下册 第5章 干燥答案.pdf

B5 1 高 B5 2 增加 下降 B5 3 X 湿物料中水份的质量 湿物料中绝干物料的质量 B5 4 相等 B5 5 不变 降低 增高 不变 B5 6 100 不变 降低 B5 7 H 湿空气中水蒸气的质量 湿空气中绝干空气的质量 干湿球温度计 B5 8 热量传递和质量传递 绝干空气的质量 1Kg 绝干空气 B5 9 空气的湿球温度tw 物料内部迁移 物料本身结构 尺寸及几何尺寸形状 物料本 身的湿度 B5 10 W dG dX V SdSd 1 分 w w tt v rt B5 11 厢式干燥器 流化床干燥器 气流干燥器 B5 12 D B5 13 C B5 14 B B5 15 A B5 16 C B5 17 B B5 18 D B5 19 A B5 20 B B5 21 B5 22 B5 23 B5 24 B5 25 B5 26 B5 27 Tianjin Bohai Vocational Technical College 1 B5 28 答 必要条件是物料表面的水气压强pw必须大于干燥介质中水气的分压p 两者差别 越大 干燥操作进行的越快 过程特点 干燥是传热和传质相结合的操作 干燥速率由传热速率和传质速率共 同控制 B5 29 当湿空气温度未t 湿度为H时 以 1Kg绝干空气为基准的绝干空气的焓与其携带的 HKg水气的焓之和称为湿空气的焓 以I表示 定义式为 I Ig HIv B5 30 在湿空气性质中出现了四个温度的概念 即 干球温度t 湿球温度tw 绝热饱和温度 tas 露点温度td 对于水蒸气 空气系统来说 他们之间的关系为 1 tw tas 2 不饱和空气 t tw td 3 饱和空气 t tw td B5 31 湿空气的 H I 图由以下线群所组成 等湿度线 等 H 线群 等焓线 等 I 线 群 等干球温度线 等 t 线 群 等相对湿度线 等 线 群 蒸气分压线 B5 32 通过干燥器的焓衡算可以求得 干燥系统中预热器消耗的热量Qp 向干燥器补充 的热量QD 干燥系统中消耗的总热量Q 干燥系统中消耗的总热量 Q 用于 加热空气 蒸发物料中水分 加热湿物料 损失于周围环境中 B5 33 表达式为 2 2490 1 88 100 Wt Q 提高 的主要措施有 1 降低空气离开干燥器的温度t2 提高其湿度H2 但t2不宜过低 以避免在后面的 操作中析出水滴 2 注意干燥设备和管路的保温隔热 最大限度降低QL 3 充分利用废气 离开干燥器的空气 来预热冷空气或冷物料 Tianjin Bohai Vocational Technical College 2 B5 34 平衡水分是指在固定的空气状态下 不能被除去的物料中的水分 是特定干燥条件下 物料的极限含水量 又称平衡湿含量或平衡含水量 以 X 表示 自由水分是指超过 X 的那部分在干燥操作中能够被除去的水分 B5 35 答 在干燥速率曲线 U X 关系曲线 中 将干燥过程可分为恒速干燥阶段和降速干 燥阶段 它们的特点 在恒速干燥阶段 干燥速率 U 保持恒定 不随 X 而变 在降速干燥阶段 U 随 X 的减少而降低 临界点 c 两阶段的分界点 c 或两段的交点 称为临界点 临界干燥速率 Uc 与临界点 c 相对应的干燥速率称为临界干燥速率 Uc 临界含水量 Xc 与临界点 c 相对应的湿物料含水量称为临界含水量 Xc B5 36 答 各类干燥器都应满足如下要求 1 能保证生产能力及干燥产品的质量要求 如含湿量 形状等 2 要求干燥速率快 干燥时间短 设备尺寸小 能量消耗少以及辅助设备的投资和 经常使用的费用应低 3 操作与控制应方便 劳动条件要好 B5 37 答 求湿度 H 0 4 25 0 6220 6220 0681 101 330 4 25 s s p HK Pp gKg 水绝干空气 湿空气的比热容CH 1 01 1 881 01 1 88 0 06811 138 H CH KJ Kg 绝干气 求湿空气的焓 I I 1 01 1 88H t2490H 1 01 1 88 0 0681652490 0 0681243 5KJ Kg 绝干气 水气分压 p s p p0 4 2510KPa 比容VH Tianjin Bohai Vocational Technical College 3 H 3 273t101 33 v0 772 1 244H 273 27365101 33 0 772 1 244 0 0681 273101 33 0 971m Kg p 绝干气 B5 38 答 求 W 1 1 1 w0 12 X0 1364 1w1 0 12 2 2 2 w0 02 X0 1w1 0 02 0204 11 G G 1 w1600 1 0 121408Kgh 绝干料 12 W G XX1408 0 1364 0 0204 163 3Kg h 求 l 21 11 55 6 0 0280 01 L lK WHH 绝干气水分gKg 求Lw L W l163 3 55 69079Kg h 绝干气 w1 L L 1 H 90791 0 01 9170Kg h 新鲜空气 求G2 G2 G1 W 1600 163 3 1436 7Kg h B5 39 答 求预热器的传热量Qp p010 5 Q L 1 01 1 88Htt9079 1 01 1 88 0 01 90206 538 10 KJ h181 6Kw 求空气离开干燥器的温度t2 题给条件 空气在干燥器中经历等焓增湿过程 则I1 I2 即 111222 1 01 1 88Ht2490H1 01 1 88Ht2490H 代入已知量 H1 H0 0 01Kg Kg绝热气 H2 0 028Kg Kg绝干气 t1 90 可得 2 1 01 1 88 0 01 902490 0 011 01 1 88 0 028 t2490 0 028 Tianjin Bohai Vocational Technical College 4 92 59 24 9 1 06t2 69 72 解出t2 45 07 求干燥器补充的热量QD KJ Kg 绝干料 1s11 IC4 187XQ2 444 187 0 13642060 2 KJ Kg 绝干料 2s22 IC4 187XQ2 444 187 0 020445113 6 由题给条件I2 I1 QL 0 可得 D2121 Q L IIIIQG L可简化为 D21 Q G II1408 113 660 275249KJ h 20 9KW 求干燥系统的热效率 2 V PD 5 2490 1 88 100 163 32490 1 88 45 07 100 57 67 6 538 1075249 pD WtQ QQQQ B5 40 答 求冷却至 100 时析出的水分量 该空气在原状态下的水蒸汽分压 p 由 p H0 622 Pp 可得 H101 33 0 15 19 68KPa 0 622 H0 6220 15 P p 题给水在 100 时 Ps 101 33KPa P 19 68KPa 故此时空气仍未达到饱和状态 不会有水分析出 求冷却到 50 时析出水分量 题给水在 50 时 ps 12 334Xc X2 故湿物料的干燥包括恒速和降速两个阶段 故干燥所需总时间 1 2 且已知U与X呈线性关系 则有 C 121CC CC XX GG XX XX ln U SSUXX 2 即 C 1CC C2 XX G XX XX ln SUXX C1C C CC2 G XX XXXX ln SUXX XX 3 x G0 400 15o 150 04 ln20 10 Sk0 150 040 080 04 整理得 3 x G 2 272 1 01220 10 Sk 即 x G 6088 3 Sk Tianjin Bohai Vocational Technical College 6 当 1 X 0 40 2 X 0 05 时 所求干燥时间 1C C 12 xC2 X XXX G ln k SXX XX 6088 3 0 400 150 150 04 ln 0 150 040 080 04 28438s 7 899 h B5 43 解 求 1 X 2 X 1 1 1 0 2 0 25 11 0 2 w X w 2 2 2 0 05 0 0526 11 0 05 w X w 求 C V 10 0 120 02 1 CxC VkXX 2 g Km h 求 由于 1 X C X 3 X 湿物料的干燥包括恒速和降速两个阶段 故 12 12 C G XX S U 2 ln CC C G XXXX S UXX 12 2 ln C C C XXG XXXX S UXX 80 120 02 0 250 12 0 120 02 ln 10 05260 02 1 937 h B5 44 解 由于物料的最终含水量 0 025 临界含水量 Xc 0 02 本题为仅有恒速干燥阶段 的等焓干燥过程 求绝干空气消耗量 L 10 0 622 0 4 4 242 0 6220 0106 101 330 4 4 242 s s P HH pP Kg Kg 绝干气 1 1 2000 1695 110 18 G GK X g h 12 21 16950 180 025 16020 0 0270 0106 G XX LK HH g h Tianjin Bohai Vocational Technical College 7 求预热器的传热量Qp 10010 6 1 01 1 88 16020 1 01 1 88 0 0106 100301 155 10 320 83 p QL IILHL tt KJ hKw 求废气温度t2和物料的温度 求t2对于等焓干燥过程可得 I1 I2即有 010222 1 01 1 8824901 01 1 882490HtHHtH 代入已知量可得 2 1 01 1 88 0 01061002490 0 01061 01 1 88 0 0272490 0 027t 即 129 4 1 061t2 67 23 t2 58 60 求 在恒速干燥阶段 物料表面温度 空气的湿球温度tw 33 B5 45 解 求L和Lw 已知G 1230 Kg h 1 X 0 2195 2 0 0152X 12 1230 0 21950 0152 251 29WG XX Kg h 对于绝热干燥过程有 0 D Q 0 L Q 12 II 由 12 II 可求出 2 H 代入已知量 010222 1 01 1 88 2490 1 01 1 88 2490H tHHtH 22 1 01 1 88 0 010 902490 0 010 1 01 1 88 502490HH 即 92 59 24 9 50 5 2584 0 0259 2 H 2 H Kg Kg绝干气 4 20 251 29 1 580 10 0 02590 010 W L HH Kg 绝干气 h Kg 新鲜空气 h 44 0 1 1 580 10 10 01 1 596 10 W LLH 求预热器中加热蒸气耗量 h W 4 010 1 01 1 88 1 580 10 1 01 1 88 0 010 9025 P QLHtt 6 1 057 10 KJ h 6 1 057 10 479 4 2205 P h Q WK r g h 求 0 则 D Q Tianjin Bohai Vocational Technical College 8 2 6 2490 1 88 251 29 2490 1 88 50 100 100 61 43 1 057 10 P Wt Q B5 46 解 因 X1 Xc X2 故 12 且物料在干燥器内停留时间应 且题给 1 1h 121 2 ln c cc c XXG XXXX s UXX 1 1 11 0 250 100 15 cc G s UXX 10 100 01 10 100 01 ln2 295 0 150 02040 01 h B5 47 解 由题给条件 1 5 5000Kg hGh 吨 1 w0 23 2 w0 13 求X1 X2 1 1 1 w0 23 X0 299 1w1 0 23 2 2 2 w0 13 X0 149 1w1 0 13 121112 WG XXG 1wX X 5000 1 0 230 2990 149577 5Kg h B5 48 解 基准 1Kg 原湿物料 当湿物料从湿基含水量 50 干燥至 25 时的有关量 1 1 1 w0 50 X1 1w1 0 50 0 2 2 2 w0 25 X0 333 1w1 0 25 11 GG 1 w11 0 500 50Kg 干物料 112 WG XX0 501 0 3330 3344Kg 当湿物料从湿基含水量 2 干燥至 1 时的有关量 1 0 02 X0 0204 1 0 02 2 0 01 X0 0101 1 0 01 G11 0 020 98Kg 干物料 Tianjin Bohai Vocational Technical College 9 212 WG XX0 98 0 02040 01010 01009Kg 求倍数为 1 2 W0 334 0 01009Kg W0 01009 B5 49 解 求干基含水量 1 X 2 X 1 1 1 w0 30 X0 429 1w1 0 30 2 2 2 w0 02 X0 0204 1w1 0 02 干空气消耗量 L 已知 G 0 833 Kg 干空气 2 s m 2 2 LG AGD0 8331 20 942 44 Kg 干空气 s 求 1 H 2 H 求 由 110 与 40 在湿空气 H I 图中查出Kg Kg 干空气 1 H 1 t w1 t 1 H0 026 求 题给空气在干燥器内的变化为等焓过程 故 40 再由 45 和 40 查出 0 052 Kg Kg 干空气 2 H w2w1 tt 2 t w2 t 2 H 求 G 由物料衡算得 2112 W L HHG XX 可得 21 12 L HH0 942 0 0520 026 G 0 0599 XX0 4290 0204 Kg 绝干料 s 求 1 G 11 0 0599 GG 1w 0 0856 1 0 30 Kg 湿物料 s 308 2 Kg 湿物料 s B5 50 解 题给总压强P 0 933 105Pa 不能查用教材中常压下的湿空气H I图 要用公式计 算 0S0 01 5 0S0 P0 80 1705 HH0 6220 622 pP0 933 100 8 1705 0 00923Kg Kg 干空气 Tianjin Bohai Vocational Technical College 10 2S2 2 5 2S2 P0 60 9584 H0