10_固体干燥课后习题答案

1、第10章固体干燥解：查表得 tw 300C时H s,tw 0.622巳/(p Ps)H Hs,tw (t tw)/rtw( 300C 时rtw 2427 /KhHt由HPs,tw4.247k Pa0.0272/KhQ1.091）已知空气得干燥温度为60C,湿球温度为30C,试计算空气得湿含量H,相对 湿度,焓I与露点温度。rtw0.0137600CPs 19.923k Pa0.0137求得此时 p 2.18kPaP/Ps11%(1.01 1.88 0.0158) 60 2490 0.015896.44kJ/kg 干空气2.18k Pa,查表得 t 18.40Ctd 18.40C序号干球温度湿球

2、温度湿 度相对湿度焓露点水气分压0c0ckg 水 /kg绝干空气0/0kJ/kg 绝 干气0ckPa160300、01513、398212、5240270、0163379202、4320170、0128050162430290、0269598284IH图完成本题附表空格项得数值，湿空气得总压。2）利用湿空气得3）湿空气（=200,）经预热后送入常压干燥器。试求：将空气预热到100C所需 热量:将该空气预热到1200时相应得相对湿度值。解：1) 比热 Ch 1.011.88H1.011.88H0.22kJ/(KG绝干气'c)Q Ch t 80Ch 83.8kJ/(kg绝干气'c)

3、2) 1200C时 Ps 198.64kPa 101.3kPa, H 0.02kg水/kg干气H 0.662 ps/(pPs)解得3.12%4）湿度为 得湿空气在预热器中加热到1280后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气得温度为490,求离开干燥器时露点温度。解: I = （1、 01+1、 88H）t2500H等焓 I1 = I2 （1、 01+1、 88H1）t12500H1 = （1、 01+1、 88H2）t22500H2（1、 01+1、 88 0、 018） 1282500 0、 018= （1、 01+1、 88H2） 492500H2 H2 = 0、0498 kg 水/kg

4、 干气 p = 7510 Pa查表得 td = 40 C5）在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿度现有温度为40C ,相对湿度为70%得空气。试计算:采用升高温度得方法，将空 气得相对湿度降至20%,此时空气得温度为多少？若提高温度后，再采用减小 总压得方法,将空气得相对湿度降至 10%,此时得操作总压为多少？解：（1）t = 40 C 时查表 ps = 7、377KPa,： p = ps = 0、7 7、377 = 5、1639 Kpa H1 = H2 p = p= 5、1639K pa查表得 t = 63、 3C t 不变 ps = 25、8195KPa由63、

5、3C ,= 10% 查图得 H = 0、014kg水/kg干空气 P= 117、29Kpa6）某干燥器冬季得大气状态为 C ,夏季空气状态为C , 0如果空气离开干燥器 时得状态均为 C, 。试分别计算该干燥器在冬、夏季得单位空气消耗量。H20.662 ps/（p冬季： t050CH 00.6621 （/ H 2t0 300Cps 4.2474kPa65%Ho 0.622 ps /（101.3 Ps ） 0.01742kg/kg干气1/（H2H0） 47.4kg干气 / kg水L （冬）夏季：L （夏）Ps）0.0385kg/kg干气ps 0.8728kPa30%ps /（101.33Ps）

6、0.0016kg/kg干气Ho）27.1kg干气 / kg水ps 4 . 2474kPa7）在常压连续干燥器中 , 将某物料从含水量 10%干燥至 0、 5%（均为湿基 ）, 绝干 物料比热为1、8kJ/（kg、C）,干燥器得生产能力为3600kg绝干物料/h,物料进、 出干燥器得温度分别为20C与70C 0热空气进入干燥器得温度为130C ,湿度为0、005kg水/kg绝干空气,离开时温度为80C。热损失忽略不计，试确定干空气 得消耗量及空气离开干燥器时得温度0解：x10.1 /(10.1) 0.111x20.005WG(x1X2)381.6kg 水/hI1(1.011.88 0.005)1

7、30 2490 0.005 144.97kJI2(1.011.88H ) 802490H80.8 2640.4HI '1Cs 1x1Cw 1(1.8 0.111 4.187)2045.30kJ/kg 干料/ kg 干气I2Cs 2 x2 Cw 270(1.8 0.005 4.187)127.46kJ / kg干料又根据物料衡算，热量 衡算可得：W L(H 2 H 1)GC(I2 I '2) L(I1 I 2) 联立方程，解得L 25572kg干气 /hH 0.01992kg水 /kg干气8）在常压连续干燥器中 ,将某物料从含水量 5%干燥至 0、2%（均为湿基）, 绝干物 料比

8、热为1、9kJ/（kg、C）,干燥器得生产能力为7200kg湿物料/h,空气进入预 热器得干、湿球温度分别为25C与20r。离开预热器得温度为100C,离开干燥 器得温度为60C,湿物料进入干燥器时温度为 25C,离开干燥器为35C,干燥器 得热损失为 580kJ/kg汽化水分。试求产品量、空气消耗量与干燥器热效率。解：/ 1) G/2 1 W2)G2720/01G(1 1 W1)0.09 / (1 0.00268540kg湿料 / hGC G/1 1 W1)720/01 0.005)W G/C X1 X 2) 684/0 0.05263 对干燥器热量衡算：I'2I1Cs 1 X 1C

9、w 11.9 25 0.05263 4.187 251.9 35 0.002 4.187 35 66.79kJ/kg干料2490H 0100 2490 0.01353.01kJ/kg 干料I2(1.01 1.88H0) t1(1.01 1.88 0.013)135.81kJ/kg 干气(1.01 1.88H2) t260.6 26028H2490H22)X1 0.05(/ 1 0.005) 0.05263 X1 0.00(2 近似)查 H I 图 t。250C tw0 200C 时 H。0.013kg/kg 干气6840kg 干气 / h 0.002) 346.31kg/hLQLW/(H2 H

10、1)346.31/(H20.013 kg干气/h580 346.3kJ/hG/C I'2 I'1) QL L/ I1 I2)解得：H20.024kJ/kg干气 L 29348kg / h3) / t1 t2)/ t1 t0) 53.3%解： pS0 2.3346kPa070% ps2求得Ho 0.0102kg水 /kg干气 H? X1 W1 / 1 W1) 0.47/ 1 0.47) X2GC G/1 1W2/ 1 W2) 0.05/ 1 0.05)1 0.47)W2) 150012.340kPa280%0.0671kg水 /kg 干气0.88680.05263795kg 干料

11、 / h1）由物料衡算：新鲜空气流量：2）干燥过程为绝热过程L G(X 1L (1 H)H 0)11658.1kg干气 /h11777.1kg空气 /hQ L(I 2 I1)X 2)(/ H 29）采用废气循环干燥流程干燥某物料,温度为20C、相对湿度为70%得新鲜空 气与干燥器出来得温度 为50r、相对湿度为80%得部分废气混合后进入预热器， 循环得废气量为离开干燥器废空气量得 80%。混合气升高温度后再进入并流操作 得常压干燥器中 , 离开干燥器得废气除部分循环使用外 , 其余放空。湿物料经干燥 后湿基含水量从 47%降至 5%, 湿物料流量为 , 设干燥过程为绝热过程 , 预热器得 热损

12、失可忽略不计。试求 :新鲜空气得流量 ; 整个干燥系统所需热量 ; 进入 预热器湿空气得温度。Q 11658.1 (1.011.88 0.0671) 50 (1.012490 (0.06710.0102)1.88 0.0102) 20 2.07 106kJ /h0.05573)混合后：Hm 0.2Ho 0.8H2Im 0.2I00.8I2tm 44.50C101、3 ,出口气体温度为60C,相对湿,使进10) 某干燥系统,干燥器得操作压强为度为72%,将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后得新鲜空气相混合 入干燥器得气体温度不超过 90C、相对湿度为10%。已知新鲜空气得质量流量 为，温度为2

13、0 r,湿度为，试求:空气得循环量为多少？新鲜空气经预热后 得温度为多少度？预热器需提供得热量。B 点:60r = 72% 查图 H = 0、16kg 水/kg 干空M点:90r = 10% 查图H = 0、048kg水/kg干空气 AMB在一直线上 A 点:H = 0、0054kg 水/kg 干空气，t = 127C W = 0、392 kg 干空气 /s W' W(1+H) = 0、392 (1+0、16) = 0、455 kg/s Q = 0、49 (1、01+1、88 0、0054) (127-20) = 53、49 kJ/s11) 干球温度 为20C、湿球温度为15C得空气预

14、热至80r后进入干燥器,空气离开干燥器时相对湿度为50%,湿物料经干燥后湿基含水量从 50%降至5%, 湿物料流量为2500kg/h。试求:若等焓干燥过程，则所需空气流量与热量为多 少？若热损失为120kW,忽略物料中水分带入得热量及其升温所需热量，则所 需空气量与热量又为多少？干燥器内不补充热量。I1 (1.01 1.88 0.0088) 80 2490 0.0088 104.0kJ/kg干气X1 1 X2 0.0526 Gc 1250kg干料/hW Gc(X1 X2)1184.3kg水/h查图得(等焓干燥)t2 410CH2 0.0245kg水/kg干气L W (H2 Ho)75433.1

15、kg干气/hQ L(I1 I0) 4.65 106kJ/h2) L(I1 I2) 120 3600kJ/hL ( H2 H1)1184.3kg水/h经试差得：H2 0.023kg水/kg干气t239.50 cL 83401kg 干气/hQ L(I1 I0)5.14 106kJ/h12) 某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥 , 湿物料得流率为 , 初始湿含量 (湿基,下同)为3、5%,干燥产品得湿含量为0、5%。空气状况为：初始温度为25C、 湿度为,经预热后进干燥器得温度为160C ,如果离开干燥器得温度选定为 60C 或40C ,试分别计算需要得空气消耗量及预热器得传热量。 又若空气在干燥器

16、得 后续设备中温度下降了 10C ,试分析以上两种情况下物料就是否返潮？ 解：(1) wi= 0、035,w2= 0、005, A kg 水/kg 干物料kg水/kg干物料绝干物料:Gc = Gi(1-wi) = 1 (1- 0、035) = 0、965 kg/s水分蒸发量 ：W= Gc(X1-X2) = 0、 03 kg/s空气消耗量：H1= H0 = 0、005 kg水/kg干空气t2 = 60 r时干燥为等焓过程A查图H2 = 0、0438 kg水/kg干空气L = 0、773 kg 干空气 /sQ = L(I1-I0) = L(1、 01+1、 88H0)(t1-t0)= 0、 773

17、 (1、 01+1、 88 0、 005) (160-25) = 106、 4 kJ/s t2 = 40r时，查图H2 = 0、0521kg水/kg干空气A L = 0、 637 kg 干空气 /sAQ = L(I-I0) = 87、 68 kJ/s(2) H = 0、0438 kg 水/kg 干空气时 td = 38r < 50 ra 不返潮H = 0、0521 kg 水/kg 干空气时 td = 40 r > 30ra 返潮13) 常压下已知25C时氧化锌物料在空气得固相水分得平衡关系,其中当时,当时，。设氧化锌含水量,若与温度为25C、相对湿度为40%得恒定空气 条件长时间充

18、分接触 , 问该物料得平衡含水量 , 结合水分与非结合水分分别为多 少？解：x = 0、007 kg 水/kg 干料结合水分x = 0、02 kg水/kg干料非结合水 x = 0、35-0、02 = 0、33 kg水/kg干料14) 由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即。在某干燥条件,从初始含水量干燥至初始含水下，湿物料从60 kg减到50 kg所需干燥时间60分钟。已知绝干物料重45 kg,平 衡含水量为零。试问将此物料在相同干燥条件下 量得20%需要多长时间？解： 由题意：X1则Kx60Kx（60（60 45）/451/31/3dx/ x1/9Ln3X2（5045）/451/9

19、KxKx45）/60 20%1/201/3dx/x1/9Ln（19/3）100.8分x 21/190、35降至0、10,若在相同干燥15) 某物料经过6小时得干燥，干基含水量自 条件下,需要物料含水量从0、35降至0、05,试求干燥时间。物料得临界含水量 为0、15,平衡含水量为0、04,假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量成正比。16)在恒定干燥条件下得箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量 45%干燥到3%,湿物料得处理量为8000 kk湿染料，实验测得：临界湿含量为30%,平衡湿含量为1%,总干燥时间为28h。 试计算在恒速阶段与降速阶段平均每小时所蒸发得水分量。解:W1 = 0、45

20、kg 水 /kg 干料w2 = 0、03 kg 水/kg 干料同理 X0 = 0、429 kg 水/kg 干料 X* = 0、01 kg 水/kg 干料 =28hX1 Xp2 （X0 X*）lnX-X0.4290818 0.4290.31 cc八 0.429 0.010.01 ln0.031 0.011 = 0、 31 22=21、 4h又1+ 2 = = 28h1 = 6、6hGc = 8000X （1 0、45） = 4400 kg 干料 kg 水/hkg 水/h17) 在恒定干燥条件下进行干燥实验,已测得干球温度为 50 r,湿球温度为 43、7r ,气体得质量流量为，气体平行流过物料表

21、面，水分只从物料上表面汽化， 物料由湿含量 变到，干燥处于恒速阶段，所需干燥时间为1小时,试问：如其它 条件不变,且干燥仍处于恒速阶段,只就是干球温度变为80C,湿球温度变为48、3C ,所需干燥时间为多少？如其它条件不变 ，且干燥仍处于恒速阶段，只就是 物料厚度增加一倍 , 所需干燥时间为多少？解： t = 50C,tw = 43、rc ,rtw = 2、398 kJ/kg, i = 1ht = 80C , tw = 48、3C ,rtw = 2385、6 kJ/kg(2)20C与50C ,物料密度为，绝干物料比热为，颗粒平均直径为 m,临界含 。干燥器得热损失 ： 取蒸发水分量得 15%。

22、18) 试设计一气流干燥器 , 用以干燥某颗粒状物料。基本数据如下 ： 干燥器 得生产能力 ： ; 空气状况 ： 进预热器 =15c , , 离开预热器 =95c , 离开干燥器 =60c ; 物料状况 ： 物料干基含水量从 0、 2 降至 0、 002, 物料进、出干燥器温度 分别为 水量为11解：1)干燥管的直径式中： VGCD 4LVH (/ Ug)0.5 (0.rr2 1.244H ) (2r3 t)/2r3 (0.rr2 1.244 0.00r) (2r3 95)/ 2r3 1.05m3/kg干气G1 (/ 1 X1)200/( 10.2) 36000.0463kg /sI1I2G(

23、C X10.04631.010.011.011.01(CS1.3X2)(0.2 0.002) 0.0091rkg/s1.88H1)t12490H11.88 0.00r) 95 2490 0.00r 114.63kJ/kg t22490H 260 2490H2 (60.6 2602.8H 2)1.88H 2)1.88H 2)CW X1)4.18r 0.2) 20 42.r5kJ / kg(1)（2）I 2) G/I 2 I 1) QlGc(l 2 I '1) Ql/(I1I2)0.0463(65.42 42.750 3.58/(54.03 2602.8 H) 4.630/(54.0326

24、02.8H)(H2H1) G C(X1 X2) WW /(H2 H1)0.00917/(H 0.007)联立(1)式及/ 2)式，解得H2L取UgD由L得:由得:(liL0.01582 kg/kg 干气0.7962kg/S10m/s，将 H4LVh /(4 0.79620.326m2, L代入直径D的公式中，即:Ug)0.51.05/(10 )0.5(2)干燥管高度Z1),计算U0：0 6设 Re0 11000,则18.5/Re0 '代入 U0 4gd p s/(3g)0.5 并整理，得:4( sg) gdp0.6 1/1.4055.5 gVg0.6空气温度取进出干燥器的平均温度：tm / t1 t2)/2 /95 60/277.50c(Ug U0)(3)在附录中查干空气的物 性数据为:3.03 10 5kw/(m 0 C)1.007kg/m32.1 10 5 Pa SV