干燥习题.doc

第七章 干燥【例7-2】 已知湿空气的总压为101.3kPa相对湿度为50%，干球温度为20。试用I-H图求解： （a）水气分压p；（b）湿度H；（c）焓I；（d）露点td；（e）湿球温度tW；（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117，求所需热量Q。解：见本题附图。由已知条件：pt=101.3kPa，0=50%，t0=20在I-H图上定出湿空气状态A点。（a）水气分压：由图A点沿等H线向下交水气分压线于C，在图右端纵坐标上读得p=1.2kPa。（b）湿度H：由A点沿等H线交水平辅助轴于点H=0.0075kg水/kg绝干空气。（c）焓I：通过A点作斜轴的平行线，读得I0=39kJ/kg绝干空气。（d）露点td：由A点沿等H线与=100%饱和线相交于B点，由通过B点的等t线读得td=10。（e）湿球温度tW（绝热饱和温度tas）：由A点沿等I线与=100%饱和线相交于D点，由通过D点的等t线读得tW=14（即tas=14）。（f）热量Q：因湿空气通过预热器加热时其湿度不变，所以可由A点沿等H线向上与t1=117线相交于G点，读得I1=138kJ/kg绝干空气（即湿空气离开预热器时的焓值）。含1kg绝干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为： Q=I1-I0=138-39=99kJ/kg每小时含有500kg干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为： Q=500Q=50099=49500kJ/h=13.8kW通过上例的计算过程说明，采用焓湿图求取湿空气的各项参数，与用数学式计算相比，不仅计算迅速简便，而且物理意义也较明确。【例7-3】 今有一干燥器，湿物料处理量为800kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。干燥介质为空气，初温15，相对湿度为50%，经预热器加热至120进入干燥器，出干燥器时降温至45，相对湿度为80%。试求：（a）水分蒸发量W； （b）空气消耗量L、单位空气消耗量； 解（a）水分蒸发量W已知G1=800kg/h，w1=30%，w2=4%，则 Gc=G1（1-w1）=800（1-0.3）=560kg/h W=Gc（X1-X2）=560（0.429-0.042）=216.7kg水/h（b）空气消耗量L、单位空气消耗量由I-H图中查得，空气在t=15，=50%时的湿度为H=0.005kg水/kg绝干空气。在t2=45，2=80%时的湿度为H2=0.052kg水/kg绝干空气。空气通过预热器湿度不变，即H0=H1。 kg绝干空气/h kg干空气/kg水（c）风量V 用式（7-14）计算15、101.325kPa下的湿空气比容为 =0.822m3/kg绝干空气V=LvH=46100.822=3789.42m3/h 用此风量选用鼓风机。【例7-4】采用常压气流干燥器干燥某种湿物料。在干燥器内，湿空气以一定的速度吹送物料的同时并对物料进行干燥。已知的操作条件均标于本例附图1中。试求：（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失；（3）干燥器的热效率。解：（1）新鲜空气消耗量 先按式（7-27）计算绝干空气消耗量，即 求W 绝干物料Gc=kg绝干料/h W=Gc（X1-X2）=248（0.15-0.01）=34.7kg/h求H2 因QL0，故干燥操作为非绝热过程，空气离开干燥器的状态参数不能用等焓线去寻求，下面用解析法求解。当t0=15、H0=0.0073kg/kg绝干空气时， I1=（1.01+1.88H0）t0+r0H0=34kJ/kg绝干空气当t1=90、H1=H0=0.0073kg/kg绝干空气时，同理可得I1=110kJ/kg绝干空气。 I1=cs1+X1cw1=1.15615+0.154.18715=26.76kJ/kg绝干料同理 I2=1.15640+0.014.18740=47.91kJ/kg绝干料围绕本例附图1的干燥器作焓衡算，得 LI1+GcI1=LI2+GcI2+QL或 L（I1-I2）=Gc（I2-I1）+QL将已知值代入上式，得 L（110-I2）=248（47.91-26.76）+3.23600或 L（110-I2）=16770 (a)根据式（7-11）可以写出空气离开干燥器时焓的计算式为 I2=（1.01+1.88H2）t2+2490H2或 I2=（1.01+1.88H2）50+2490H2=50.5+2584H2 （b） 绝干空气消耗量L= （c）联立式（a）、式（b）及式（c），解得 H2=0.02055kg/kg绝干空气 I2=103.6kJ/kg绝干空气 L=2618.9kg绝干空气/h（2）预热器消耗的热量Qp用式（7-29）计算，即 Qp=L（I1-I0）=2618.9（110-34）=199000kJ/h=55.3kW（3）干燥系统的热效率 若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则用式（7-35）计算干燥系统的热效率，即 因QD=0，故Q=Qp，因此 【例7-5】 有一间歇操作干燥器，有一批物料的干燥速率曲线如图7-14所示。若将该物料由含水量w1=27%干燥到w2=5%（均为湿基），湿物料的质量为200kg，干燥表面积为0.025m2/kg干物料，装卸时间=1h，试确定每批物料的干燥周期。解 绝对干物料量 Gc=G1（1-w1）=200（1-0.27）=146kg 干燥总表面积 S=1460.025=3.65m2将物料中的水分换算成干基含水量 最初含水量kg水/kg干物料 最终含水量kg水/kg干物料由图7-15中查到该物料的临界含水量Xc=0.20kg水/kg干物料，平衡含水量X*=0.05kg水/kg干物料，由于X2Xc，所以干燥过程应包括恒速和降速两个阶段，各段所需的干燥时间分别计算。a.恒速阶段1由X1=0.