-Bt)

式中：

M_R为湿分比，无因次；

X为干燥时间t时的物料干基湿含量，kg/kg；

X_e为物料的平衡干基湿含量，kg/kg；

X₀为干燥开始时物料的干基湿含量，kg/kg；

M为干燥时间t时的物料质量，kg；

M_e为达到平衡干基湿含量时的物料质量，kg；

M₀为干燥开始时物料质量，kg；

d为导数符号；

B为干燥动力学经验方程参数，1/s；

exp为指数函数；

t为干燥时间，s。

计算示例

设干燥动力学经验方程为（详请参见冷热平台第1024篇）：

M_R=exp(-1.6*10^-4t)

设M₀=250.5g，M_e=56.1g，则3600s时的总体干燥速率约为：

D=dM/dt=-1.6*10^-4*(0.2505-0.0561)*exp(-1.6*10^-4*3600)

=-1.6*10^-4*0.1944*0.562

=-0.0175*10^-3kg/s

实测数据约为（详请参见冷热平台第1014篇）：

(165.2-184.1)/1200=0.0158g/s