干燥知识题(计算题)解答

**习题解答7-25已知湿空气的温度为20℃，水汽分压为2.335kPa，总压为101.3kPa。试求：谢谢阅读（1） 相对湿度；（2） 将此空气分别加热至50℃和120℃时的相对湿度；精品文档放心下载（3） 由以上计算结果可得出什么结论？解：（1）查表得20℃时水的饱和蒸汽压pS=2.335kPa,故相对湿度精品文档放心下载pv100%2.335100%100%精品文档放心下载ps2.335即空气已被水蒸汽饱和，不能作为载湿体。（2）查表得50℃时水的饱和蒸汽压pS=12.34kPa,故相对湿度谢谢阅读pv100%2.335100%18.9%感谢阅读ps12.34即温度升高后，值减小，又可作为载湿体。当总压为101.3kPa时，温度升高到100℃水开始沸腾，此时它的最大蒸汽压为101.3kPa（等精品文档放心下载于外界压力）。当温度为120℃时，蒸汽处于过热状态，饱和水蒸气压仍为101.3kPa,故相对湿度精品文档放心下载pv100%2.335100%2.3%精品文档放心下载ps101.3（3）湿空气的温度升高后，其中的水汽分压不变，但水的饱和蒸汽压随温度的升高而增加，精品文档放心下载因此，值减小，载湿能力增强，即升温对干燥有利。7-26已知在总压101.3kPa下，湿空气的干球温度为30℃，相对湿度为50％，试求：（1）湿精品文档放心下载度；（2）露点；（3）焓；（4）将此状态空气加热至120℃所需的热量，已知空气的质量流量为400kg谢谢阅读绝干气/h；（5）每小时送入预热器的湿空气体积。解：（1）查得30℃时水的饱和蒸汽压pS=4.247kPa,谢谢阅读水汽分压：pvpS0.54.2472.124kPa谢谢阅读**湿度H0.622pv0.6222.1240.0133kg水汽/kg干气ppv101.32.124（2）露点由pv2.124kPa，可查得对应的饱和温度为18ºC，即为露点。精品文档放心下载（3）焓(1.011.88H)t2492H＝(1.011.880.0133)30＋24920.0133＝64.2kJ/kg干气精品文档放心下载（4）所需热量LcH(t1t0)400(1.011.880.0133)(12030)3.726104kJ/h10.35kW精品文档放心下载（5）湿空气体积400v400(0.7731.244H)273t精品文档放心下载H273400(0.7731.2440.0133)27330273感谢阅读350.5m3/h7-27常压下某湿空气的温度为25℃，湿度为0.01kg水汽/kg干气。试求：谢谢阅读（1） 该湿空气的相对湿度及饱和湿度；（2） 若保持温度不变，加入绝干空气使总压上升至220kPa，则此湿空气的相对湿度及饱和感谢阅读湿度变为多少？（3） 若保持温度不变而将空气压缩至220kPa，则在压缩过程中每kg干气析出多少水分？精品文档放心下载解：（1）水汽分压pvpH101.30.011.60kPa0.622H0.6220.01查表得25℃时水的饱和蒸汽压pS=3.168kPa,故相对湿度精品文档放心下载pv100%1.60100%50.5%精品文档放心下载ps3.168饱和湿度：HS0.622pS0.6223.1680.020kg水汽/kg干气ppS101.33.168**（2）当加入绝干空气时，水汽分压及饱和蒸汽压均不变，故相对湿度仍为50.5％，但饱和湿度感谢阅读HS0.622pS0.6223.1680.0091kg水汽/kg干气ppS2203.168（3）若保持温度不变而将空气压缩至220kPa时，其饱和湿度为0.0091kg水汽/kg干气，故必有谢谢阅读水析出。HS0.010.00910.0009kg/kg干气感谢阅读7-28已知在常压、25℃下，水分在某物料与空气间的平衡关系为谢谢阅读相对湿度为＝100％，平衡含水量X*=0.185kg水/kg干料精品文档放心下载相对湿度为＝50％，平衡含水量X*=0.095kg水/kg干料精品文档放心下载现该物料的含水量为0.35kg水／kg干料,令其与25℃，＝50％的空气接触，问物料的自由谢谢阅读含水量，结合水分含量与非结合水分含量各为多少？解：φ＝50％，平衡含水量X*0.095kg/kg干料感谢阅读则自由含水量 XX*0.350.0950.255kg/kg干料感谢阅读φ＝100％，平衡含水量X*0.185kg/kg干料精品文档放心下载即结合水分含量X*＝100％0.185kg/kg干料精品文档放心下载则非结合水分含量XX*＝100％0.350.1850.165kg/kg干料感谢阅读7-29常压下用热空气干燥某种湿物料。新鲜空气的温度为20℃、湿度为0.012kg水汽／kg谢谢阅读干气，经预热器加热至60℃后进入干燥器，离开干燥器的废气湿度为0.028kg水汽／kg干气。湿精品文档放心下载物料的初始含水量为10%，干燥后产品的含水量为0.5%（均为湿基），干燥产品量为4000kg/h。精品文档放心下载**试求：（1）水分汽化量，kg/h；（2）新鲜空气的用量，分别用质量及体积表示；（3）分析说明当干燥任务及出口废气湿度一定时，是用夏季还是冬季条件选用风机比较合适。精品文档放心下载解：（1）水分汽化量W1w2GG＝w1w2G0.10.0054000422kg/h1w122210.11w1或干基含水量Xw10.10.111水/g干料11w110.1w20.005X20.005kg水/kg干料1w210.005GCG2(1w2)4000(10.005)3980kg/h精品文档放心下载GC（X1X2）3980(0.1110.005)422kg/h谢谢阅读（2）绝干空气用量W422L2.64104kg/hH2H10.0280.012湿空气用量L'L(1H0)2.64104(10.012)2.67104kg/h谢谢阅读湿空气比容(0.7731.244H)273t精品文档放心下载H27327320＝(0.7731.2440.012)＝0.846m3/kg干气感谢阅读湿空气体积量VhLvH2.641040.8462.23104m3/h感谢阅读（3）夏季的气温高，且湿度大，故在产品、W、H2一定的情况下，湿空气的消耗量L增加，同感谢阅读时其湿比容又增大，共同导致体积流量增大，故用夏季条件选择风机比较合适。谢谢阅读**7-30在某干燥器中常压干燥砂糖晶体，处理量为450kg/h，要求将湿基含水量由42％减至精品文档放心下载4％。干燥介质为温度20℃，相对湿度30％的空气，经预热器加热至一定温度后送至干燥器中，空精品文档放心下载气离开干燥器时温度为50℃，相对湿度为60％。若空气在干燥器内为等焓变化过程，试求：感谢阅读（1）水分汽化量，kg/h；（2）湿空气的用量，kg/h；（3）预热器向空气提供的热量,kW。解：（1）水分汽化量WGG＝G－1w1Gw1w2G0.420.04450178kg/h1211w211110.04w2或Xw10.420.724水/g干料11w110.42X2w20.041w210.04GCG1(1w1)450(10.42)261kg/h谢谢阅读GC（X1X2）261(0.7240.0417)178kg/h精品文档放心下载（2）查得20℃、50℃下的水饱和蒸汽压分别为2.335kPa、12.34kPa，感谢阅读H00.622pv00.6220pS00.6220.32.335ppv0p0pS0101.30.32.335H20.622pv20.6222pS20.6220.612.34ppv2p2pS2101.30.612.34LW1783982kg/hH2H10.0490.0043湿空气用量L'L(1H0)3982(10.0043)3999kg/h精品文档放心下载（3）新鲜空气焓：I0(1.011.88H0)t02492H0精品文档放心下载＝(1.011.880.0043)20＋24920.0043＝31.1kJ/kg干气精品文档放心下载出口空气焓：I2(1.011.88H2)t22492H2谢谢阅读＝(1.011.880.049)50＋24920.049＝177.2kJ/kg干气感谢阅读**因为干燥为等焓过程，故II1 2预热器中的加热量：QpL(I1I0)39823600(177.231.1)162kW感谢阅读7-31试在I-H图中定性绘出下列干燥过程中湿空气的状态变化过程。谢谢阅读（1）温度为t0、湿度为H0的湿空气，经预热器温度升高到t1后送入理想干燥器，废气出口温感谢阅读度为t2；（2）温度为t0、湿度为H0的湿空气，经预热器温度升高到t1后送入理想干燥器，废气出口温感谢阅读度为t2，此废气再经冷却冷凝器析出水分后，恢复到t0、H0的状态；谢谢阅读（3）部分废气循环流程：温度为t0、湿度为H0的新鲜空气，与温度为t2、湿度为H2的出口感谢阅读废气混合（设循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比为m：n），送入预热器加热到精品文档放心下载一定的温度t1后再进入干燥器，离开干燥器时的废气状态为温度t2、湿度H2；精品文档放心下载（4）中间加热流程：温度为t0、湿度为H0的湿空气，经预热器温度升高到t1后送入干燥器进谢谢阅读行等焓干燥，温度降为t2时，再用中间加热器加热至t1，再进行等焓干燥，废气最后出口温度仍为谢谢阅读t2。图示如下：IIBBt1Ct1Ct2φ=100%t2Dφ=100%AAt0t0H0H2H0H2HH附图（2）附图（1）**IIBBB’Ct1Ct1MAMmC’ACnt2φt2φ=100%=100%AAt0t0H0H2’H2HH0HMH2H(H1′)(H1)附图（3）附图（4）冷却器A B7-32常压下，用空气干燥某湿物料的循环流程如附图所感谢阅读示。温度为30℃、露点为20℃的湿空气，以600m3/h的流3kg/h预热器量从风机中送出，经冷却器后，析出3kg/h的水分，再经预C600m3/h干燥器热器加热至60℃后送入干燥器。设在干燥器中为等焓干燥过习题7-32附图程，试求：（1）循环干空气质量流量；（2）冷却器出口空气的温度及湿度；（3）预热器出口空气的相对湿度。解：(1)查得20℃下水的饱和蒸汽压为2.335kPa，即为风机输送湿空气中的水汽分压，故湿度谢谢阅读为**HA0.622pS0.6222.3350.0147kg水汽/kg干气ppS101.32.335湿比容(0.7731.244H)273t谢谢阅读HA273＝(0.7731.2440.0147)27327330＝0.878m3/kg干气感谢阅读绝干空气质量流量LV/vH0.600878683kg/h感谢阅读（2）WLHAHBHBHAW/L0.01463/6830.010kg/kg干气精品文档放心下载其中水汽分压ppHB101.30.0101.60kPav0.622H0.6220.010因此空气为饱和湿空气，故由pv＝1.60kPa查其饱和温度为tB=13.4℃。精品文档放心下载（3）湿空气加热时，其水汽分压及湿度不变，故经预热器后湿空气的水汽分压仍为1.60kPa，查得谢谢阅读60℃下水的饱和蒸汽压为19.92kPa，故相对湿度精品文档放心下载pv100%1.60100%8.03%感谢阅读pS19.927-33常压下用热空气在一理想干燥器内将每小时1000kg湿物料自含水量50％降低到6％（均精品文档放心下载为湿基）。已知新鲜空气的温度为25℃、湿度为0.005kg水汽／kg干气，干燥器出口废气温度为谢谢阅读38℃，湿度为0.034水汽kg／kg干气。现采用以下两种方案：谢谢阅读（1）在预热器内将空气一次预热至指定温度后送入干燥器与物料接触；谢谢阅读（2）空气预热至74℃后送入干燥器与物料接触，当温度降至38℃时，再用中间加热器加热到精品文档放心下载一定温度后继续与物料接触。试求：（1）在同一I-H图中定性绘出两种方案中湿空气经历的过程与状态；感谢阅读（2）计算各状态点参数以及两种方案所需的新鲜空气量和加热量。谢谢阅读**解：（1）一次预热时：如图，湿空气的状态变化为ABC精品文档放心下载水分汽化量WGG＝G－1w1Gw1w2G0.500.061000468kg/h1211w11w110.0622W468104kg/h绝干空气用量L1.614HH0.0340.005CA新鲜空气用量L'L(1HA)1.614104(10.005)1.62104kg/h精品文档放心下载预热后：HB=HA=0.005kg／kg干气又IBIC故（1.011.88HB）tB2492HB（1.011.88HC）tC2492HC（1.011.880.005）tB24920.005（1.011.880.034）3824920.034谢谢阅读得t111CB所需热量QL(IBIA)L(1.011.88HA)(tBtA)谢谢阅读1.614104(1.011.880.005)(11125)1.415106kJ/h393kW谢谢阅读（2）中间加热时：空气状态变化过程AB1C1B2C2谢谢阅读因为两种情况下空气的初终态相同，故汽化水分量及新鲜空气的用量均不变。谢谢阅读所需热量：IBB2QQ1Q2L(IB1IA)L(IB2IC1)B1因为IB1IC1,IB2ICIB74℃C所以QL(II)38℃C1φ=100%ABA故加热量也未发生变化。25℃H0H或进行下述计算：A：t25C,H0.005kg水汽/kg干气AA**由IBIC11（1.011.880.005）7424920.005（1.011.88HC1）382492HC1谢谢阅读HC10.0193kg水汽/kg干气也即H0.0193kg水汽/kg干气B2又IBIC2（1.011.880.0193）tB224920.0193（1.011.880.034）3824920.034感谢阅读tB274CQ1Q2L(IB1IA)L(IB2IC1)精品文档放心下载LcH1(tB1tA)LcH2(tB2tC1)精品文档放心下载1.613104[(1.011.880.005)(7425)(1.011.880.0193)(7438)]谢谢阅读1.394106kJ/h387kW由以上计算可知，当空气的初、终态相同时，有无中间加热对新鲜空气的用量及加热量没有影谢谢阅读响。为达到相同的终态，一次预热的温度过高，对热敏性物料有破坏，故对不耐高温的物料宜采用精品文档放心下载中间加热式干燥器。7-34在某物料的干燥过程中，由于工艺的需要，采用部分废气循环以控制物料的干燥速率。精品文档放心下载已知常压下新鲜空气的温度为25℃、湿度为0.005kg水汽/kg干气，干燥器出口废气温度为58℃，精品文档放心下载相对湿度为70％。控制废气与新鲜空气的混合比以使进预热器时的湿度为0.06kg水汽/kg干气。精品文档放心下载设干燥过程为等焓干燥过程，试计算循环比（循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之感谢阅读比）及混合气体进、出预热器的温度。解：查得58℃时水饱和蒸汽压为18.25kPa，则废气湿度感谢阅读H20.622p0.6220.718.250.0898kg水汽/kg干气S101.30.718.25ppSLHLH(LL)HMI002202BCt1t21 M φ=100%At**L2HMH00.060.0051.85L0H2HM0.08980.06则循环比L21.850.65L2L02.85新鲜空气焓：I0（1.011.88H0）t02492H0（1.011.880.005）2524920.00537.9kJ/kg干气废气焓：I2（1.011.88H2）t22492H2（1.011.880.0898）5824920.0898292.2kJ/kg干气谢谢阅读混合焓IML0I0L2I2L0L2L0L22.18537.912..8585292.2203kJ/kg干气谢谢阅读混合温度(预热器前温度)：IM（1.011.88HM）tM2492HM感谢阅读tIM2492HM20324920.0647.6CM（1.011.88H）1.011.880.06M因为是等焓干燥过程，故I1I2,H1HM感谢阅读I1（1.011.88H1）t12492H1谢谢阅读离开预热器时的温度：t1I12492H1292.224920.06127C（1.011.88H）1.011.880.0617-35温度为t、湿度为H的空气以一定的流速在湿物料谢谢阅读表面掠过，测得其干燥速率曲线如附图所示，试定性绘出改动谢谢阅读下列条件后的干燥速率曲线。（1）空气的温度与湿度不变，流速增加；

U习题7-35附图 X（2）空气的湿度与流速不变，温度增加；**（3）空气的温度、湿度与流速不变，被干燥的物料换为另一种更吸水的物料。精品文档放心下载UUU'C流速增加U'C温度增加UC原工况UC原工况X*XCX'CXXX*'X*XCX'C附图(1)附图(2)U吸水性物料UC 原工况X*X*'XCX'C X附图(3)7-36有两种湿物料，第一种物料的含水量为0.4kg水/kg干料，某干燥条件下的临界含水量感谢阅读为0.02kg水/kg干料，平衡含水量为0.005kg水/kg干料；第二种物料的含水量为0.4kg水/kg谢谢阅读干料，某干燥条件下的临界含水量为0.24kg水/kg干料，平衡含水量为0.01kg水/kg干料。问提谢谢阅读高干燥器内空气的流速，对上述两种物料中哪一种更能缩短干燥时间？为什么？感谢阅读答：对第一种物料更为有效。因为该物料的临界含水量较小，干燥过程主要为恒速阶段，该阶精品文档放心下载段去除的为表面非结合水分，提高空气的流速，可提高干燥速率，进而缩短干燥时间。而对于第二谢谢阅读种物料，临界含水量较大，干燥过程主要为降速阶段，该阶段干燥速率主要受物料内部水分扩散控谢谢阅读**制，提高空气的流速对其基本没有影响。7-37一批湿物料置于盘架式干燥器中，在恒定干燥条件下干燥。盘中物料的厚度为25.4mm，谢谢阅读空气从物料表面平行掠过，可认为盘子的侧面与底面是绝热的。已知单位干燥面积的绝干物料量感谢阅读GC/A=23.5kg/m2，物料的临界含水量XC＝0.18kg水/kg干料。将物料含水量从X1＝0.45kg水/kg谢谢阅读干料下降到X2＝0.24kg水/kg干料所需的干燥时间为1.2h。问在相同的干燥条件下，将厚度为感谢阅读20mm的同种物料由含水量X1'＝0.5kg水/kg干料下降到X2'＝0.22kg水/kg干料所需的干燥时间精品文档放心下载为多少？解：因X2>XC，故由X1＝0.45kg/kg干料下降到X2＝0.24kg/kg干料仅为恒速干燥阶段，干感谢阅读燥时间为：GC(X1X)1AUC2则恒速干燥阶段的干燥速率为UGC(X1X2)23.5(0.450.24)4.11kg／(m2·h)CA11.2干燥厚度为20mm的物料时，因为干燥条件没有变化，故恒速阶段干燥速率不变。感谢阅读因GcVhAA故此时的G'h'G2018.5kg/m2cc23.5AhA25.4物料减薄后，临界含水量减小，故物料含水量由X1’＝0.5kg/kg干料下降到X2’＝0.22kg/kg感谢阅读干料的过程仍处在恒速阶段，此时干燥时间'G'(X'X'18.51C)(0.50.22)1.26hAUC124.117-38某湿物料5kg，均匀地平摊在长0.4m、宽0.5m的平底浅盘内，并在恒定的空气条件下谢谢阅读进行干燥，物料初始含水量为20%（湿基，下同），干燥2.5小时后含水量降为7%，已知在此条件谢谢