1、10010904 2011/10/30 1第十章 固体干燥习题解答1） 已知空气的干燥温度为 60，湿球温度为 30，试计算空气的湿含量 H，相对湿度 ，焓 I 和露点温度 。CtCtkPapgJI kPapHCt KrrtpPHkaCtdsssHtwhtwtssst tww00000, ,04.184.18,2/.96158.296)5.(1/8.37.936. 09.1/24)/()(27./6.43查 表 得由 干 空 气求 得 此 时由 时 时解 ： 查 表 得 2） 利用湿空气的 IH 图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总压 。序 号 干球温度0C 湿球温度0C湿 度kg 水/kg
2、绝干空气相对湿度0/0焓kJ/kg 绝干气露 点0C水气分压kPa1 60 30 0.015 13.3 98 21 2.52 40 27 0.016 33 79 20 2.43 20 17 0.012 80 50 16 2 4 30 29 0.026 95 98 28 43） 湿空气（ =20， ）经预热后送入常压干燥器。试求：将空气预热到 100所需热量：将该空气预热到 120时相应的相对湿度值。 00 0012.3)/(6. /2.,3.4.9812/(/.8.10.1. 解 得 干 气水时） ）绝 干 气 ）绝 干 气（比 热）解 ： ssHHpkgkPakCCgJtQKGJ100109
3、04 2011/10/30 24） 湿度为 的湿空气在预热器中加热到 128后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为 49，求离开干燥器时露点温度。解： I = (1.01+1.88H)t2500H等焓 I 1 = I2(1.01+1.88H 1)t12500H 1 = (1.01+1.88H2)t22500H 2(1.01+1.880.018) 12825000.018= (1.01+1.88H2) 492500H 2 H2 = 0.0498 kg 水/kg 干气pP06.498135.p p = 7510 Pa查表得 td = 405） 在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度
4、通过减压来降低相对湿度，现有温度为 40，相对湿度为 70%的空气。试计算：采用升高温度的方法，将空气的相对湿度降至 20%，此时空气的温度为多少？若提高温度后，再采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至 10%，此时的操作总压为多少？解： (1) t = 40时查表 ps = 7.377KPa， p = ps = 0.77.377 = 5.1639 KpaH 1 = H2 p = p = 5.1639Kpa KPas056392815.查表得 t = 63.3(2) t 不变 p s = 25.8195KPa由 63.3, = 10% 查图得 H = 0.014kg 水/kg 干空气HPp0
5、62.145819.P =117.29Kpa6） 某干燥器冬季的大气状态为 ， ，夏季空气状态为 ， 。如果空气离开干燥器时的状态均为 ， 。试分别计算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。kPapkaCtss9.5376.,402,22,解 ：10010904 2011/10/30 3水干 气）（ 夏 ）干 气夏 季 ： 水干 气）（ 冬 ） 干 气冬 季 ： 干 气kgHL kgpPaCt kkpt kgHssssss /4.7/1 /01742.)310/(62. %652.3/ /.)./(. 308705/35.)/62.00027） 在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 10%干燥至
6、 0.5%（均为湿基），绝干物料比热为 1.8kJ/(kg.)，干燥器的生产能力为 3600kg 绝干物料/h，物料进、出干燥器的温度分别为 20和 70。热空气进入干燥器的温度为 130，湿度为 0.005kg 水/kg 绝干空气，离开时温度为 80。热损失忽略不计，试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器时的温度。干 气水干 气联 立 方 程 ， 解 得 衡 算 可 得 ：又 根 据 物 料 衡 算 ， 热 量干 料干 料 干 气水解 ： kgHhLILIGWkgJCwxsIsI HHkgJhkgxGWxC/0192.57)()(/46.12770)18.058(/3.2).41( 4.260
7、8.908.0 /9715413)5(/6.).1/.2122 1212218）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 5%干燥至 0.2%(均为湿基)，绝干物料比热为 1.9kJ/(kg.)，干燥器的生产能力为 7200kg 湿物料/h，空气进入预热器的干、湿球温度分别为 25和 20。离开预热器的温度为 100，离开干燥器的温度为 60，湿物料进入干燥器时温度为 25，离开干燥器为 35，干燥器的热损失为 580kJ/kg 汽化水分。试求产品量、空气消耗量和干燥器热效率。 hkgGW/0.68542.01/5.7201湿 料）（）（ ）（）（）解 ： （ 10010904 2011/10/3
8、0 4%3.5/3/2948024./3.658 /013././20.2491/8.35013.103.0. /79.658.42.9156. /31.4602.3.840851721 /.56./0.20112 212021001）（）（）（ 干 气解 得 ： ）（）（ 干 气）（）（ ）（ 干 气 ）（ ）（ 干 料干 料对 干 燥 器 热 量 衡 算 ： ）（）（ 干 气）（）（ 干 气时图查 （ 近 似 ）（）（ tt hkgLkgJHIQIGhHWLtIkgJtI kgJCwXsI hkgGWHttIHXXLCCW9） 采用废气循环干燥流程干燥某物料，温度 为 20、相对湿度 为
9、70%的新鲜空气与干燥器出来的温度 为 50、相对湿度 为 80%的部分废气混合后进入预热器，循环的废气量为离开干燥器废空气量的 80%。混合气升高温度后再进入并流操作的常压干燥器中，离开干燥器的废气除部分循环使用外，其余放空。湿物料经干燥后湿基含水量从 47%降至 5%，湿物料流量为 ，设干燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。试求：新鲜空气的流量；整个干燥系统所需热量；进入预热器湿空气的温度。 hkgWGXHkgHkPapPapC sS /7954.0151263././ 8.7/1./02. %8040%034622 220 干 料）（）（ ）（）（ ）（）（ 干 气水干 气水求
10、得解 ： ）（） 干 燥 过 程 为 绝 热 过 程 空 气）（新 鲜 空 气 流 量 ： 干 气）（）（） 由 物 料 衡 算 ： 1202 /. /.8/1 ILQHLX10010904 2011/10/30 5CtIIHhkJQm0265.48057.3/17.2 012.6.490.1.8.58） 混 合 后 ： ）（） （）（10） 某干燥系统，干燥器的操作压强为 101.3 ，出口气体温度为 60，相对湿度为 72%，将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度不超过 90、相对湿度为 10%。已知新鲜空气的质量流量为 ，温度为 20，湿度为 ，试
11、求：空气的循环量为多少？新鲜空气经预热后的温度为多少度？预热器需提供的热量。解: B 点：60 = 72% 查图 H = 0.16kg 水/kg 干空气M 点：90 = 10% 查图 H = 0.048kg 水/kg 干空气AMB 在一直线上 A 点：H = 0.0054kg 水/kg 干空气, t = 127BW新 鲜 空 气 中 绝 干 空 气 质 量循 环 空 气 中 绝 干 空 气 质 量 5409. W = 0.392 kg 干空气/s W = W(1+H) = 0.392(1+0.16) = 0.455 kg/sQ = 0.49(1.01+1.880.0054) (12720) =
12、 53.49 kJ/s11） 干球温度 为 20、湿球温度为 15的空气预热至 80后进入干燥器，空气离开干燥器时相对湿度 为 50%，湿物料经干燥后湿基含水量从 50%降至 5%，湿物料流量为 2500kg/h。试求：若等焓干燥过程，则所需空气流量和热量为多少？若热损失为 120kW，忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热量，则所需空气量和热量又为多少？干燥器内不补充热量。 干 气 ）（ 干 气水得 ：） 由解 ： kgJIHCttW/4.208.24908.1/.0510 干 气）（ kgJI /.1.801 tHA MB10010904 2011/10/30 6hkJILQkgCt kg
13、HhLJIQkgWkgHCthXGkGC/104.5/83401.9/2./360125.4/1.7/0245./3.8/0526.16221222）（ 干 气 干 气水经 试 差 得 ： 水）（ ）（） ）（ 干 气）（ 干 气水查 图 得 （ 等 焓 干 燥 ） 水）（ 干 料12） 某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为 ，初始湿含量（湿基，下同）为 3.5%，干燥产品的湿含量为 0.5%。空气状况为：初始温度为 25、湿度为 ，经预热后进干燥器的温度为160，如果离开干燥器的温度选定为 60或 40，试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热量。又若空气在干燥器的后续设备中温
14、度下降了 10，试分析以上两种情况下物料是否返潮？解： (1) w1= 0.035，w 2= 0.005，Xw11036.kg 水/kg 干物料X205.kg 水/kg 干物料绝干物料：G c = G1(1w 1) = 1(10.035) = 0.965 kg/s水分蒸发量：W= G c(X1 X2) = 0.03 kg/s空气消耗量：LWHH1= H0 = 0.005 kg 水/kg 干空气t2 = 60时 干燥为等焓过程查图 H2 = 0.0438 kg 水/kg 干空气L = 0.773 kg 干空气/sQ = L(I1I 0) = L(1.01+1.88H0)(t1t 0)= 0.77
15、3 (1.01+1.880.005) (16025) = 106.4 kJ/st2 = 40时，查图 H2 = 0.0521kg 水/kg 干空气L = 0.637 kg 干空气/sQ = L(I I 0) = 87.68 kJ/s(2) H = 0.0438 kg 水/kg 干空气时 td = 38 50 不返潮H = 0.0521 kg 水/kg 干空气时 td = 40 30 返潮10010904 2011/10/30 713） 常压下已知 25时氧化锌物料在空气的固相水分的平衡关系，其中当 时， ，当 时， 。设氧化锌含水量 ，若与温度为25、相对湿度 为 40%的恒定空气条件长时间充
16、分接触，问该物料的平衡含水量，结合水分和非结合水分分别为多少？解： x*= 0.007 kg 水/kg 干料结合水分 x = 0.02 kg 水/kg 干料非结合水 x = 0.350.02 = 0.33 kg 水/kg 干料14） 由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即 。在某干燥条件下，湿物料从 60减到 50所需干燥时间 60 分钟。已知绝干物料重 45， 平衡含水量为零。试问将此物料在相同干燥条件下，从初始含水量干燥至初始含水量的 20%需要多长时间？分）（ ）（则 ）（）（由 题 意 ：解 ： 8.103/919/20/1%60/45360/ 9/14503/1451/ 2
17、2/19 2 LnKxdxWnxdKXXxx15） 某物料经过 6 小时的干燥，干基含水量自 0.35 降至 0.10，若在相同干燥条件下，需要物料含水量从 0.35 降至 0.05，试求干燥时间。物料的临界含水量为 0.15，平衡含水量为 0.04，假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量 成正比。hrSUGSUXXLnGUSGCCCC42.10/46.06/27./. /)/()()(.0/1 *2*211 同 理 ：解 ：16） 在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量 45%干燥到 3%，湿10010904 2011/10/30 8物料的处理量为 8000湿染料，实验测得：
18、临界湿含量为 30%，平衡湿含量为 1%，总干燥时间为 28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。解：w 1 = 0.45 Xw1108.kg 水/kg 干料w2 = 0.03 223.kg 水/kg 干料同理 X0 = 0.429 kg 水 /kg 干料 X* = 0.01 kg 水/kg 干料 = 28h110GAuc202c()ln*12102081429490133X()l .ln.* 1 = 0.312又 1+ 2 = = 28h 1 = 6.6h 2 = 21.4hGc = 8000(10.45) = 4400 kg 干料01593.kg 水/hXc028.kg
19、水/h17） 在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得干球温度为 50，湿球温度为 43.7，气体的质量流量为 ，气体平行流过物料表面，水分只从物料上表面汽化，物料由湿含量 变到 ，干燥处于恒速阶段，所需干燥时间为 1 小时，试问：如其它条件不变，且干燥仍处于恒速阶段，只是干球温度变为 80，湿球温度变为 48.3，所需干燥时间为多少？如其它条件不变，且干燥仍处于恒速阶段，只是物料厚度增加一倍，所需干燥时间为多少？解：(1) t = 50，t w = 43.7，r tw = 2.398 kJ/kg， 1 = 1h112GrXAc()t = 80， tw = 48.3， rtw = 2385.6 k
20、J/kg112rtc() 1506rttw. 102.h10010904 2011/10/30 9(2) 12Gc 21h18） 试设计一气流干燥器，用以干燥某颗粒状物料。基本数据如下：干燥器的生产能力： ；空气状况：进预热器 =15， ，离开预热器 =95 ，离开干燥器 =60；物料状况：物料干基含水量从 0.2 降至 0.002，物料进、出干燥器温度分别为 20和 50，物料密度为 ，绝干物料比热为 ，颗粒平均直径为 m，临界含水量为 。干燥器的热损失：取蒸发水分量的 15%。skgXGkgmtHVUgLVDC /0463.32.01/5. 27/)95()7.4.7( 3212.0/13
21、5.0）（ ）（ 干 气式 中 ： ）（） 干 燥 管 的 直 径解 ： （ kgJXCI HHt kgJtI skgXGWWSC /75.420.187.43 8.260.96.0 /3.147.24507.81. /9.20463.11 222 1111）（ ）（ ）（）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（skJtQL /58.308.124907.%15/.6.22 ）（ ）（ ）（ ）（10010904 2011/10/30 10mULVDDHsSkgWLWXGHHIQILIggCLC326.010/5.794/1/62.058 207./91. 18.263.54/6. 8.2603.5
22、4/.700/5.2121121）（）（ 的 公 式 中 ， 即 ：代 入 直 径， 将取 干 气） 式 ， 解 得） 式 及 （联 立 （ ）（）（ ）（得 ： ）（）（由 ）（）（ ）（ ）（）（得 ： ）（）（由 CttVgdpUZmSPg0214.1/6.0.0 5.06.005.72/95/ 3.43/Re/81Re1)( ）（）（ 的 平 均 温 度 ：空 气 温 度 取 进 出 干 燥 器 ）（）（ 并 整 理 ， 得 ：）（代 入 ， 则设 ：） ， 计 算 ）（干 燥 管 高 度 smUVdpsmUsSPamkgwgggg /86.01037.8105.212/Re /6.3/08./1.2/73.40255305故 假 设 正 确 ），（核 算 ） ， 得 ：（将 上 述 物 性 数 据 代 入 式 ）（ 性 数 据 为 ：在 附 录 中 查 干 空 气 的 物
