干燥是指物料中的水分受热后以水蒸汽的形式溢出,随后被流经的干燥空气所携带而离开物料系统,从而起到了降低物料系统水分的目的。物料受热时的传热过程,以及水蒸汽离开物料系统时的传质过程构成了干燥过程中两个基本的热力学过程。通过研究干燥过程中传热过程与传质过程的基本规律及其动力学特征,进而揭示干燥过程中传热过程与传质过程相互作用机制,即热湿交叉过程中蕴含的热力学机制,构成了本论文的基本研究内容。首先以干燥过程中的热量守恒定律与质量守恒定律为基础,分析了干燥过程中热量与湿分的传递规律,并以此为依据分析对比了不同类型干燥设备效率的高低。基于守恒定律进行干燥过程的分析时,研究对象的选取方式,要根据分析的侧重点的不同而不同。以控制质量的干燥系统为研究对象时,是以干燥设备几何尺寸的设计和干燥工艺条件选定为目的,而以控制容积的干燥系统为研究对象时,是为了便于对干燥过程进行实时的观测,并能够根据变量变化情况及时调整干燥的工艺条件。其次,对干燥过程传热传湿过程进行了动力学分析。通过对干物料中湿分的性质进行研究,揭示了不同干燥阶段热量传递与湿分传递的动力学特点。研究表明,由于干燥的本质是湿分的相变蒸发,因此,湿空气的受热相变过程中,温度随熵的变化规律,可以反映物料干燥时传热传湿过程的热动力学特征。最后通过研究物料干燥系统的热湿交叉作用,揭示了物料干燥时热湿交叉作用所蕴含的两种热力机制。当传热过程与传湿过程均为自发过程时,热湿交叉满足场协同机制,这时传热过程与传湿过程相互增强,即传热过程的增强可以导致传湿过程的增强。当传热过程为自发过程,传湿过程为非自发过程时,热湿交叉满足热力学耦合机制,传热过程的减弱可以强化传湿过程,即传湿过程的增强是以传热过程的减弱为前提。依据这两种热力学机制,可以在不同的干燥阶段通过控制传热过程达到最佳的传湿效果。