1、1 干燥复习题(附答案) 一、填空题: 1. 在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越_。 *答案* 大 2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于_。 *答案* 干燥介质一热空气的湿球温度 3. 在实际的干燥操作中， 常用来测量空气的湿度。 *答案* 干、湿球温度计 4. 现准备干燥要求磨损不大，而产量较大的粒状物料时，可选用_干燥 器干燥较适合。 *答案* 转筒 5. 1kg绝干空气及_所具有的焓，称为湿空气的焓。 *答案* 其所带的Hkg水汽 8. 根据水分与物料的结合方式不同，其物料中的水分可分_。 *答案* 吸附水分、毛细管水分、溶胀水分 9. 某物料含水量为0.5 kg水.kg
2、绝干料，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分1 为0.1kg水.kg 绝干料，则此物料的自由水分为_。1 *答案* 0.4 kg水.kg 绝干料1 10. 已知在50、P1atm时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg，则该空气的湿含量 H；相对湿度；（50时,水的饱和蒸汽压为 92.51mmHg） *答案* 0.0488， 0.598 11. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为_；其对应的物料含水量称 为_。 *答案* 临界点 、 临界含水量 12. 由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是_，降速干燥阶段除去的 水分是_。 *答案* 非结合水分、 非结合水和结合水 13. 干燥进
3、行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力 _。 *答案* 大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。 2 14.等焓干燥过程的条件是_。 *答案* 干燥器内无补充热，无热损失，且被干燥的物料带进，带出干燥器的热量之差可以忽略不 计。 15. 作为干燥介质的湿空气，其预热的目的 _。 *答案* 降低相对湿度（增大吸湿的能力）和提高温度（增加其热焓） 16. 当湿空气的总压一定时， 相对湿度仅与及 有关。 *答案* H， 17. 已知在常压及25下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度=100 时, 平衡含水量X =0.02kg水.kg 绝干料；相对湿度=40时, 平衡含水量 *
4、%101 X =0.007。现该物料含水量为0.23kg水. kg 绝干料,令其与25,=40的空气接触, 则该* 物料的自由含水量为kg水.kg 绝干料, 结合水含量为kg水.kg1 绝干料,非结合水的含量为kg水.kg 绝干料。1 *答案* 自由含水量 X-X =0.23-0.007=0.223* 结合水量为 X =0.02%10 非结合水量 X-X =0.23-0.02=0.21* 18. 气流干燥管中最有效的部分是。 *答案* 在加料口以上1m左右的部分 19. 转筒干燥器中的抄板的作用 _。 *答案* 将物料抄起后再洒下，以增大干燥表面积，使干燥速度加快；促使物料向 前运行 20.
5、影响恒速干燥速率的因素主要是； 影响降速干燥速率的因素主要是_。 *答案* 干燥介质的状态，流速以及它与物料接触方式； 物料结构 ，含水类型，物料与空气接触方式，物料本身的温度。 22. 湿球温度是量空气与量水长期接触后 3 的温度， 对空气-水系统，当， 时，/k 为一常数, 其值约为kJ.kg K , 故可1 写出t 的计算式 t = 。W *答案* 大 ， 少，达到稳定状态 水面 被测气流温度不太高, 流速5m.s 1.09 t =t-(r /1.09)(H -H)WW 二、问答题: 1. 物料中的非结合水分是指哪些水分？在干燥过程中能否除去？ *答案* 物料中的非结合水分指附着水分和粗
6、毛细管内的水分。此水分在干燥过 程能除去。 2. 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？ *答案* 因物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水汽又要靠 空气带走（破坏其平衡状态），使干燥能稳定连续地进行。故湿空气在干燥过程中起到供热、 去湿的作用，故称湿空气是载热体又是载湿体。 3. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？ *答案* 措施：1）提高热空气进干燥器的温度和降低其湿度； 2）提高热空气通过物料的流速 3）改变热汽空气与物料的接触方式（如将物料充分分散在气流中，增大气、固两相接触 表面，或气流垂直通过比平行通过物料层效果好）。 4.
7、 如何强化干燥过程？ *答案* 强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而采取不同的措施。在等速干燥阶段：要使干燥速率 提高，其措施： 增大热空气的温度、降低其湿度；增大热空气的流速；改变其接触方式（如垂直流过物料 层效果比平行好，若将物料充分分散于气流中更好） 在降速干燥阶段：主要改变物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流 中增大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。 5. 回答下列问题 （1） 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不等? 4 （2） 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处? *答案* （1）对于饱和空气w d 对
8、于不饱和空气w d （2）先预热，其升高，H不变，而降低 使湿空气提高吸收水份能力。 另外升高，H不变则tw,加快水份蒸发速率，提高干燥 速率。 6. 干燥器出口空气的湿度增大（或温度降低）对干燥操作和产品质量有何影响？并说 明理由。 *答案* 若H ，湿度增大会使露点温度升高，对干燥的是吸湿性物料（即易反2 潮的物料），在气流出干燥室进净化装置时，由于温度，有可能达到露点温度，会使净化装 置收集的物料反潮。另外从 U=-G dX/Ad=K (Hs-H) 式中可知，若H （即H），则干燥CH2 的推动力H=(Hs-H)会减小，使U=-G dX/Ad（不利干燥），这样又延长了干燥时间，造 成产量
9、或设备尺寸。 7. 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？ *答案* 无影响。若水温等于空气温度时，则由于湿纱布表面的水分汽化而使其水温下降、若水温 高也会降温（一方面供给水分汽化需要的热量，一方面散热至空气中）、若水温低、则水分汽 化需要的热量就会从空气中吸热。最终都会达到湿、热平衡（即所测的温球温度）。 8. 为什么临界含水量X 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C 情况下X 值将会变大还是变小?C （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。 *答案* 干燥中，与临界点对应的物料含水量
10、 称为临界含水量。临界点是恒速与降速阶段之分C 界点。在恒速阶段与降速阶段内，物料干燥的机理和影响干燥速率的因素是各不相同的。 物料在干燥过程中，一般均经历预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段，而其中恒速阶 段和降速阶段是以物料的临界含水量来区分的。若临界含水量 值愈大，便会较早地转入降C 速干燥阶段，使在相同的干燥任务下所需的干燥时间愈长。由于两个干燥阶段物料干燥的机理 和影响干燥速率的因素不同，因此确定 值对于如何强化具体的干燥过程有重要的意义。 5 因为临界含水量随物料的厚度和干燥条件而不同，所以对两种情况下 值的变化可作如C 下的分析： （1） C 提高干燥时气流速度可导致等速阶段U
11、的增加（ 为等速阶段的干燥速率）恒)(AN恒)(AN ，但随着 ，内部水分扩散不及的现象就可能提前来临，即 。也就是：临界含恒)(AN C 水量 随恒速阶段的干燥速率的增加而增大。C （2） 随物料厚度的增加而增大，随物料厚度的减小而减小。因为物料厚度大，内部扩散路C 径长，阻力大，容易出现供不应求（来不及供应水分的表面汽化），故当还较高时便已到达 降速阶段。 同理，物料的厚度减小时， 。C 9. 要提高干燥器的热效率，应从哪些方面着手？ *答案* 可充分利用干燥器排出的废气的热量。如采用废气作加热冷空气和冷物料，也可对湿物料 进行预干燥等；另外减小干燥系统的散热损失等。 三、计算题: 1.
12、某厂利用气流干燥器将含水20的物料干燥到5 （均为湿基），已知每小时处理 的原料量为1000kg，于40进入干燥器，假设物料在干燥器中的温度变化不大，空气的干球温 度为20，湿球温度为16.5，空气经预热器预热后进入干燥器，出干燥器的空气干球温度为 60，湿球温度为40，干燥器的热损失很小可略去不计，试求: （1）需要的空气量为多少m .h ? （以进预热器的状态计）31 （2）空气进干燥器的温度?（附空气湿度图） 0时水的汽化热2491.27kJ. kg ，空气与水汽比热分别为1.01与1 1.88kJ.kg .K 。1 *答案* （1） G =1000(1-0.2)=800kg.h C1
13、=20/(100-20)=20/80=0.25, =0.05/(1-0.05)=0.052632 6 G ( - )=800(0.25-0.05263)=157.9kg.h C12 1 由H图得：H =0.011, H =0.040, H =H0210 V/（H H ）157.9/(0.04-0.011)=5444.8kg.h 21 1 v =22.41/29(273+20)/273+0.01122.41/18(273+20)/273=0.8441 V v =5444.80.844=4596 m .h H31 （2） LC （ ）（ ）1H22Vi1WC C =1.01+1.88H =1.03
14、11 =2491.27+1.882 =2604.31kJ.kg 2Vi 1 =4.187kJ.kg .KW1 5444.81.031(1 -60)=157.9(2604.31-4.18740) 1 -60=68.54 1 =128.54 2. 湿物料经过七小时的干燥，含水量由28.6降至7.4%。若在同样操作条件下，由 28.6干燥至4.8需要多少时间?（以上均为湿基）。已知物料的临界含水量X 0.15（干C 基），平衡含水量X* 0.04（干基） ，设降速阶段中的干燥速度为 K (X-X*)x （XX* ）该段干燥速率曲线为直线。 *答案* X1 =W/(1-W)=0.286/(1-0.28
15、6)=0.4 X2 =0.074/(1-0.074)=0.08 X2 =0.048/(1-0.048)=0.05 7 X =0.15 X2 X 干燥分恒速与降速两阶段CC 恒速段所需时间1 ，二种情况降速阶段所需时间各为2 ，2 2 /2 =（(Gc /Kx )ln(X -X* )/(X2 -X* )）/C （(Gc /Kx )ln(X -X* )/(X2 -X* )）C =ln(0.15-0.04)/(0.05-0.04)/ln(0.15-0.04)/(0.08-0.04) =2.37 2 /1 =（(1/Kx )ln(X -X* )/(X2 -X* )）/C （(1/U0 )(X1 -X
16、)） =(0.15-0.04)ln(0.15-0.04)/(0.08-0.04)/(0.4-0.15) =0.445 又1 2 7 2 2.16小时 1 4.84小时 2 2.162.375.12小时 总2 1 5.124.849.96小时 需要9.96小时才能由28.6干燥至4.8 3.在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料，已知数据如下：空气进入预热器的温度为15 湿含量为0.0073kg水.kg 绝干气，焓为35kJ.kg 绝干空气；空气进干燥器温度为90，1 1 焓为109kJ.kg 绝干气；空气出干燥器温度为50；湿含量为0.023kg水.kg 绝干气；进1 1 干燥器物料含水量为0.1
17、5kg水.kg 绝干料；出干燥器物料含水量为0.01kg水.kg 绝干料；1 干燥器生产能力为237kg.h （按干燥产品计）。试求 1绝干空气的消耗量（kg绝干气.h ）；1 2进预热器前风机的流量（m .s ）；3 3 预热器加入热量（kw）（预热器热损失可忽略）。 附湿空气比容计算公式：vH=(0.773+1.244H(t+273)/273(1.013310)/P 。 *答案* 1求绝干空气量V GC G2(1-2 )=G2X2/(1+X2 )=2370.01/(1+0.01)=234.7kg绝干料.h 1 GC（X1 -X2 ）234.7(0.15-0.01)=32.9kg.h 1 V
18、=W/(H2-H1)=32.9/(0.023-0.0073)=2096kg绝干气.h 8 2求风机流量 H (0.773+1.244H0 )(t0 +273)/273 =(0.773+1.2440.0073)288/273 =0.825m 湿空气.kg 绝干气31 VVH =0.8252096=1729m .h 31 3求预热器加入热量Q Q =V（1 0 ）2096(109-35) =155104kJh =43.08kw1 4. 某一连续常压干燥器每小时处理的湿物料1850kg，从含水量2%干燥至0.2%（均为湿基） ，空气在温度为22，湿球温度为17的状态下，预热到84后进入干燥器，而废气
19、的出口温 度为67，若此干燥为等焓过程。试求： (1)除去的水分量kg.h ； (2)绝干空气消耗量kg.h ；1 1 (3)预热器需要的热量为多少kw？ (4)风机设置在干燥器后，其输风量为多少 m .h （附T-H 图一张）31 *答案* 1）除去水分量W： W=G1(W1-W2)/ （1-W2）=1850（0.02-0.002)/(1-0.002) =33.37kg水.h 1 2）绝干空气消耗量V： V=W/（H2-H1） 依已知条件查出：H1=H0=0.01kg水汽.kg 干空气1 I1 =48 kJ.kg 干空气1 H2=0.0165kg水汽.kg 干空气 vH2=0.99m .kg
20、 干空气31 I2=111 kJ水汽.kg 干空气 V=33.37/(0.0165-0.01)=5134 kg干空气.h 1 3)预热器需要的热量Q ： Q=V （I1-I0 ）=5134（111-48）=3.23410kJ.h =89.8kw1 4）风机输风量V ： V=VvH2=51340.99=5083m.h 5.在常压干燥器中，将某物料从含水量3.7干燥到0.2（均为湿基），干燥产品产量为 1000kg.h 。温度25、相对湿度 55%的原空气经过预热器加热到85后再进入干燥器，离开1 干燥器时的温度为30，物料进、出干燥器时的温度分别为24和60，绝干物料比热为 9 0.36kJ.k
21、g 绝干料. ，假设干燥器的热损失为9.05kw ，试求：（1）绝干空气流量（kg绝11 干气.h ）；（2）预热器中的传热量（ kJ.h ）。 （25时水的饱和蒸汽压1 3.168kP）。 *答案* 物料衡算：W=V(H2 H1)=Gc( 1 2) Gc=G2(1 2)=1000(10.002)=998kg绝干料.h 1 1=0.037/(1 0.037)=0.0384 2=0.002/(1 0.002)=0.002 W=Gc(1 2)=998(0.0384 0.002)=36.33 kg水.h 1 已知25时水的饱和蒸气压s=3.168kP =s=0.553.168=1.7424kP H1
22、=H0=0.622 /(P)=0.0109 kg水.kg 绝干气1 V(H20.0109)=36.33 () 热量衡算： (b)恒恒 QCGVIQCGVI PmPm2211 其中： 0=(1.01+1.880.0109)25+24900.0109 =52.9 kJ.kg 绝干气 1=(1.01+1.880.0109)85+24900.0109 =114.7kJ.kg 绝干气 2=(1.01+1.88H2)30+2490H2 =30.32546H2 =(0.36+4.1870.0384)24=12.5 kJ.kg 绝干料1PmC1 =(0.36+4.1870.002)60=22.1 kJ.kg 绝干料2 ； ； ；0恒Qkw5.9恒 11XCPLsPm22XCPLsm 代入（b）式： V(84.42546.4H2)=38510 (C) 联立式()和(c)解得： H2=0.02661 kg水.kg 绝干气1 V=23112.5 kg绝干气.h Q=V( 1 0)=61.8V=61.82312.5 =142913 kJ.h =39.7 kw1
