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干燥思考题及例题2008 D 下面说法中 正确的是 如空气温度降低 其湿度肯定不变 如空气温度升高 其湿度肯定不变 A 两种都对 B 两种都不对 C 对 不对 D 对 不对 思考题 如需将空气减湿 应使气温 A 高于湿球温度 B 低于湿球温度 C 高于露点 D 低于露点 D 当湿度和温度相同时 相对湿度与总压的关系是 A 成正比 B 成反比 C 无关 D 与p0 8成正比 A 在一定的物料和干燥介质条件下 临界湿含量是区分结合水和非结合水的分界点 平衡湿含量是区分可除水分与不可除水分的分界点 正确的判断是 A两种都对B两种都不对C 对 不对D 对 不对在等速干燥阶段中 在给定的空气条件下 对干燥速率正确的判断是 A干燥速率随物料种类不同有极大的差异 B干燥速率随物料种类不同有较大的差异 C各种不同物料的干燥速率实质上是相同的 D C 总压恒定时 某湿空气的干球温度一定 若露点温度升高 以下参数如何变化 P水汽 H I tw 一定湿度的空气 随总压的降低 露点相应地 A 升高 B 降低 C 不变 D 不一定 增大 增大 增大 增大 增大 t td A A B 若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变 则对同一物料 平衡含水量 结合水含量 间歇恒定干燥时 如进入干燥器的空气中水汽分压增加 温度不变 则恒速阶段物料温度 恒速阶段干燥速率 临界自由含水量 不变 不变 增大 减小 减小 t tw A A t w 在湿球温度的计算式中 之比值 A 与空气的速度变化无关 B 与空气速度的0 8次方成正比 C 与空气速度的0 5次方成正比 D 不一定 与多种因素有关在测量湿球温度时 空气速度需大于5m s 这是为了 A 减少辐射和热传导的影响 真空干燥的主要优点是 A省钱B干燥速率缓慢C能避免发生不利反应D能避免表面硬化有关降速干燥阶段物料内水分扩散机理的毛细管理论认为 当水分蒸发时水和固体之间由于 而产生了毛细管力 这种毛细管力是水分由细孔移到固体表面的推动力 A浓度差推动力B表面张力C摩擦力D重力 C B 课本思考题1 当湿空气的总压变化时 湿空气H I图上的各线将如何变化 在t H相同的条件下 提高压强对干燥操作是否有利 为什么 解 我们以总压增大为例讨论各线的变化 1 等t线总压的变化对空气的温度没有影响 等t线不变 2 等H线 总压增大时 空气和水的摩尔数都不变 等H线不变 3 等I线I 1 01 1 88H t 2490Ht H都不变 I不变等I线不变 H I P p H H 1 0 1 0 P 4 等线 由 导出 p H线向上平移 于是 P增大等线上移 即 5 蒸汽分压线 讨论 总压增大时 露点温度和绝热饱和温度怎样变化 A tas td 2 测湿球温度和绝热饱和温度时 若水的初始温度不同 对测定的结果是否有影响 为什么 解 测湿球温度空气向水传热速率 水汽化传热速率 绝热饱和温度与水的初始温度无关 测绝热饱和温度湿空气放出显热 水汽化所需潜热 湿球温度与水的初始温度无关 3 对一定的蒸发量及空气离开干燥器时的湿度 问应按夏季还是冬季的大气条件来选择干燥系统的风机 解 风机体积流率 夏季比较t H0大 而W H2相同所以夏季L和vH都大 风机体积流率大 整个系统阻力损失增大 风机全风压较大按夏季选干燥系统的风机 4 如何区分结合水分和非结合水分 总水分 X B 非结合水 结合水 结合水分只与物料本身的特点有关 与空气状态无关 二者区分是以湿物料与饱和空气接触时 物料的平衡水分为界线的 5 当空气的t H一定时 某物料的平衡湿含量为 若空气的H下降 该物料的如何变化 解 空气的H下降 空气中水气的分压减小 因此减小 湿空气的载湿能力增强 物料的平衡湿含量减小 例1 某物料恒速干燥速率为1 9kg m2h 现欲将每小时50kg 含水量为10 湿基 的物料干燥至3 湿基 已知干燥面积为3m2 临界含水量为10 干基 平衡含水量为1 干基 求所需干燥时间 小时 提示 1 含水量均换算为干基 2 含水量均用自由含水量表示 答案 1 121h X1 0 111X2 0 031GC G1 1 w1 45kg h 1 2 1 121h 例2 采用气流干燥器对某种物料进行干燥 每小时将200kg湿物料由最初湿含量10 干燥到湿含量1 以上均为湿基 空气经预热后的温度为100 相对湿度为5 进入干燥器 空气离开干燥器的温度为65 相对湿度为25 求 1 蒸发水分量kg h 2 需干空气量kg h 3 干燥器截面为圆筒形 要求空气进干燥器的线速度为0 5m s 求干燥器的直径 解 1 2 查图H1 0 032 查图H2 0 042 3 例3 采用常压操作的干燥装置干燥某种湿物料 已知操作条件如下 空气的状况 进预热器前t0 20 H0 0 01kg kg干气 进干燥器前t1 120 出干燥器时t2 70 H2 0 05kg kg干气 物料的状况 进干燥器前 1 30 w1 20 湿基 出干燥器时 2 50 w2 5 湿基 绝干物料比热为1 5kJ kg 干燥器的生产能力为53 5kg h 按干燥产品计 求 1 干空气流量 kg h 2 预热器的传热量 kJ h 3 干燥器中补充的热量 kJ h 干燥装置热损失可以忽略不计 解 1 2 3 例4 总压100kPa 空气的温度为20 湿度为0 01kg kg绝干气 试求 空气的相对湿度 总压P与湿度H不变 将空气温度提高至50 时的相对湿度 2 温度t与湿度H不变 将空气总压提高至120kPa时的相对湿度 3 若总压提高到300kPa 温度仍维持20 不变 每100m3原湿空气冷凝出来的水分量 解 相对湿度 1 t 20 时 ps 2 334kPa 相对湿度 2 t 50 ps 14 99kPa 相对湿度 3 因总压提高到120kPa 空气湿度H 0 01kg kg绝干气不变 当P 100kPa时 p水汽 1 582kPa 现t不变 P 300kPa 因p水汽 P 则理论上p水汽 1 582 3 4 746kPa 但20 的PS 2 334kPa 故在压缩过程中必有水分析出 空气中的水蒸气分压将保持为PS 2 334kPa 则加压后的空气湿度为饱和湿度 加压后每kg绝干气冷凝出来的水分量为 冷凝的水分量W 100m3原湿空气冷凝出来的水分量为 原湿空气比体积为 例5某干燥器的操作压强为79 98kPa 出口气体的温度为60 相对湿度为70 将部分出口气体返回干燥器入口与新鲜空气混合 使进入干燥器气体温度不超过90 相对湿度为12 已知新鲜空气的质量流量为0 5025kg s 湿度为0 005kg水 kg干空气 试求 1 新鲜空气的预热温度及空气的循环量 2 预热器需提供的热量为多少 若将流程改为先混合后预热 所需热量是否变化 已知 V0 0 5025kg s H0 0 005kg水 kg干空气 P 79 98kPa t2 60 2 70 tm 60 m 12 V0 V 1 H0 解 求t1 VR 水在t2 60 时的ps 19 91kPa 以混合点为控制体 对水分作物料衡算 水在tm 90 时的ps 70 09kPa 以混合点为控制体作热量衡算 求得空气的预热温度为 t1 133 3 由 预热器提供热量 对红框作热量衡算 VI0 VRI2 Q V VR I1 整理得 Q V VR I1 VI0 VRI2 若将流程改为先混合后预热 所需热量是否变化 此处I1为原来的Im 讨论 先混合后预热与先预热后混合所需热量相同 但先预热后混合t1高 既需要能位较高的热源 一般说来 先混合后预热更为经济合理 例6某湿物料在干燥器内进行干燥 G1 0 5kg s w1 5 干燥后w2 1 空气t0 20 H0 0 005kg水 kg干气体 t1 150 进入干燥器 并假设物料所有水分皆在表面气化阶段除去 干燥器本身保温良好 试求 1 t2 70 预热器提供的热量及热效率 2 t2 42 预热器提供的热量及热效率有何变化 3 若气体离开干燥器以后 因在管道及旋风分离器中散热温度下降了10 分别判断以上两种情况是否会发生物料返潮的现象 W Gc X1 X2 分析 解 1 W Gc X1 X2 0 0202kg s 2 物料不会返潮 物料将返潮 t 60 t 32 3 td 400C t td 例7 湿物料的处理量3 89kg s 温度为20 含水量为10 湿基 在常压下进行干燥 干燥后产品含水量不超过1 湿基 物料的出口温度为70 干物料的比热容为1 4kJ kg K 空气的初始温度为20 相对湿度为50 若将空气预热至130 进入干燥器 规定气体出口温度不低于80 干燥过程热损失约为预热器供热量的10 试求 1 该干燥过程所需的空气量 热量及干燥器的热效率 2 若加强保温措施 使热损失可以忽略不计 所需的空气量 热量及干燥器的热效率有何变化 解 1 W Gc X1 X2 0 35315kg s 1 2 2 例8 湿物料中最初含水量0 33kg水 kg干料 在定态空气条件下干燥 经过8小时烘干到含水量0 09kg水 kg干料 物料临界含水量为0 17kg水