化工原理固体干燥典型例题题解课件

第12章干燥典型例题题解第12章干燥典型例题题解1例1：湿空气中水的蒸气分压为pw=17.54mmHg,Pt=760mmHg,求t=20oC时的相对湿度φ,若将空气分别加热到50oC、120oC,分别确定此时的φ。（2）（3）在总压为760mmHg下，当t升至100oC时，水就沸腾，此时它的最大蒸气压为760mmHg(=Pout)。当t=120oC时，水蒸气为过热状态（ps＞pt）。但是其蒸气压仍是760mmHg，不可能大于总压。解：（1）例1：湿空气中水的蒸气分压为pw=17.54mmHg,2例2：湿空气状态变化过程图示（1）加热与冷却过程不计阻力，湿空气经间壁加热或冷却过程属等压过程。P不变，t升高，H不变，φ减小,表明湿空气接纳水汽的能力增强。t降低，若t2高于露点，则为等湿过程，若t2低于露点，则必有部分水汽凝结出来，H减小。例2：湿空气状态变化过程图示P不变，t升高，H不变，φ减小,3(2)绝热增湿过程一般可忽略空气绝热增湿过程中的焓增量，视为等焓过程。(2)绝热增湿过程一般可忽略空气绝热增湿4例3：判断：空气温度t一定，湿度H增大，tw、td

如何变化？H2tw、td

与干球温度t相接近。若湿分增加达到饱和，则出现：例3：判断：空气温度t一定，湿度H增大，tw、t5例4：两股气体的混合气体1与气体2混合，则混合气体的状态点在状态点1与状态点2的连线上，具体可以根据杠杆规则确定混合气体的状态点m。例4：两股气体的混合气体1与气体2混合，则混合气体的状态点在6例5：例5：7例6:利用I-H图确定空气的状态参数：今测得空气t=60oC,tw=45oC，求空气的H、φ、I、td。解：例6:利用I-H图确定空气的状态参数：今测得空气t=608例7:空气状态变化过程的计算新鲜空气：t=18oC,H1=0.006kg/kg，Pt=100kpa废气：t=58oC,φ=70%混合气：H3=0.065kg/kg求：混合比、混合气的温度。干燥器预热器解：（1）注意：V=L，表示空气的kg例7:空气状态变化过程的计算干燥器预热器解：（1）注意：9化工原理固体干燥典型例题题解课件101.空气条件t、H、u对NA恒的影响①空气温度t、湿度H不变，流速u增加，则NA加快，从而导致临界含水量上升，而平衡含水量因t,H不变而不变。②空气湿度H、流速u不变，温度t升高，则NA加快，临界含水量升高，平衡含水量因空气H不变，t升高即φ下降而下降。③空气温度t、流速u不变，湿度H升高，NA2.影响Xtc的因素：（1）物料粒度小，Xtc小；其他干燥条件相同，若物料分散越细，恒速阶段去除的非结合水越完全，则临界含水量XC越少；（2）NAC小，Xtc小。若恒速阶段干燥速率越快，则可能有更多的内部非结合水来不及去除，临界含水量Xc就越多。1.空气条件t、H、u对NA恒的影响③空气温度t、流速11例1:恒速干燥速率的计算在总压100kPa下，将温度为20oC、相对湿度φ=70%的空气预热至70oC后送入间隙干燥器，空气以6m/s的流速平行流过物料表面。试估计恒速阶段的干燥速率。若空气的预热温度改为80oC,恒速干燥速率有何变化？解：（1）恒湿加热至t1=70oC,此时，H=0.0103kg/kg,查得湿球温度tw=30.3oC,查得rw=2430kJ/kg根据t=20oC,φ=70%由空气的状态图确定初始状态点。例1:恒速干燥速率的计算解：（1）恒湿加热至t1=70o12(2)若t1=80oC,查得此时tw=32.3oC,rw=2420kJ/kg

(2)若t1=80oC,查得此时tw=32.3oC13例2:降速阶段干燥时间的计算已知某物料在恒定空气条件下从自由含水量0.10kg/（kg干料）干燥至0.04kg/(kg干料）共需5h，问将此物料继续干燥至自由含水量为0.01kg/(kg干料）？已知此干燥条件下物料的临界自由含水量Xc=0.08kg/（kg干料），降速阶段的速率曲线可作为通过原点的直线处理。解：（1）解得：（2）例2:降速阶段干燥时间的计算解：（1）解得：（2）14（2）设从临界自由含水量Xc

干燥至X3=0.01kg/(kg干料）所需时间为τ3（2）设从临界自由含水量Xc干燥至X3=0.01kg/15若在干燥过程中物料汽化的水分都是在表面汽化阶段除去的,设备的热损失忽略,固体物料温度的变化忽略,Q补=0。此时干燥器内气体传给固体的热量全部用于汽化水分所需的潜热而进入气相。气体在干燥过程中的状态变化为等焓过程。称为理想干燥过程。等焓线理想干燥过程若在干燥过程中物料汽化的水分都是在表面汽化阶段除16实际干燥过程若若则空气：则空气：实际干燥过程若若则空气：则空气：17例3:理想干燥过程的物料衡算与热量衡算在常压下将含水质量分数为5%的湿物料以1.58kg/s的速率送入干燥器，干燥产物的含水质量分数为0.5%。所用空气的温度为20oC、湿度为0.007kg/(kg干气），预热温度为127oC，废气出口温度为82oC，设为理想干燥过程，试求：（1）空气用量V；（2）预热器的热负荷。解：例3:理想干燥过程的物料衡算与热量衡算解：18化工原理固体干燥典型例题题解课件19实际干燥过程气体出干燥器的状态需由物料衡算式和热量衡算式联立求解例4:实际干燥过程中气体出口状态的计算已知某连续干燥过程的有关参数如下：物料：Gc=1.5kg/s;X1=0.0527kg/kg;X2=0.00502kg/kgθ1=21oC;θ2=66oC;cs=1.9kJ/(kg.oC)空气：t0=20oC;H0=0.007kg/kg;t1=127oC;t2=82oC试求：（1）空气用量V;（2）预热器的热负荷实际干燥过程气体出干燥器的状态需由物料衡算式和热量衡算式联立20解：（1）干燥室热量衡算：物料衡算：未知数是H2、V两个。解：（1）干燥室热量衡算：物料衡算：未知数是H2、V两个21与上例（等焓干燥过程）比较，物料的干燥要求相同，t1、t2

也相同，由于有热损失以及物料带走热量，与上例（等焓干燥过程）比较，物料的干燥要求相同，t1、22空气在干燥器中放出热量的分析：干燥室预热器干燥室热量衡算：干燥室热量衡算式的另一种形式：空气在干燥器中放出热量的分析：干燥室预热器干燥室热量衡算：干23Q2物质升温所吸热：有效利用：空气在干燥器中释放出的热量（不是焓的变化量）：空气在预热器中所获得的热量等于空气在干燥器中释放出的热量VCpH1(t1-t2)与废气带出热量VCpH1(t2-t0)之和。Q2物质升温所吸热：有效利用：空气在干燥器中释放出的热量（24总过程的热量衡算：热效率的定义式：总过程的热量衡算：热效率的定义式：25例5：预热温度t1对于热效率的影响已知某实际干燥过程的有关参数如下：物料：Gc=1.5kg/s;X1=0.0527kg/kg;X2=0.00502kg/kg;空气：t0=20oC;H0=0.007kg/kg;t1=140oC;t2=82oC;试求：（1）空气用量V;（2）热效率η解：例5：预热温度t1对于热效率的影响已知某实际干燥过程26热量衡算：热量衡算：27热量衡算：比较：例14-6例14-7预热温度热损失空气用量热量衡算：比较：例14-6例14-7预热温度热损失空气用量28例6：带废气循环的干燥过程已知：新鲜空气温度16oC、湿度H0=0.0033废气温度67oC、湿度H2=0.03配