化工原理干燥习题与题解

1 干燥习题与题解 一 填空题 1 在湿度一定时 不饱和空气的温度越低 其相对湿度越 答案 大 2 等速干燥阶段物料表面的温度等于 答案 干燥介质一热空气的湿球温度 3 在实际的干燥操作中 常用 来测量空气的湿度 答案 干 湿球温度计 4 1kg绝干空气及 所具有的焓 称为湿空气的焓 答案 其所带的H kg水汽 5 某物料含水量为0 5 kg水 kg绝干料 当与一定状态的空气接触时 测出平衡水分为 1 0 1kg水 kg绝干料 则此物料的自由水分为 1 答案 0 4 kg水 kg 绝干料 1 6 已知在 50 P 1atm时空气中水蒸汽分压Pw 55 3mmHg 则该空气的湿含量 H 相对湿度 50 时 水的饱和蒸汽压为 92 51mmHg 答案 0 0488 0 598 7 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 答案 临界点 临界含水量 8 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 答案 大于干燥介质中水汽 或其它蒸汽 的分压 9 等焓干燥过程的条件是 答案 干燥器内无补充热 无热损失 且被干燥的物料带进 带出干燥器的热量 之差可以忽略不计 10 作为干燥介质的湿空气 其预热的目的 答案 降低相对湿度 增大吸湿的能力 和提高温度 增加其热焓 11 当湿空气的总压一定时 相对湿度 仅与 及 有关 答案 H 12 已知在常压及25 下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为 相对湿度 100 时 平衡含水量X 0 02kg水 kg 绝干料 相对湿度 40 时 平衡含 100 1 水量 X 0 007 现该物料含水量为0 23kg水 kg 绝干料 令其与25 40 的空气 1 接触 则该物料的自由含水量为 kg水 kg绝干料 结合水含量为 1 kg水 kg绝干料 非结合水的含量为 kg水 kg 绝干料 1 1 答案 自由含水量 X X 0 23 0 007 0 223 结合水量为 X 0 02 100 非结合水量 X X 0 23 0 02 0 21 100 2 13 影响恒速干燥速率的因素主要是 影 响降速干燥速率的因素主要是 答案 干燥介质的状态 流速以及它与物料接触方式 物料结构 含水类型 物料 与空气接触方式 物料本身的温度 二 选择题 1 气流干燥器中 干燥作用最为有效的部分是 A 粒子等速运动段 B 粒子加速运动段 C 干燥管的中部 D 干燥管的顶部 答 B 2 空气的干 湿球温度差越小 表明空气 A 越干燥 B 越潮湿 C 热焓越高 D 热焓越低 答 B 3 干燥器出口气体状态的限制条件是 气体在离开设备之前 A 不降至湿球温度 B 不降至露点 C 不降至绝热饱和温度 D 不降至空气的初始温度 答 B 4 干燥计算中 湿空气的热焓是以 为基础的 A 1kg湿空气 B 1kg干空气 C 1kg饱和湿空气 D 4mol干空气 答 B 5 气体湿比容定义为 所占有的体积 A 1kg湿空气 B 1kg干气及其带有的Hkg湿汽共同 C 1kg湿气体中绝干空气 D 1kg湿气体中湿分 答 B 6 气体的相对湿度是指在一定的总压下湿气体中的湿分蒸汽压与 之比 A 气体的总压 B 湿分在tw下的饱和蒸汽压 C 湿分在td下的饱和蒸汽压 D 湿分在t下的饱和蒸汽压 答 D 7 湿空气经过预热器用饱和水蒸汽间接加热 温度升高 相对湿度 A 增加 B 减小 C 不变 D 不确定 答 B 8 为了测准空气的湿球温度 应将干湿球温度计放在 A 不受外界干扰的静止空气中 B 气速 5m s的空气中 3 C 气速5m s辐射传导可忽略处 答 D 9 对一定湿度的气体 固定气体的温度 增大总压 其相对湿度 A 增大 B 减小 C 不变 D 或增大或减小 答 A 10 不饱和湿空气的干球温度 湿球温度 露点三者间的关系为 t W t d t A B C D t tw td dW ttt dW ttt dW ttt dW ttt 答 A 11 物料含自由水分和平衡水分的相对多少取决于 A 物料含结合水分的多少 B 物料含非结合水分的多少 C 干燥介质的温度 D 干燥介质的相对湿度 答 D 二 计算题 1 某厂利用气流干燥器将含水20 的物料干燥到5 均为湿基 已知每小时处 理的原料量为1000kg 于40 进入干燥器 假设物料在干燥器中的温度变化不大 空气的 干球温度为20 湿球温度为16 5 空气经预热器预热后进入干燥器 出干燥器的空气 干球温度为60 湿球温度为40 干燥器的热损失很小可略去不计 试求 需要的空气 量为多少m h 以进预热器的状态计 0 时水的汽化热2491 27kJ kg 空气 31 1 与水汽比热分别为1 01与1 88kJ kg K 1 1 答案 hKgGC 800 2 01 1000 25 0 20100 20 1 X05263 0 5100 5 2 X hkgXXGW C 9 157 21 由 H图得 下下下下 kgkgH 011 0 0 下下下下 kgkgH 040 0 2 下下下下 kgkgHH 011 0 01 hkgHHWV 8 5444 12下下下 下下下 kgmHvH 8441 0 273 20273 41 22 18 29 1 3 0 hmVvV H 4596 3 2 湿物料经过七小时的干燥 含水量由28 6 降至7 4 若在同样操作条件下 由 28 6 干燥至4 8 需要多少时间 以上均为湿基 已知物料的临界含水量 干基 平衡含水量 干基 设降速阶段中的干燥速度为 15 0 C X04 0 X 即 该段干燥速率曲线为直线 XXKu x 答案 40 0 6 28100 6 28 1 X 4 08 0 4 7100 4 7 2 X05 0 8 4100 8 4 2 X 所以干燥分恒速与降速两阶段 221 XXXX C 恒速段所需时间 二种情况降速阶段所需时间各为 1 t 2 t 2 t C CC Au XXG t 1 1 ln 2 2 XX XX AK G t C x C XXKu CxC 37 2 ln ln 2 22 2 XXXXXXXXtt CC 445 0 ln 12112 CCC XXXXXXXXtt 又 htt7 12 ht16 2 2 ht84 4 1 ht12 5 2 所以需要9 96小时才能由28 6 干燥至4 8 htt96 9 1 2 3 3 在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料 已知数据如下 空气进入预热器的温度为在一常压气流干燥器中干燥某种湿物料 已知数据如下 空气进入预热器的温度为 15 15 湿含量湿含量 焓 焓 空气进干燥器温度为 空气进干燥器温度为90 90 下下下下 kgkgH 0073 0 0 下下下 kgkJI 35 0 焓焓 空气出干燥器温度为 空气出干燥器温度为50 50 湿含量 湿含量 进干燥 进干燥 下下下 kgkJI 109 1 下下下下 kgkgH 023 0 2 器物料含水量为器物料含水量为 出干燥器物料含水量为 出干燥器物料含水量为 干 干 下下下下 kgkgX 15 0 1 下下下下 kgkgX 01 0 2 燥器生产能力燥器生产能力 按干燥产品计 试求 按干燥产品计 试求 1 1 绝干空气的消耗量 绝干空气的消耗量 2 2 进预 进预hkgG 237 2 热器前风机的流量 热器前风机的流量 3 3 预热器加入热量 预热器加入热量 kwkw 预热器热损失可忽略 预热器热损失可忽略 sm 3 答案答案 1 1 求绝干空气量 求绝干空气量V V hKgXGGC 7 234 1 22 hkgXXGW C 9 32 21 hkgHHWV 2096 12下下下 2 2 求风机流量 求风机流量 下下下 kgmHvH 825 0 273 15273 41 22 18 29 1 3 0 hmVvV H 1729 3 3 求预热器加入热量Q kWhkJIIVQ08 43 155104 1 0 4 有一连续干燥器在常压下操作 生产能力为 1000 kg h 以干燥产品计 物料水分由 12 降至 3 均为湿基 空气的初温为 25 湿度为 0 01 kg 水 kg 干空气 经预热器 后升温至 70 干燥器出口废气的干球温度为 45 设空气在干燥器进出口处焓值相等 试求 1 在 H I 图上表示空气的状态变化过程 2 初始状态下的空气用量为多少 m3 s 2 解 1 干燥系统示意图见附图 1 在 H I 图上的空气状态变化见附图 2 5 预热器干燥器 t0 25oC H0 0 01 t1 70oC t2 45oC w1 0 12 w2 0 03 G2 1000 kg h 附图 1 干燥系统示意图 H I t0 t2 t1 0 1 2 附图 2 空气状态变化图 2 求空气用量 蒸发水分量 kg h 3 102 12 0 1 03 0 12 0 1000 1 1 21 2 w ww GW 因水分在干燥器进出口处焓值相等 所以 I1 I2 即 1 01 1 88H1 t1 2500 H1 1 01 1 88H2 t2 2500 H2 因 H1 H0 0 01 kg kg t1 70 t2 45 故有 1 01 1 88 0 01 70 2500 0 01 1 01 1 88