干燥习题附答案.doc

1、1一、填空及问答题：1. 干燥过程是_相结合的过程，传质方向为_，传热方向为_。2. 在总压 101.33 kPa，温度 20下(已知 20下水的饱和蒸汽压为 2.334 kPa)，某湿空气的水汽分压为 1.603 kPa，现空气温度保持不变，将总压升高到 250 kPa，则该空气的水汽分压为_。3. 当湿空气的总压一定时，相对湿度 仅与_及_有关。 4. 恒速干燥阶段物料表面的温度等于_。 该阶段除去的物料中的水的平衡蒸汽压等于_。影响恒速阶段干燥速率的因素的有_。5. 已知在常压、25下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度时， 平衡含水量 kg水/kg绝干料；相对湿度 时， 平1

2、0%*10%.25X 50%衡含水量 kg水/kg 绝干料。现将湿基含水量为 20%的该物料，与25、*.9的空气接触， 则该物料的自由含水量为_kg水/kg绝干料，非结合水分5量为_kg水/kg绝干料。6. 进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定。若干燥器内部无补充加热，则气体离开干燥器的湿度H越大，干燥器的热效率越 ，传质推动力越_。7. 降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率，但废气在离开设备之前的温度的限制是_，原因是_。8. 在测量湿球温度时，空气速度需大于5 m/s，这是为了 。9. 物料的平衡水分一定是_水分；物料的非结合水分一定是_水分。10.当某物料的干燥过程存在较长的降速阶段

3、时，气流干燥器和流化床干燥器两者中选用_ 较为有利，原因是_。11.欲在 298K 时用相对温度为 60的空气干燥木材，使其中水分降到11.5（湿基） ，你认为是否可能？为什么？已知在此条件下木材的平衡水分为 12（干基） 。12. 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处？13、什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度？两者有何关系？如何测定？14 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？15.测定湿球温度时，当水的初温不同时，对测量结果有无影响？为什么16. 在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？17. 如何强化干燥过程？218. 为什么临界含

4、水量 Xc 的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义? 下列两种情况下 Xc 将会变大还是变小? （1）提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时；（2）物料的厚度减小时。试从干燥机理加以分析。二、计算题：1. 已知湿空气的（干球）温度为 50，湿度为 0.02kg/kg 干气，试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力（即饱和湿度） ，并分析压力对干燥操作的影响。 （1）总压为 101.3kPa；（2）总压为 26.7 kPa。解：（1） 时：kPa3.10p由 vpH62. kPa156.302.0pv查得 50水的饱和蒸汽压为 12.34kPa，则相对湿度%7.

5、34.1%svp饱和湿度： 干6kg/08.34.12062.62.0SSH（2） 时：kPa7.pkPa832.0.62.0762.0pv%4.614.%1s干 kg/53.0.276.062.0SSpH由此可知，当操作压力下降时， ， HS，可吸收更多的水分，即减压对干燥有利。2. 常压下湿空气的温度为 80、相对湿度为 10。试求该湿空气中水汽的分压、湿度、湿比容、比热及焓。查得 80下水的饱和蒸汽压为 47.38kPa。水汽分压 kPapSv 738.4.103湿度 干1kg/03.78.431062.62.0vpH湿比容 干干干 /m9.2).4173.(73t比热 CkJg068.

6、18.0. 干Hc焓 干干干干 /9.23.249806.1)(tIH3在 I-H 图上确定本题附表中空格内的数值。干球温度t/湿球温度 w/露点温度 d/湿度/kg/kg 干气相对湿度/焓/kJ/kg 干气水汽分压 v/kPa1 （30） （20） 15 0.011 40 60 1.92 （70） 45 42.5 0.063 30 240 (9.5)3 （60） 35 30 （0.03） 23 140 4.54 （50） 37 35.5 0.042 (50) 60 6.25 （40） 25 （20） 0.015 30 80 2.25常压下将温度为 25、相对湿度为 50的新鲜空气与温度为 5

7、0、相对湿度为80的废气混合，混合比为 2：3（以绝干空气为基准） ，试计算混合后的湿度、焓及温度。解：（1） 的新鲜空气：%50,11Ct25时， kPa68.3Sp干kg/108.96.350.12.02.0 311 SH干干干干 kJ/g4.8.945)8.90.1( 33tIH的废气：%0,22Ct50时， kPa34.1Sp4干kg/0672.34.180.262.062.0 SpH干干干干 J/.7.495)7.81.(2HtI所以混合湿度 干kg/043.62.53108.523521 HM混合焓： 干kJ/g7.143.254.025321II而 MMMHt9)8.(C5.40

8、3.810.247.10249HIt6干球温度为 20、湿球温度为 16的空气，经过预热器温度升高到 50后送至干燥器内。空气在干燥器内绝热冷却，离开干燥器时的相对湿度为 80，总压为 101.3kPa。试求：（1）在 I-H 图中确定空气离开干燥器时的湿度；（2）将 100m3 新鲜空气预热至 50所需的热量及在干燥器内绝热冷却增湿时所获得的水分量。解：（1）空气 ，查得C16,20Wtt 干kg/01.H预热后： 干kg/0.,51t绝热冷却后，查得 干/kg18.,322t（2）湿空气的比容： 干干干干 kg/m843.0273)01.24.73.0(. tHH则 100m3 湿空气中绝

9、干空气的质量：kg6.1843.0HvVL预热器加入热量：5kJ361)205()1.08.1(62.8()0 tLcIQHP获得水分量：g9.).(.)(12LW7湿空气在总压 101.3kPa、温度 10下，湿度为 0.005 kg/kg 干气。试计算：（1） 相对湿度 1；（2） 温度升高到 35时的相对湿度 2；（3） 总压提高到 115kPa，温度仍为 35时的相对湿度 3；（4） 如总压提高到 1471kPa，温度仍维持 35，每 100m3原湿空气所冷凝出的水分量。解：（1）10水饱和蒸汽压 kPa26.1Spa80.5.0362.Hpv%9.61.%11s（2）t 235， k

10、Pa62.5Sp4.10.8102 sv（3） 时，kPa5pkPa917.05.62.0. Hpv%3.6.%12sv(4) , t235时：kPa147p6饱和湿度 干kg/024.61.5472.062.0SSpH原湿空气比容 干干干干 kg/m80.2731)05.24.173.0(. 3tH100m3原湿空气中绝干空气质量干kg76.12380.HvVL则冷凝出水kg32.0)4.05.(76.123干干SW8附图为某物料在 25时的平衡曲线。如果将含水量为 0.35kg 水kg 干料的此种物料与 50的湿空气接触，试确定该物料平衡水分和自由水分，结合水分和非结合水分的大小。解： 5

11、0，平衡水分 干kg/095.*X则自由水分 干kg/25.09.350* 100，平衡水分 干kg/185.0*X即结合水分 干干/.则非结合水分 干干 kg/165.08.3501*9 在常压干燥器中将某物料从湿基含水量 10干燥至 2，湿物料处理量为0123450678910.50.1.50.2 (%)x kg水/干料习题 8 附图7300kg/h。干燥介质为温度 80、相对湿度 10的空气，其用量为 900kg/h。试计算水分汽化量及空气离开干燥器时的湿度。解： ，在 H-I 图中查得 H10.031kg/kg 干气%10,8Ct绝干空气质量 h/kg94.87203.1 干HL物料干

12、基含水量干kg/.01.1wX干/24.2绝干物料量 kg/h270%)1(30)1(wGC汽化水分量 /49.).27干干XW又 )(12HL则干燥器空气出口湿度干kg/059.4.87203.12 L10在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为 100kg/h，要求将湿基含水量由 40减至 5。干燥介质为干球温度 20，湿球温度 16的空气，经预热器加热至 80后送至干燥器内。空气在干燥器内为等焓变化过程，空气离开干燥器时温度为 30，总压为 101.3kPa。试求：（1）水分汽化量；（2）干燥产品量；（3）湿空气的消耗量；（4）加热器向空气提供的热量。解：（1）水分汽化量kg/h84.3610

13、5.41122121 GwGW干或 干kg/34.01wX干/195.2kg/h60).()(1GC 84.31922干干XW8（2）干燥产品量 kg/h16.384.102WG（3）由 查图，得C6,0tt 干0.H预热后 干kg/01.,81t 干干干干 kJ/g2.07.249).0.(1tHI出口空气：等焓过程 1I即 2.07249)8.01(t13.H得： 干kg/0.2H而 干干12LWkg/h8420.36湿空气用量kg/h1860).(1842)(0 HL（4）预热器中的加热量：kW58.31)208()1.0.1(360842)( tcIQp11在常压干燥器中，将某物料从湿

14、基含水量 5干燥到 0.5。干燥器的生产能力为7200kg 干料/h。已知物料进、出口温度分别为 25、65，平均比热为 1.8kJ/(kg)。干燥介质为温度 20、湿度 0.007 kgkg 干气的空气，经预热器加热至 120后送入干燥器，出干燥器的温度为 80。干燥器中不补充热量，且忽略热损失，试计算绝干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度。解：物料干基含水量05263.1X 052.12Xkg/h76.34)0.(7)(GWC又 12HL9即 （1）)07.(76.3422HL干燥器中不补充热量，且忽略热损失，则0)()(1221IGIQCD即 （2）L 51840)6(8.7)()(1

15、212 MCCcI而 2.40.490)7.80.1 I2222 .( HH将上式代入（2）中，（3）51840).648.0.14(2L联立（1） 、 （3）得： kg/h3798kg/.2LH干12用热空气干燥某种湿物料，新鲜空气的温度为 20、湿度为 0.006kgkg 干气，为保证干燥产品质量，要求空气在干燥器内的温度不能高于 90，为此，空气在预热器内加热至 90后送入干燥器，当空气在干燥器内温度降至 60时，再用中间加热器将空气加热至 90，空气离开干燥器时温度降至 60，假设两段干燥过程均可视为等焓过程，试求：(1)在-图上定性表示出空气通过干燥器的整个过程；(2)汽化每千克水分

16、所需的新鲜空气量。 解：空气状态变化过程如图所示。A： 干kg/06.,C20AHt由 1BI206090IHH0=100%AB1C1CB21011249608.016.24906.810. CCH 干干干干得 干kg/7.CH也即 干/018.2B又 CI2 CCH249608.107.2490178.0.1 干干干干得 kg/29.CH故汽化 1kg 水所需干空气用量干kg/02.46.0298.11ACl新鲜空气用量干kg/3.4206.12.4)1( AHl13. 在常压连续逆流干燥器中，采用废气循环流程干燥某湿物料，即由干燥器出来的部分废气与新鲜空气混合，进入预热器加热到一定的温度后

17、再送入干燥器。已知新鲜空气的温度为 25、湿度为 0.005kg/kg 干气，废气的温度为 40、湿度为 0.034kg/kg 干气，循环比（循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为 0.8。湿物料的处理量为 1000kg/h，湿基含水量由 50下降至 3。假设预热器的热损失可忽略，干燥过程可视为等焓干燥过程。试求：（1） 在 I-H 图上定性绘出空气的状态变化过程；（2） 新鲜空气用量；（3） 预热器中的加热量。解：（1）废气循环流程如下图所示。空气状态变化过程如图所示。H0t0MCBIH=100%At2t1t2,H2预热器 干燥器L2 循环比 0.8t1,H1L0,t0,H0 L1,tM,HM GC,X1GC,X2