《化工原理》干燥复习题

《化工原理》第十三章枯燥复习题及参考答案

一、填空题

1.枯燥进展的必要条件是物料外表所产生的水汽（或其它蒸汽）压力

***答案***大于枯燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。

2.相对湿度4）值可以反映湿空气吸取水汽力气的大小，当小值大时，表示该

湿空气的吸取水汽的力气;当小二0时。表示该空气为o***

答案***小；绝干空气

3.枯燥速率曲线是在喧定枯燥条件下测定的，其恒定枯燥条件是指：

均恒定。***答案***枯燥介质（热空气）的温度、湿度、

速度以及与物料接触的方式。

4.在确定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是依据而

定的；平衡水分和自由水分是依据而定的。

***答案***物料的性质；物料的性质和接触的空气状态

5.在确定空气状态下枯燥某物料，能用枯燥方法除去的水分为；

首先除去的水分为；不能用枯燥方法除的水分为o

***答案***自由水分；非结合水分；平衡水分

6.某物料含水量X=0.4kg水.kgr绝干料，从该物料枯燥速率曲线可知：

临界含水量X=0.25kg水.kg-1绝干料,平衡含水量X*=0.05kg水.kg-绝干料,

则物料的非结合水分为,结合水分为,自由水分为

，可除去的结合水分为o***答案***0.15、0.25、D.35、

0.2（单位皆为：kg水.kgT绝干料）

7.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的

________________________________________O***答案***降低相对湿度

［增大吸湿的力气）和提高温度1增加其热焰）

8.固体物料的枯燥，一般分为两个阶段。/答案*木*恒

速和降速

9.在对流枯燥器中最常用的枯燥介质是，它既是

乂是O

***答案***不饱和的热空气、载热体、载湿体

10.对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t,湿球温度t

W

和露点t间的关系是O***答案***t>t>t

dwd

11.在枯燥过程中，当物料中外表水分汽化速率内部水分集中速率

时，枯燥即进入恒速枯燥阶段。***答案***小于

12.1kg绝干空气及所具有的熔，称为湿空气的蜡。

***答案***其所带的Jikg水汽

13.依据水分与物料的结合方式不同，其物料中的水分可分

oX**答案***吸附水分、毛细管水分、溶胀水分

14.湿空气通过预热器预热后，其湿度,热烙,相

对湿度。（增加、削减、不变）***答案***不变、增加、削

减

15.饱和空气在恒压下冷却，温度由t降至t,此时其相对湿度，湿

12

度，湿球温度，露点c***答案***不变，

下降，下降，下降。

16.恒定的枯燥条件是指空气的、、

—以及都不变。***答案***湿度、温度、速度，

与物料接触的状况

17.测定空气中的水汽分压的试验方法是测量______________.梆*答案

***露点。

18.对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度t，绝热饱和温度

t，露点温度t的关系是tt_tto***答案***=,

asddwas

，，o

19.枯燥操作的必要条件是_____________________________________________

枯燥过程是相结合的过程。

**答案*湿物料外表的水蒸汽分压大于枯燥介质中的水蒸汽分压；传质过程

与传热过程。

AH=0.0276-(1.09/2423.7)(50-30)=0.0186kg水.kg绝干气

20.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

6=100%时，平衡含水量X*=0.02kg水.kg-i绝干料;相对湿度6=40%时,平衡

含水量X*=0.007。现该物料含水量为0.23kg水.kg-1绝干料，令其与

25℃,。=40%的空气接触，则该物料的自由含水量为kg水,kg”绝

干料、结合水含量为kg水.kg”绝干料，非结合水的含量为

kg水.kg-1绝干料。

***答案***自由含水量X-X*=0.23-0.007=0.223

结合水量为X=0.02非结合水量X-X=0.23-0.02=0.21

22.假设维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球

温度,露点，相对湿度（变大，变小，不变，不确定）。

***答案***f,不变；I；

自由水份=;

非结合水份=0

并将有关水分数据标注在图上。

24.恒定条件下恒定枯燥传质速率方程是;恒定条件

下恒速枯燥传热速率方程是o

***答案***

U=-GcdX/（Ad0）=K（H-H）,Q=aA（t't）

xww

25.湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下，湿度为0.0438kg水.kg一绝干气,

则100样该空气中含有的绝干空气量L为kg绝干气。

***答案***L=112.7kg绝干气

二、选择题

1.影响降速枯燥阶段枯燥速率的主要因素是（）o

A.空气的状态；B.空气的流速和流向；C.物料性质与外形。***

答案***C

2.枯燥进展的必要条件是物料外表所产生的水汽（或其它蒸汽）压力（）

枯燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。

A.等于；B.小于；C.大于***答案***C

3.假设离开枯燥器的空气温度（t）降低而湿度）提高，则枯燥器的热效

（H率会（），而空气消耗量会（）。

A.削减；B.不变；C.增加；***答案***C>A

4.枯燥过程中预热的热量消耗随空气进入预热器的温度的降低而（）。所

以枯燥在任务一样的条件下（）的热量消耗量大于其它季节，故预热器的

传热面积应以（）为计算基准。

A.冬季；B.夏季；C.增加；D.不变；E.削减

***答案***c、A、A

5.湿空气在预热过程中不变化的参数是（）

A.熔；B.相对湿度；C.露点温度；D.湿球温度。***答案***

C

6.指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空

气的温度无关（）。

A.相对湿度B.湿球温度C.露点温度D.绝热饱和

温度

***答案***C

7.⑴绝热饱和温度t是大量的循环水与进入的空气在绝热增湿塔接触时湿空

as

气最终到达的饱和状态温度，它等于循环水的温度。⑵湿球温度t是湿球温度

W

计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。对以上两种说法正

确的推断是：（）。

A.两者都对；B.两者都不对；C.⑴对⑵不对；D.⑵对⑴不对。

*答案***C

8.对于确定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：（）0

A.愈高；B,愈低；C.不变；D.不愿定，尚与其它因素有关。***

答案***B

9.空气的饱和湿度II是湿空气的如下参数的函数：（）。

as

A.总压及干球温度；B.总压及湿球温度；C.总压及露点；D.湿球

温度及焰。

***答案***A

10.在湿球温度t的计算式中，k/a之比值：（）o

WII

A.与空气的速度变化无关；B.与空气速度u的0.8次方成正比，即

k/aJu

H

c.k/aoc；D.不愿定，与多种因素有关。***答案***A

Hu

11.当湿度和温度一样时，相对湿度与总压的关系是：（）0

A.成正比；B.成反比；

C.无关；D.6与p成正比。

S

***答案***A在一样的H值和温度t（即一样的饱和蒸汽压P）下，当总

压由P减低至p”，设其对应的一样湿度由巾变为小"，其间变化可由以下关系

表示：

H=0.622（6p/（p-6p）=0.622（巾"p/（p"-巾“p））;6p/（p-6P）=6”p/（

ssSSSSs

p“-6"p)p/p"=4)/4)

12.确定湿度H的湿空气，随着总压的降低，露点相应地：（）。

A,上升；B.降低；C.不变；D.不愿定，还与其它因素有关。

***答案*B

13.同一物料，如恒速段的枯燥速率增加，则临界含水量：（）o

A.减小；B.不变；C.增大；D.不愿定。***答案木**C

14.同一物料，在确定的枯燥速率下，物料愈厚，则临界含水量（）。

A.愈低；B.愈高；C.不变；D.不愿定。***答案***B

15.真空枯燥的主要优点是：（）

A.省钱；B.枯燥速率缓慢；C.能避开物料发生不利反响；D.能避

开外表硬化。

***答案***C

16.枯燥热敏性物料时，为提高枯燥速率，可实行的措施是（）

A.提高枯燥介质的温度；B.增大枯燥面积；

C.降低枯燥介质相对湿度；D.增大枯燥介质流速

***答案***B

17.湿空气的以下哪两个参数，利用H-I图可以查得其他未知参数

（）。

A.（tw,t）;B.（t,H）;C.（p,H）;D.（I,t）**答案***

dd0

A

18物料中的平衡水分随温度上升而（）。

A.增大；B.减小；C.不变；D.不愿定，还与其它因素有关。***

答案***B

19.空气的湿含量确定时，其温度愈高，则它的相对湿度（）0

A.愈低、B.愈高；C.不变***答案***A

三、问答题

1.为什么湿空气进入枯燥器前，都先经预热器预热？

和木答案*科一是使湿空气的0值下降，以噌人其吸取水汽的力气；二是提高

其温度（即增大焙值），使其传给物料的热增多，以供给汽化水分所需之热。

2.耍提高恒速枯燥阶段的枯燥速率，你认为可实行哪些措施？

***答案***措施：（1）提高热空气进枯燥器的温度和降低其湿度；（2）提

高热空气通过物料的流速（3）转变热汽空气与物料的接触方式（如将物料充

分分散在气流中，增大气、固两相接触外表，或气流垂直通过比平行通过物料

层效果好）0

3.测定湿球温度时，当水的初温不同时，对测量结果有无影响？为什么？

***答案***无影响。假设水温等于空气温度时，则由于湿纱布外表的水分

汽化而使其水温下降、假设水温高也会降温（一方面供给水分汽化需要的热量,

一方面散热至空气中）、假设水温低、则水分汽化需要的热量就会从空气中吸热。

最终都会到达湿、热平衡（即所测的温球温度1。

4.在对流枯燥过程中。为什么说枯燥介质一湿空气既是载热体乂是载湿体？

***答案***因物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水

汽又要靠空气带走（破坏其平衡状态），使枯燥能稳定连续地进展。故湿空气在

枯燥过程中起到供热、去湿的作用，故称湿空气是载热体又是载湿体。

5.如何强化枯燥过程？

***答案***强化枯燥过程要依据枯燥的不同阶段而实行不同的措施。在等

速枯燥阶段：要使枯燥速率提高，其措施：增大热空气的温度、降低其湿度；增

大热空气的流速；转变其接触方式（如垂直流过物料层效果比平行好，假设将物

料充分分散于气流中更好）

在降速枯燥阶段：主要转变物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分

分散于气流中增人其气、固两相的接触面枳或加强搅拌等措施来提高枯燥速率。

6.为什么临界含水量Xc确实定对于如何强化具体的枯燥过程具有重要的意义？以

下两种状况下Xc将会变大还是变小？U）提高枯燥时气流速度而使恒速阶段

的枯燥速率增大时；（2）物料的厚度减小时。试从枯燥机理加以分析。

***答案***枯燥中，与临界点对应的物料含水量XC称为临界含水量。临界点

是恒速与降速阶段之分界点。在恒速阶段与降速阶段内，物料枯燥的机理和影响

枯燥速率的因素是各不一样的。物料在枯燥过程中，一般均经受预热阶段、恒速枯

燥阶段和降速枯燥阶段，而其中恒速阶段和降速阶段是以物料的临界含火量来区

分的。假设临界含水量XC值愈大，便会较早地转入降速枯燥阶段，使在一样的

枯燥任务下所需的枯燥时间愈长。由于两个枯燥阶段物料枯燥的机理和影响枯燥

速率的因素不同，因此确定XC值对于如何强化具体的枯燥过程有重要的意义。

由于临界含水量随物料的厚度和枯燥条件而不同，所以对两种状况下X值的

变化可作如下的分析：（1）xct提高枯燥时气流速度可导致等速阶段Uc

的增加（Uc为等速阶段的枯燥速率），但随着IH,内部水分集中不及的现象

就可能提前降落，即xcfo也就是：临界含水量xc随恒速阶段的枯燥速率

的增加而增大。

(2)xcIxc随物料厚度的增加而增大，随物料厚度的减小而减小。

由于物料厚度大，内部集中路径长，阻力大，简洁消灭供不应求［来不及供给

水分的外表汽化)，故当x还较高时便已到达降速阶段。Axcf同理，

Co

物料的厚度减小时，XCIo

四、计算题

1.在常压枯燥器中，洛某物料从含水量3.7%枯燥到0.2%(均为湿基)，枯

燥产品产量为1000kg.h.o温度25℃、相对湿度55%的原空气经过预热器加热到

85c后再进入枯燥器，高开枯燥器时的温度为30℃,物料进、出枯燥器时的温

度分别为24℃和60℃,绝干物料比热为0.36kJ/kg绝干料・℃,假设枯燥器的

热损失为9.05kw,试求：(1)绝干空气流量(kg绝干气.hr);⑵预热器中的

传热量(kj.hr)。(25℃时水的饱和蒸汽压=3.168kP)。

***答案***

物料衡算：L(H-H)=Gc(X-X)=W；G=G(1-w)=1000(1-0.002)=998kg绝

2112C22

干料.哈

X=0.037/(1-0.037)=0.0384；X=0.002/(1-0.002)=0.002

12

W=G(X-X)=998(0.0384-0.002)=36.33kg水AT

C12

已知25℃时水的饱和蒸气压P=3.168kPa；

s

P=WP=0.55X3.168=L742妹Pa

wS

H=H=0.622p/(P-p)=0.0109kg水.kg-i绝干气

10ww

・・・L(H-0.0109)=36.33(a)

2

热量衡算:VLI+GCt+Q+Q=LT+GCt+Q

0CPn1Pd2cpm2损

其中：I=(1.01+1.88X0.0109)X25+2490X0.0109:52.9kJ.kg1绝干气

I绝干气

1

I=(1.01+1,88H)X30+2490XH=30.3+2546H

2222

湿物料的焰Cpmt=(C+X•)t=(G.36+4.187X0.0384)X24=12.5

1ps1pL1

kJ.kg-1绝干料

产品的焰Cpmt=(c+Xc)t=-i绝T料；

2ps2pl.2

Q=L(I-I)=L(114.7-52.9)=61.8L;

p10

Q=9.05kJ.s-i=32580kJ.h->

损

AL(I-I)=L[114.7-(30.3+2546H)]

122

=G(Ct-Ct)+Q-Wct

CPi»2PhiI损(>lml

=998(22.1-12.5)+32580-36.33X4.187X24=9581+32580-13231=2893

0

即：L(84.4-2546H)=28930(b)

2

联立式(a)和(b)解得：H=0.02661kg水,kg绝干气t

L=23112.5kg绝干气.h"Q=L(I-I)=61.8L=61.8X2312.5=142913

p10

kJ.h-i=39.7kw

2.在常压绝热枯燥器内枯燥某湿物料。将500kg的湿物料从最初含水量20%降

至2%(均为湿基)。t=20℃,H=0.01kg水/kg绝干气的空气经预热器升温

00

至100℃后进入枯燥器，在枯燥器内空气经受一个等烯枯燥过程，废气温度为

60℃o试计算：1.完成上述枯燥任务所需的湿空气量；2.空气经预热器获得

的热量；3.在恒定枯燥条件下对该物料测得枯燥速率的线如以下图。恒速枯

燥段所用时间为lh求降速段需多少时间。

(1).X=0.2/0.8=0.25,X

u

=0.02/0.98=0.0204

Gc=500(1-0.2)=400kg/：：

忙400(0.25-0.0204)=91.84kg/|i

I=(1.01+1.88H)l+2490H°迪o.iaax

I010

=127.8=1

2

I=(1.01+1.88H)t+2490H

2222

fH=(127.8-60.6)/2603=0.02582

2

L=W/(H-II)=91.84/0.01582=5805kg/绝干气。

20

(2)Q=L(1.01+1.88H)(t-t)=4.78XI04kJ

P010

(3)AU=G(X-X)/0=400(0.25-0.l)/l=60kg/h

CC12

0=G(X-X*)ln[(X-X*)/(X-X*)]/AU

CCC2C

=400(0.1-0.01)In(0.09/0.0104)/60=l.295h

3.某食品厂物料的枯燥流程如以以下图示。试求：(1)产量为多少kg.h?(2)

空气预热器消耗的热量为多少kw?(3)风机抽送的湿空气量为多少rm.hi。注：图

中代号单位：w一湿基含水量；I—kJ.kgT干空气，II-kg水汽.kgT干空

气,V-H13.kg-】干空气

***答案***

1)产量G：G=G-W=2023-2023(0.1-0.02)/(1-0.02)

21

=2023-163.3=1837kg.h-：

2)预热器消耗的热量Q：Q=L(I-I)+Q”

P10

=W(I-I)/(H-H)+Q”=163.3(108-45)/(0.025-0.01)+

1021

18800=7.047X10kJ.h尸195.7kw

3）风机抽送的风V：

V=Lv=W.v/（H-H）=163.3X0.93/（0.025-0.01）=1.013XlOama.h-i

4.如附图所示，湿物料含水量为42%,经枯燥后为4%（均为湿基），产品产

量为0.126kg.s-.,空气的干球温度为21℃,相对湿度40%,经预热器kl加热至

93cl=0.008kg水.kg-1绝干气，H=0.03kg水.kgr绝干气）,求绝干空气消

耗量L1kg绝干气.ST）。（3）预热器供给之热量Q（kw）o（设无视预热器的热

P

损失）。

***答案***p

(1)如答图所不‘收KlK2

00=0.4--------------M—

I

(2)G=G1(1—w)

U2-0.04

C1

加62工0・12部中§

=0.126(1-0.04)=0.121

kg.si

x|=42/58=0.724kg水.kg1绝干料；

c

x=4/96=0.0417kg水.kg-i绝干料股100%

2

w=G(X-X)=0.121(0.724-