化工原理——干燥题.doc

化工原理第10章 干燥【考纲要求】1. 了解去湿的方法和干燥的分类；2. 掌握湿空气的性质和干球温度、湿球温度、绝热饱和温度的概念和有关计算，理解湿空气的H-I图的应用；3. 掌握干燥器的物料衡算公式及有关计算，了解热量衡算公式；4. 了解干燥速度和干燥时间；5. 理解干燥器的结构和特点；6. 掌握干燥操作条件的确定和流化床干燥器的基本操作。【基本知识点】1、 概述1. 去湿的方法(1)(2)(3)干燥：干燥的目的：2. 干燥的种类：（1） 按照热能传给湿物料的方式，干燥可分为（2） 按照操作的总压力的大小，干燥可分为（3） 按照操作的方式，干燥可分为3. 干燥的特点及干燥条件干燥特点：干燥过程进行的条件是：2、 湿空气的性质和湿度图（1） 、湿空气的性质湿空气：周围大气中干空气和水蒸气的混合物，称为“湿空气”1. 湿空气的压力（1） 定义：（2） 符号：（3） 表达式：（4） 说明：2. 湿度（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4） 说明：3. 相对湿度（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4） 说明：4. 湿空气的比体积（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4）说明：5.湿空气的比热容（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4）说明：6.湿空气的焓（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4）说明：7.露点（1）定义：（2）符号：（3）表达式：（4）说明：总结、说明：湿度和相对湿度的关系与区别：8. 干球温度、湿球温度和绝热饱和温度干球温度湿球温度绝热饱和温度定义联系区别（2） 、湿空气的湿度图1、 湿度图的坐标及做法2、 湿度图的组成（1） 、等湿度线（2） 、等焓线（3） 、等相对湿度线（4） 、等干球温度线（5） 、蒸汽分压线3、 湿度图的应用湿空气的两个相对独立的参数为：3、 干燥器的物料衡算物料衡算要解决的问题是：（1）、（2）、1、物料含水量的表示方法湿基含水量干基含水量定义符号表达式互相换算2、 水分蒸发量水分蒸发量的三种不同形式的表达式分别为：（1）（2）（3）3. 空气消耗量空气消耗量的计算公式为：说明：（1） 、（2） 、（3） 、4、 干燥速率和干燥时间1、 物料中所含的水分（1）吸附水分毛细管水分溶胀水分（2）平衡水分 自由水分（3） 结合水分非结合水分这几种水分之间的关系如何？用图示的形式表示：2、干燥速率及其影响因素（1）干燥速率A.定义：B.符号：C.表达式：（2） 干燥速率曲线由干燥速率曲线可知：A.B.C.D.E(3) 影响干燥速率的因素 影响因素有：A.B.C.D.E.F.3. 干燥时间在恒定干燥条件下，物料从最初含水量X1,干燥到最终含水量X2所需要的时间为：其中，等速干燥阶段的干燥时间为： 降速干燥的干燥时间为：5、 干燥器1、 工业生产对干燥器的一般要求是：（1）（2）（3）（4）（5）2. 干燥器的分类3.干燥器的结构和特点结构特点优点缺点适用场合厢式干燥器转筒干燥器气流干燥器流化床干燥器滚筒干燥器喷雾干燥器4. 流化床干燥器的基本操作【经典习题】1.已知湿空气的总压pt=101.3kPa，相对湿度=0.6，干球温度t=30。试求：湿度H；露点td；绝热饱和温度；将上述状况的空气在预热器中加热至100所需的热量。已知空气质量流量为100kg（以绝干空气计）/h；送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。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。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； （c）如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量V。4.有一间歇操作干燥器，有一批物料的干燥速率曲线如图7-15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。5.湿空气在总压101.3KPa、温度60下，湿度为0.03kg水汽/kg干气。试计算：（1） 、该湿空气的相对湿度及容纳水分的最大能力；（2） 、若总压不变，而将空气冷却至40，则相对湿度及容纳水分的最大能力有何变化？（3） 、若总压不变，而空气冷却至20，计算每千克干空气所析出水分量；（4） 、若温度仍为60，而将系统总压提高到150KPa，则相对湿度及容纳水分的最大能力又有何变化？（5） 、若温度仍为60，而将系统总压提高到600KPa，计算每千克干空气所析出的水分量。【真题拾贝】1. 有一干燥器用空气作为介质干燥盐类结晶，每小时处理湿物料2000kg，干燥操作使物料的湿基含水量由40%减至5%，在这一过程中水分的蒸发量为（ ）A.0.205kg/s B.0.205kg/h C.0.324kg/s D.0.324kg/h2. 下列关于流化床干燥器操作错误的是（ ）A. 开炉前首先检查送风机和引风机 B.投料前应先开大蒸汽阀门进行烤炉C.根据进料量调节风量和热风温度D.经常检查风机的轴承温度，机身有无振动以及风道有无漏风3. 下列关于干燥的说法正确的是（ ）A. 热空气作为对流干燥介质既是载热体又是载湿体B.辐射干燥产品干燥均匀而洁净，电能消耗也少C.目前工业上应用最普遍的传导干燥D.常压干燥适用于干燥易氧化的物料4. 干球温度和湿球温度的差别越大，说明（ ）A. 湿空气的吸湿能力越弱 B.湿空气的吸湿能力越强C.湿空气的绝对湿度越大 D.湿空气的相对湿度越大5. 选择干燥器主要根据物料的性质，下列选择错误的是（ ）A. 选用转筒式干燥器干燥散粒状物料B.选用厢式干燥器干燥颗粒易破碎的物料C.选用流化床干燥器干燥块状物料D选用喷雾干燥器干燥牛奶、蛋粉、医药品等热敏性物料6. 对于不饱和湿空气，干球温度t，湿球温度tw和露点td，这三者的关系是（ ）A. ttwtwtd C.tdtttw7. 绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降。此温度等于循环水的温度，称为该空气的（ ）A. 湿球温度 B.干球温度 C.平衡温度 D.绝热饱和温度 8. 适用于沸腾床干燥的物料状态是（ ）A. 浆状 B.膏状 C.粉粒状 D.片状 9. 干燥操作时，鼓风机的送风量与空气的温度和湿度有关，选定鼓风机依据的季节是（ ）A. 春 B.夏 C.秋 D.冬10、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为( )。 A. 结合水； B. 平衡含水量； C. 临界含水量；D. 自由含水量11、大量空气和少量水长期接触后水面的温度等于空气的（ ）。 A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 绝热饱和温度；D. 露点温度12、干燥操作的经济性主要取决于（ ） A.能耗和干燥速率； B.能耗和热量的利用率；C. 干燥速率； D. 干燥介质。13、空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度（ ）。 A. 愈低、 B. 愈高； C. 不变14、已知湿空气的总压为101.3kPa,相对湿度为70%，干球温度为20。试求：（1）湿度H；（2）水蒸气分压p；（3）焓I；（4）如将空气预热到97进入干燥器，对于每小时100kg干空气，所需热量为多少？（5）每小时送入预热器的湿空气体积。（水在20时的饱和蒸汽压2.32kPa）15、某化工厂有一干燥器，湿物料处理量为1000kg/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，湿度为0.005kg水/kg干气，经预热器加热至120进入干燥器，出干燥器时降温至45，湿度为0.052kg水/kg干气，风机装在预热器前。试求：（1） 水分蒸发量，kg/h；（2） 干气消耗量，kg干气/h；风机的风量，m3/h【习题巩固】一.填空题1.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力_。2.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属_。3.相对湿度值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_;当=0时。表示该空气为_。4.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为_；首先除去的水分为_；不能用干燥方法除的水分为_。5.已知某物料含水量X=0.4kg水.kg-1绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量Xc=0.25kg水.kg-1绝干料，平衡含水量X*=0.05kg水.kg-1绝干料，则物料的非结合水分为_，结合水分为_，自由水分为_，可除去的结合水分为_。6.在等速干燥阶段，干燥速率_，物料表面始终保持被润湿，物料表面的温度等于_，而在干燥的降速阶段物料的温度_。7.固体物料的干燥是属于_过程，干燥过程得以进行的条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力_。8.固体物料的干燥，一般分为_两个阶段。9.对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t，湿球温度tw和露点td间的关系是_。10.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_。11.等速干燥阶段物料表面的温度等于_。12.对高温下不太敏感的块状和散粒状的物料的干燥，通常可采用_干燥器，当干燥液状或浆状的物料时，常采用_干燥器。13.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_。14.物料的临界含水量的大小与_等因素有关。15. 1kg绝干空气及_所具有的焓，称为湿空气的焓。16.在一定干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量会_，而干燥所需的时间会_。二.选择题 1.干燥是（ ）过程。 A.传质； B.传热； C.传热和传质。2.空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对温度（ ）。 A.愈低、 B.愈高； C.不变3.当空气的t=tw=td时，说明空气的相对湿度（ ）。 A. =100%； B.100%； C.100%4.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（ ）。 A. H，都升高； B. H不变降低； C. H，都降低5.作为干燥介质的热空气，一般应是（ ）的空气。 A.饱和； B.不饱和； C.过饱和6.在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为（ ），不能除去水分为（ ）。 A.结合水分； B.非结合水分； C.平衡水分； D.自由水分。7.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（ ）。 A.干球温度； B.湿球温度； C.露点8.影响恒速干燥速率的主要因素是（ ）。 A.物料的性质； B.物料的含水量； C.空气的状态9.影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是（ ）。 A.空气的状态； B.空气的流速和流向； C.物料性质与形状。10.将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（ ）。 A.湿球温度； B.绝热饱和温度； C.露点11.在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度（ ），相对湿度（ ）。 A.升高； B.降低； C.不变12.物料中非结合水分的特点之一是其产生的水蒸汽压（ ）同温度下纯水的饱和蒸汽压。 A.大于； B.小于； C.等于13.