《化工原理》第十三章干燥复习题

《化工原理》第十三章枯燥复习题及参照答案

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（或其他蒸汽）压力

***答案***大于枯燥介质中水汽（或其他蒸汽）的分压。

2,相对湿度小值能够反响湿空气吸取水汽力气的大小，当6值大时，表示该湿

空气的吸取水汽的力气;当e=0时。表示该空气为o***答

案***小；绝干空气

3,枯燥速率曲线是在恒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.在必定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是依照而定

的：平衡水分和自由水分是依照而定的。

***答案***物料的性质；物料的性质和接触的空气状态

5.在必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；不能够用枯燥方法除的水分O

为

***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.kg-1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、0.35、

0.2（单位皆为：kg水.kgT绝干料）

7.作为枯燥介质的湿空气，其预热的目的

_______________________________________。***答案***降低相对湿度（增

大吸湿的力气）和提高温度（增加其热焰）

8,固体物料的枯燥，一般分为两个阶段。**答案***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,又

是

***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和

W

露点I间的关系是***答案***11、

d>Id

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绝干空气及所拥有的焰，称为湿空气的熔。

***答案***其所带的Hkg水汽

13.依照水分与物料的结合方式不一样，其物料中的水分可分

。***答案***吸附水分、毛细管水分、溶胀水分

14.湿空气经过预热器预热后，其湿度,热烙,相对

湿咬O（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,湿度

I2

，湿球温度,露点O***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.***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

W

，露点温度t的关系是tt_ttO***答案***=,=,

asddw融

=9O

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。

・•・水.kg绝干气

20.在常压及25°C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，平衡含水量水.kg/绝干料：相对湿度少=40%时，平衡

含水量X*=0.007o现该物料含水量为水.kg/绝干料，令其与25C,4）=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-I绝

干料。

***答案***自由含水量

结合水量为非结合水量

22.假设保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***不变;

23.用相对湿度4)=0.6的空气枯燥含水量为0.43(干

基)的湿木材。木材水份含量和空气相对湿度的关系如

图所示。

则平衡水份=__________________

自由水份=_______________________

非结合水份=_______________________

并将有关水分数据注明在图上。

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/绝干气，则

IOOi；i该空气中含有的绝干空襟怀L为kg绝干气。

***答案***绝干气

二、选择题

I.影响降速枯燥阶段枯燥速率的主要因素是()。

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(或其他蒸汽)压力］)干

燥介质中水汽(或其他蒸汽)的分压。

A.等于；B.小于；C.大于***答案***C

3.假设走开枯燥器的空气温度（I）降低而湿度（H）提高，则枯燥器的热效率

会（）,而空气耗资量会（）。

A.削减；B.不变；C.增加；***答案***C、A

4.枯燥过程中预热的热量耗资随空气进入预热器的温度的降低而（）。因此

枯燥在任务一样的条件下（）的热量耗货量大于其他季节，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.炮；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

气的温度没关（）。

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是湿球温度计所

W

指示的平衡温度，但它其实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.对于必定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：()o

A.愈高；B,愈低；C.不变；D.不用然，尚与其他因素有关。***

答案***B

9.空气的饱和湿度H是湿空气的以下参数的函数：()。

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;含。

***答案***A

10.在湿球温度t的计算式中，k/a之比值：()。

wH

A.与空气的速度变化没关；B.与空气速度u的0.8次方成正比，即

k/aoc

Hu

C.k/aoc；D.不用然，与多种因素有关。***答案***A

Hu

II.当湿度和温度一样时，相对湿度与总压的关系是：()。

A.成正比；B.成反比；

C.没关；D.6与p成正比。

***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“变为6"，此间变化可由以下关系表示：

H=0.622(6p/(p-6p)=0.622(6“p6”p));p/(p-6P)=6"p/(p”

/(p''-SSSs

ssS

-6"p)p/p"=6/6”

s

12.必定湿度H的湿空气，随着总压的降低，露点相应地：()。

A.高升；B.降低；C不变；D.不用然，还与其他因素有关。***

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.不用然。***答案***C

14.同一物料，在必定的枯燥速率下，物料愈厚，则临界含水量（）。

A.愈低：B.愈高；C.不变；D.不用然。***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.能防范物料发生不利反响；D.能防范

外表硬化。

***答案***C

16.枯燥热敏性物料时，为提高枯燥速率，可承受的措施是（）

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图能够查得其他未知参数（）。

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

dd

A

18物料中的平衡水分随温度高升而（）。

A.增大；B.减小：C.不变；D.不用然，还与其他因素有关。***答

案***B

19.空气的湿含量一准时，其温度愈高，则它的相对湿度（）。

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?

***答案***一是使湿空气的小值下降，以增大其吸取水汽的力气；二是提高

其温度（即增大焰值），使其传给物料的热增加，以供给汽化水分所需之热。

2.要提高恒速枯燥阶段的枯燥速率，你认为可承受哪些措施？

***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

热空气经过物料的流速（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，或气流垂直经过比平行经过物料层收效

好）。

3.测定湿球温度时，当水的初温不一样时，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）。

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又是载湿体？

***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），使枯燥能结实连续地进展。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.如何加强枯燥过程？

***答案***加强枯燥过程要依照枯燥的不一样阶段而承受不一样的措施。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（如垂直流过物料层收效比平行好，假设将物

料充分分别于气流中更好）

在降速枯燥阶段：主要转变物料的尺寸（变小）、厚度1减薄）或将物料充分

分别于气流中增大其气、固两相的接触面积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确实定对于如何加强详尽的枯燥过程拥有重要的意义？以下两

种状况下Xc将会变大还是变小？（1）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。试从枯燥机理加以解析。

***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水量来

划分的。假设临界含水量xc值愈大，便会较早地转入降速枯燥阶段，使在一样的干

燥任务下所需的枯燥时间愈长。由于两个枯燥阶段物料砧燥的机理和影响枯燥速

率的因素不一样，因此确定Xc值对于如何加强详尽的砧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一样，因此对两种状况下x值的变

化可作以下的解析：（1）xct提高枯燥时气流速度可以致等速阶段Uc的

增加（Uc为等速阶段的枯燥速率），但随着Ut,内部水分集中不及的现象即可能

提前降落，即xct。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。因

为物料厚度大，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。/.xcto同理，物料

C

的厚度减小时，XcIo

四、计算题

1.在常压枯燥器中，将某物料从含水量3.7%枯燥到0.2%（均为湿基），枯燥

产品产量为lOOOkg.h-I.温度25℃,相对湿度55%的原空气经过预热器加热到85℃

后再进入枯燥器，走开枯燥器时的温度为30℃,物料进、出枯燥器时的温度分别

为24c和60℃,绝干物料比热为绝干料.3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.h-1）；（2）预热器中的传热量（kJ.h-1）。

〔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=Gd-w)=1000(1—0.002)=998kg绝干

料.h/

X=0.037/(1-0.037)=0.0384；X=0.002/(1一

W=G(X-X—水.h/

CI2

25c时水的饱和蒸气压P=3.168kPa；P=4)P=0.55X

SwS

a

H=H=0.622p/(P-p水.kg绝干气

-I

I0ww

:.L(H-(a)

2

热量衡算：•・•LI+GCt+Q+Q=LI+GCt+Q

0CPm1Pd2CPm2fit

其中：IX0.0109)X25+2490X..绝干气

0

I绝干气

I

I)X30+2490XH4-2546H

222

湿物料的焙Cpmt=(c+Xc)t=(0.36+4.187X0.0384)X24=12.5

ia।pi.i

kJ.kg-i绝干料

产品的焰Cpmt=(c+Xc)t=-i绝干料；

12a2pt2

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

Q损

・•・L(I-I)=L[1147(30.3+2546H)]

I22

=G(Ct-Ct)+Q-Wct

CPm2PmI接pLml

=998(22.1-12.5)+32580-36.33X4.187X24=9581+32580-13231=28930

即：L(84.4-2546H)=28930(b)

联立式(a)和(b)解得：H=0.02661kg水.kg绝干气-i

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

pI0

kJ.h-i

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J。t=20r,H=0.01kg水/kg绝干气的空气经预热器升温至1()()℃

00

后进入枯燥器，在枯燥器内空气经受一个等焰枯燥过程，废气温度为60℃3试计

算：1.完成上述枯燥任务所需的湿空襟怀；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曲线以以以下图。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

2u

1Ld

Gc=500(l-0.2)=400kg

1।=(1.O1+1.88H°)t(+2490H0cLet0J

=127.8=12

I,二(1.01+1.88H,)t,+2490H、

->H

L=W/(H-H绝干气。

⑵Q=L(1.014-1.88H)(t-t)=4.78X104kJ

p010

(3)AUc=G((X-X)/0=400(0.25-0.1)/1=60kg/h

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

CCC2

=400()In()

3,某食品厂物料的枯燥流程以以以以下图示。试求：(1)产量为多少?(2)空气预

热器耗资的热量为多少kw?(3)风机抽送的湿空襟怀为多少3"?注：图中代号单

位：w一湿基含水量；1一”干空气，H—kg水汽.kg“干空气，「一”干

空气

***答案***

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

21

2)预热器耗资的热量Q：Q=L(I-I)+Q”

pI0

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

X10kJ.h.i

3)风机抽送的风V：

(H-H)=163.3XX

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-i,空气的干球温度为21℃,相对湿度40%,经预热器kl加热至93℃1

=0.008kg水.kg-i绝干气，H=0.03kg水.kg-1绝干气)，求绝干空气耗资量L(kg

绝干气.s")o(3)预热器供给之热量Q(kw)<,(设无视预热器的热损失)。

***答案***

(1)如答图所示

(2)G=G1