1、前言

物料干燥过程就是将干燥介质（通常为热空气）的热量传递给湿物料，并促使物料中的水分向外部转移的过程。

如果干燥介质温度过高，物料在急剧的受热过程中，其内外层水分差异也越来越大，物料表层水分迅速扩散的同时，表面急剧收缩，形成硬结。而且由于内外层收缩不均，就会使物料产生不同程度的变形或裂纹，影响干燥质量。其次，物料温度超过了其能够承受的温度，还会破坏物料的品质。再次，温度过高就浪费了能源，增加了设备的投资成本。

如果干燥介质温度过低，又会影响干燥速率，从而影响产量。

综上所述：在保证物料品质的情况下，选择合理的干燥介质温度及其相应的物料温度是十分必要的。这就要求计算出物料在各个干燥段的物料温度，看其是否超过物料所能承受的最大度。特别是在高温快速干燥工艺中，恒速段的物料温度尤为重要。

如何准确地知道恒速段物料的温度是设计高产优质低消耗型干燥机的必要条件。

2、恒速段物料温度的计算方法

2.1物料温度与干燥介质湿球温度的关系

在恒速段物料充分湿润，干燥速度由表面水分气化速度所控制。表面水分气化所需要的热量，主要由空气以对流的方式传递给物料，其机埋与湿球温度计的测试原理相同。所以恒速段物料的温度即为干燥介质的湿球温度。

2.2计算方法

如果能计算出于燥介质的湿球温度，既可得出恒速段物料的温度。

为了简化计算和满足工程上方便应用，假设物料在恒速段的干燥过程为绝热气化过程。因此，在恒速段物料表面的传热和传质过程如下。

对流传热过程为：

Q=αA(T-Tw)                                                              (1）

式中：Q一干燥介质单位时间内传递给物料热量，W

α一对流传热系数，W/（m².K）

T一干燥介质的干球温度，K

Tw一干燥介质的湿球温度，K

A一干燥介质与物料的接触面积，m²

传质过程为：

U=KH(Hw-H)                                                              （2）

式中：U=干燥速度，kg/（m².h）

KH一以湿度差为动力的传质系数，kg/(m².h.∆H)

Hw-一湿球温度了Tw时的饱和湿度，kg（水）/kg（干空气）

H一干燥介质的湿度，kg（水）/kg(干空气）

因为干燥介质传递给物料的热量全部用来蒸发水分，所以有：

Q=UArw                                                                                                           (3）

式中：rw一湿球温度下水的汽化潜热，kJ/kg

由式（1）（2）（3）可得出传热传质方程：

KH(Hw-H)=αA(T-Tw)/rw                                                                                       (4）

由式（4）可得出干燥介质的湿球温度即为恒速段物料的温度：

Tw=T-rwKH(Hw-H)/α                                                        (5）

对于水和空气系统KH/α≈1.0，则式（5）可简化为：

Tw=T-rw(Hw-H)                                                            (6）

可用试用迭代法计算恒速段的物料温度，举例如下。

例如：将20℃，Φ=80%的常压空气加热到150℃用作干燥介质，试估算物料在恒速段的温度。

经计算，此状态下空气的湿度为：H=0.0117kg(水）/kg(干）。

假设一个初始湿球温度，查出此温度下的汽化潜热rw。和饱和湿度Hw，代人式（6）中，又得到一个湿球温度，如果此湿球温度与原来假定初始值之差达不到工程要求的误差，再以此湿球温度为基础，重新进行计算。经过几次迭代，可很快得到满意的结果。本例干燥空气的湿球温度为Tw=42.36℃，即为物料在恒速段的温度。

3、计算物料温度的意义

对于一种给定的干燥介质，通过计算就知道其湿球温度，从面知道物料在恒速段的温度。换言之，知道物料温度，如果还没有达到物料的限定温度，则可再提高干燥介质的温度。因此，计算物料在恒速段的温度的意义在于：

（1）通过控制干燥介质的状态参数（如：温度、湿度），就可控制物料在恒速段的温度，使其不超过物料所能承受的最大温度，保证物料品质不被破坏。

（2）为了提高干燥速度，增加产量，可以最大限度地提高干燥介质的温度，使物料在恒速段达到其所能承受的最大温度，然后再通过缓苏，避免物料在降速段温度继续升高。

（3）准确的控制干燥介质的温度能使干燥过程处于最佳状态。

（4）由上例可知：恒速段物料的温度与物料的品种、形状、大小无关，仅与干燥介质的状态有关。

（5）干燥介质的湿球温度不仅仅是状态参数，也是工艺参数。