(20)--第8章习题解答化工原理绪论化工原理.doc

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1、第八章 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 。 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绝干空气相对湿度 0/0 焓kJ/kg绝干气 露 点 0C水气分压 kPa 1 60 30 0.015 13.3 98 21 2.5 2 40 27 0.016 33 79 20 2.4 3 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

2、到100所需热量：将该空气预热到120时相应的相对湿度值。4） 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 I1 = I2 (1.01+1.88H1)t12500H1 = (1.01+1.88H2)t22500H2 (1.01+1.880.018) 12825000.018= (1.01+1.88H2) 492500H2 H2 = 0.0498 kg水/kg干气 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通过减

3、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 = jps = 0.77.377 = 5.1639 KpaH1 = H2 p = p= 5.1639Kpa查表得 t = 63.3(2) t不变 ps = 25.8195KPa由63.3, j = 10% 查图得 H = 0.014kg水/kg干空气 P=117.29Kpa6） 某干燥器冬季的大气状态为 ，

4、，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。 7） 在常压连续干燥器中，将某物料从含水量10%干燥至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。 8）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

5、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。 9） 采用废气循环干燥流程干燥某物料，温度 为20、相对湿度 为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

6、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。 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 j = 72% 查图H = 0.16kg水/kg干空气tHAMBM点：90 j = 10% 查图H = 0.048kg水/kg干空气AMB在一直线上 A点

7、：H = 0.0054kg水/kg干空气, t = 127 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) = 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

8、热量。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，w2= 0.005， kg水/kg干物料 kg水/kg干物料绝干物料：Gc = G1(1w1) = 1(10.035) = 0.965 kg/s水分蒸发量：W= Gc(X1X2) = 0.03 kg/s空

9、气消耗量： H1= 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(I1I0) = L(1.01+1.88H0)(t1t0)= 0.773 (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(II0) = 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 t

10、d = 40 30 返潮 13） 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

11、水量干燥至初始含水量的20%需要多长时间？ 15） 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。 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%，湿物料的处理量为8000湿染料，实验测得：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：w1 = 0.45 kg水/kg干料 w2 = 0.03 kg水/kg干料 同理

12、 X0 = 0.429 kg水/kg干料 X* = 0.01 kg水/kg干料 t = 28h t1 = 0.31t2 又 t1+ t2 = t = 28h t1 = 6.6h t2 = 21.4hGc = 8000(10.45) = 4400 kg干料 kg水/h kg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

13、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，tw = 43.7，rtw = 2.398 kJ/kg，t1 = 1ht = 80， tw = 48.3，rtw = 2385.6 kJ/kg (2) 18） 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%。