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1、项目项目 1010干燥及设备操作干燥及设备操作学习任务学习任务 2 2干燥过程工艺参数的确定专业能力专业能力1空气性质；团队工作能力社会能力社会能力计划学时方法能力方法能力4 4扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学习任务工作结果的评价与反思职业能力目标职业能力目标2 掌握湿焓图的构成方法；沟通能力3.掌握湿焓图的应用小组成员的协作能力4干燥工艺参数的确定学习情境描述学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的干燥任务，选择合适的干燥设备，并确定干燥设备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。石油化工岗位操作技能实训中心、
2、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用任务驱动法实施工作任务。分组，分工，协作共同完成，分成6 个小组，每组 6 人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。资讯资讯教学环境分析教学环境分析教学方法教学方法教学组织教学组织实施步骤实施步骤湿空气的性质和湿度图湿空气的性质和湿度图一、湿空气的性质一、湿空气的性质湿空气是干空气和水汽的混合物。由于干燥操作的压力较低，故湿空气通常作为
3、理想气体来处理。在干燥过程中，湿空气中的水汽量是不断变化的，而其中绝干空气作为湿和热的载体，其质量是不变的，故在讨论湿空气的性质和干燥过程计算时常取干空气作为物料基准。1湿空气中的水汽分压pw湿空气中的水汽在保持与湿空气相同的温度下，单独占据湿空气的容积时所产生的压力，称为湿空气中水汽的分压力。用气分压力pwp表示。根据道尔顿分压定律，湿空气的总压力p与水汽分压力w及绝干空ps的关系为pps+pw (4-1)式中：p湿空气的总压强，Pa；pspw湿空气中干空气的分压，Pa；湿空气中水汽的分压，Pa；当总压一定时，湿空气中水汽分压温度下水的饱和蒸汽压pw越大，表明空气中水汽的含量越高。当水汽分压
4、等于该空气ps时，表明湿空气被水汽饱和，不再具有吸收水汽的能力。故作为干燥介质的湿空气应为不饱和空气，即水汽分压应低于同温下水的饱和蒸汽压。2湿度 H又称湿含量，或绝对湿度（简称湿度），指单位质量绝干空气所带有的水汽质量,单位为 kg 水/kg干空气。即H n Mn湿空气中水汽的质量ww 0.622w湿空气中绝干空气的质量ngMgng(42)式中：ng、nw湿空气中干空气、水汽的千摩尔数，kmol；水汽和干空气的千摩尔质量，kgkmol。MwMg常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律，式（4-2）可表示为以下关系H 0.622pwp pw(43)pp由式（4-3）可见，湿度H 与空气的
5、总压p及其水汽分压w有关；当总压p一定时，H 只与w有关。当水汽分压pw等于该空气温度下水的饱和蒸汽压ps时，表明湿空气被水汽饱和，不再具有吸收水(44)HS 0.622pSp pS汽的能力，此时空气的湿度称为饱和湿度，用式中：Hs表示，Hsps湿空气的饱和湿度，kg 水汽/kg 干空气；湿空气温度 t 下水的饱和蒸汽压，Pa。H式（4-4）说明，在一定总压p下，空气的饱和湿度s只取决于其温度。3相对湿度（或相对湿度百分数）pp指在一定总压p下，湿空气中水气分压w与同温度下水的饱和蒸汽压s之比。即 pw100%pspwps0 时，0，表明该空气为干空气；当(45)由式（4-5）可知，当已达到饱
6、和状态；当pwps时，1，表明空气pw时，1，为未饱和湿空气，值越小，表明该空气偏离饱和程度越远，吸收水汽的能力越强。在一定总压 P 下，pwps，代入（43）得H 0.622psPps（4-6）式（4-6）表明，当总压 P 一定时，湿空气的湿度H随空气的相对湿度和空气的温度 t 而变化。4湿空气的比容H湿空气的比容也称为湿容积，指含有 1kg 干空气的湿空气的体积，即 1kg 干空气及其所带的 Hkg水汽共同占有的总体积，其单位为m湿空气kg 干空气，即3Hg Hw0.7731.244H273t101.33273p（4-7）即在总压p一定时，不饱和湿空气的比体积随其温度t 和湿度 H 而变化
7、。5湿空气的比热容cH简称湿比热容，指以 1kg 干空气为计算基准的湿空气的比热容，即 1kg 干空气及其所带的 Hkg 水蒸汽温度升高或降低 1所吸收或放出的热量，其单位为kJ/kg干空气K，即cH cgcvH式中：（4-8）cg干空气的平均等压比热容，kJ/kg干空气K；cv水汽的平均等压比热容，kJ/kg水蒸汽K。在 工 程 计 算 中，常 取cg和cv为 常 数，即cgc 1.01kJ/kg干空气K，v1.88kJ/kg水蒸汽K，所以，湿空气的比热容为cH1.011.88HkJ/kg干空气K（4-8a）即湿空气的比热容只随空气的湿度H而变化。6湿空气的焓I指以 1kg 干空气为计算基准
8、的湿空气的焓，即为 1kg 干空气的焓与其所带的 Hkg 水汽的焓之和，其单位为 kJkg 干空气，即 I式中：Ig十HIv（4-9）Ig干空气的焓，kJ/kg干空气K；水汽的焓，kJ/kg水蒸汽K。Iv通常规定 0时干空气及液态水的焓为零，于是式中：于是Ig cgtIv r0cvtr0r00时水的汽化潜热，=2492kJkg。I cgcvHt r0H1.011.88Ht 2492HkJ/kg干空气（49a）由式（49a）可知，湿空气的焓值随空气的温度t、湿度 H 而变化。7湿空气的温度（1）湿空气的干球温度t。简称温度，是指湿空气的真实温度，可直接用普通温度计测量。（2）湿空气的露点td。不
9、饱和湿空气在总压力和湿度H 不变的情况下进行冷却、降温，直到达到饱和状态时的温度称为该空气的露点td。此时湿空气的湿度 H 就是其露点td下的饱和湿度HS，即 HHS，相对湿度100%。可见，一定总压力下，空气的湿度 H（或水蒸气分压pw）越大，则露点td就越高。只要测出露点温度td，便可查得此温度下对应的饱和蒸汽压ps，从而根据式（4-4）求得空气的湿度H。这是露点法测定空气湿度的依据。反之，若已知空气的湿度H，可根据式（4-4）求得饱和蒸汽压表中查出相应的温度，即为露点（3）湿空气的湿球温度ps，再从水蒸气td。由上述可知，空气露点是反映空气湿度的一个特征温度。tw将普通温度计的感温球用湿
10、纱布包裹，并用水保持湿纱布表面润湿，这种温度计称为湿球温度计，如图 46 所示。湿球温度计在空气中达到稳定或平衡时的温度称为该空气的湿球温度。不饱和湿空气的湿球温度tw恒低于其干球温度 t。湿球温度计测温原理如下：将湿球温度计置于温度为t、湿度为H 的不饱和空气流中，假设开始时湿纱布的水温与湿空气的温度 t 相同，空气与湿纱布上的水之间没有热量传递。由于湿纱布表面空气的湿度大于空气主体的湿度H，因此湿纱布表面的水分将汽化到空气主体中。此时汽化水分所需潜热只能由水分本身温度下降放出的显热供给，因此，湿纱布上的水温下降，与空气间产生了温度差，引起对流传热。当空气向湿纱布传递的热量正好等于湿纱布表面
11、水分汽化所需热量时，过程达到动态平衡，此时湿纱布的水温不再下降，而达到一个稳定的温度，这个稳定的温度就是该空气状态（温度为t、湿度为 H）下的湿球温度。湿球温度tw是湿纱布上水的温度，它由流过湿纱布的大量空气的温度 t 和湿度 H 所决定。当空气的温度 t 一定时，若其湿度 H 越大，则湿球温度tw也越高；对于饱和湿空气，其湿球温度、干球温度以及露点三者相等。因此，湿球温度是湿空气的状态参数。由上可知，在达到湿球温度tw时，空气向湿纱布表面的传热速率为QA（t-tw）(4-10)式中：Q传热速率，kW；2kW/m.；空气与湿纱布表面间的对流给热系数，A湿纱布的表面积，m。湿纱布表面水分向空气的
12、传质速率为2W kHHW H（4-11）2kg/m；W式中：水分的传质速率，2kg/m sH；kH以湿度差为推动力的传质膜系数，HW湿空气在温度为tw下的饱和湿度，kgkg；H湿空气的湿度，kgkg。单位时间水自湿纱布表面汽化所需热量为式中：Q WArwkHHW HArw=水在（4-12）rwtw下的汽化潜热，kJkg。由于达到平衡时，空气向湿纱布表面的传热速率等于水自湿纱布表面汽化所需传热速率，由（4-10）、（4-11）和（4-12）可得At tw AkHHW Htw t kHrW整理上式得：(HW H)（4-13）当空气流速足够大且温度不太高时，可以认为湿空气流与湿纱布表面间的传热、传质
13、均以对流方式为主，kH与为通过同一气膜的传质系数与对流给热系数。实验表明，kH与都与气流 Re 数的 0.8次方成正比，因而kH/值与流速无关，只与物性有关。对于空气一水系统，/kH1.09。可见，湿球温度是湿空气的温度 t 与湿度 H 的函数。在一定的压强下，只要测出湿空气的 t 和tw，就可根据式（4-13）确定湿度。测定湿球温度时，空气的流速应大于 5m/s，以减小热辐射和导热的影响，使测量结果精确。实施步骤实施步骤计划与决策计划与决策1引导学生熟悉“学生学习手册4-2”中的“一”，并完成学习手册中“二”项的“（一）”内容。接受任务完成基础知识学习2监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划
14、对学习进行决策制定学习计划（提交计划，组长汇报）对学员的计划进行可行性分析实施步骤实施步骤教学内容教学组织学习工作任务的实施学习工作任务的实施教学过程设计及时间分配1各组介绍准备情况2分四组进行生产工艺参数确定训练3各组指派一名同学介绍本组任务的完成情况，进行考核4根据考核情况进行归纳总结：工艺参数确定5布置下次任务：沸腾床干燥器的操作。学生汇报，同学互动，教师提问，20min学生进行操作训练练习，180min通过学生现场讲解进行考核，40min教师讲授，PPT，100min教师讲授、PPT，20min检查与评估检查与评估实施步骤实施步骤检查学生工作是否完整完成？归档是否完整？专业能力、社会能力和方法能力是否提高？工作态度、工作质量情况安全、环保及 6S 情况填写任务工单的评价表格