化工原理复习题

一、填空题

1.干燥进行的必要条件是:物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压

力（大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压）

2.相对湿度＜1）值可以反映湿空气汲取水汽实力的大小，当＜1）值大

时，表示该湿空气的汲取水汽的实力一小，当。二0时.表示该空气为_

绝干空气—

3.干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指:

（干燥介质（热空气）的温度、湿度、速度以及及物料接触的方式均

恒定）o

4.在肯定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是依据_物

料的性质—而定的；平衡水分和自由水分是依据（物料的性质和接触的

空气状态）

5.肯定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为（自由

水）；首先除去的水分为（非结合水分）；不能用干燥方法除的水分为

（平衡水分）

6.已知某物料含水量X=0.4kg水.kg"绝干料，从该物料干燥速率

曲线可知：临界含水量X=0.25kg水.kg"绝干料，平衡含水量

X*=o.05kg水.k屋绝干料,则物料的非结合水分为_0.15_kg水.kgT

绝干料」结合水分为_0.25_,自由水分为_0.35_,可除去的结合水

分为_0.2_。

7.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的：降低相对湿度（增大吸湿

的实力）和提高温度（增加其热焰）

8.固体物料的干燥，一般分为—恒速和降速两个阶段。

9.在对流干燥器中最常用的干燥介质是—不饱和的热空气它既是

_载热体_又是—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3和露点td间的关系是—t>tw>td_o

11.在干燥过程中，当物料中表面水分汽化速率—小于内部水

分扩散速率时，干燥即进入恒速干燥阶段。

12.1kg绝干空气及其所带的Hkg水汽所具有的焰，称为湿空气的

焰。

13.依据水分及物料的结合方式不同，其物料中的水分可分_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—不变热熔—增加，相对

湿度—削减—o

15.饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至12,此时其相对湿度—

不变—，湿度—下降湿球温度—下降，露点一下降—

16.恒定的干燥条件是指空气的—湿度_、—温度、—速度—以

及—及物料接触的状况—都不变。

17.测定空气中的水汽分压的试验方法是测量—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tas,露点温度td的关系是t———t(1——tw—_

tas

19.干燥操作的必要条件是（湿物料表面的水蒸汽分压大于干燥介质

中的水蒸汽分压）干燥过程是（传质过程及传热过程相结合的过程）。

20.已知在常压及25℃下水份在某湿物料及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.1＜屋绝干料；相对

湿度6=40%时，平衡含水量X*=0.007o现该物料含水量为0.23kg

水.kg1绝干料，令其及25℃,6=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.kg1绝干料,非结合水的含量为kg水.kg1绝干

料。

***答案***自由含水量X-X*=o.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.若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—t—，露点—不变—，相对湿度—

24.恒定条件下恒定干燥传质速率方程是—U=-GcdX/（Ad0）

二Kx（HTD；恒定条件下恒速干燥传热速率方程是_Q=aA（t-tv）

25.湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下,湿度为0.0438kg水.kg1

绝干气，则100n?该空气中含有的绝干空气量L为_L=112.7kg绝干

气_____

二、选择题

L影响降速干燥阶段干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.物料性质及

形态。***答案***C

2.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压

力（）干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。

A.等于；B.小于；C.大于***答案***

C

3.若离开干燥器的空气温度（t）降低而湿度（H）提高，则干

燥器的热效率会（），而空气消耗量会（）o

A.削减；B.不变；C.增加；***答案***

C、A

4.干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

（C）。所以干燥在任务相同的条件下（A）的热量消耗量大

于其它季节，故预热器的传热面积应以（A）为计算基准。

A.冬季；B.夏季；C.增加；D.不变；E.

削减

5.湿空气在预热过程中不变更的参数是（）

A.焰；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

一个参量及空气的温度无关（C）。

A.相对湿度B.湿球温度C.露点温度I）.

绝热饱和温度

7.⑴绝热饱和温度二是大量的循环水及进入的空气在绝热增湿塔

接触时湿空气最终达到的饱和状态温度，它等于循环水的温度。⑵湿

球温度tw是湿球温度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：（）o

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.对于肯定干球温度的空气，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.不肯定，尚及其它因

素有关。***答案***B

9.空气的饱和湿度上是湿空气的如下参数的函数：（A）O

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。

10.在湿球温度tw的计算式中，kH/a之比值：（）。

A.及空气的速度变更无关；B.及空气速度u的0.8次方成正

0c

比,即kJali

C.kii/a0cu；D.不肯定，及多种因素有关。***答

案***A

11.当湿度和温度相同时，相对湿度及总压的关系是：（）o

A.成正比；B.成反比；

C.无关；D.。及仇成正比。

***答案***A在相同的H值和温度t（即相同的饱和蒸汽压

P）下，当总压由p减低至p',设其对应的相同湿度由。变为6',

其间变更可由下列关系表

示：H=0.622(eps/(p-eps)=0.622(e'ps/(p'—e'Ps))；*PS/(p-

*Ps)=e'Ps/(p'-6'Ps)p/p'=<1)/<1)'

12.肯定湿度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.不肯定，还及其它

因素有关。***答案*B

13.同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量：()o

A.减小；B.不变；C.增大；D.不肯定。***答案

***C

14.同一物料，在肯定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量

()。

A.愈低；B.愈高；C.不变；D.不肯定。***答案***

B

15.真空干燥的主要优点是：(C)

A.省钱；B.干燥速率缓慢；C.能避开物料发生不利反应;

D.能避开表面硬化。

16.干燥热敏性物料时，为提高干燥速率，可实行的措施是(B)

A.提高干燥介质的温度；B.增大干燥面积；

C.降低干燥介质相对湿度；D.增大干燥介质流速

17.已知湿空气的下列哪两个参数，利用H-I图可以查得其他未

知参数()0

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

**答案***A

18物料中的平衡水分随温度上升而（）o

A.增大；B.减小；C.不变；D.不肯定，还及其它因素

有关0***答案***B

19.空气的湿含量肯定时\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

L为什么湿空气进入干燥器前，都先经预热器预热？

一是使湿空气的6值下降，以增大其吸取水汽的实力；二是提高

其温度（即增大焰值）,使其传给物料的热增多，以供应汽化水分所

需之热。

2.要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可实行哪些措施？

措施：（1）提高热空气进干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）变更热汽空气及物料的接触方式（如将

物料充分分散在气流中，增大气、固两相接触表面，或气流垂直通过

比平行通过物料层效果好）。

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？

无影响。若水温等于空气温度时，则由于湿纱布表面的水分汽化而

使其水温下降、若水温高也会降温（一方面供应水分汽化须要的热量,

一方面散热至空气中）、若水温低、则水分汽化须要的热量就会从空

气中吸热。最终都会达到湿、热平衡（即所测的温球温度）。

4.在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是

载湿体？

因物料中水分汽化须要热量，此热量由空气供应，而汽化的水汽又

要靠空气带走（破坏其平衡状态），使干燥能稳定连续地进行。故湿

空气在干燥过程中起到供热、去湿的作用，故称湿空气是载热体又是

载湿体。

5.如何强化干燥过程？

强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而实行不同的措施。在等速干

燥阶段：要使干燥速率提高，其措施：增天热空气的温度、降低其湿

度；增大热空气的流速；变更其接触方式（如垂直流过物料层效果比

平行好，若将物料充分分散于气流中更好）在降速干燥阶段：主要变

更物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流中增

大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。

四、计算题

1.在常压干燥器中，将某物料从含水量3.7%干燥到0.2%（均为

湿基），干燥产品产量为1000kg.h-1o温度25℃、相对湿度55%的原

空气经过预热器加热到85℃后再进入干燥器，离开干燥器时的温度

为30C,物料进、出干燥器时的温度分别为24c和60C,绝干物料

比热为0.36kJ.kg绝干料.℃,假设干燥器的热损失为9.05kw,试

求：（1）绝干空气流量（kg绝干气.仁）；（2）预热器中的传热量（kJ.hD。

（25℃时水的饱和蒸汽压=3.168kP）。

物料衡算：L（H2—H］）=GC（XLX2）=W；GC=G2（1-w2）=1000（1-

0.002)=998kg绝干料.h"

Xi=O.037/(1-0.037)=0.0384；X2=0.002/(1-0.002)=0.002

W=GC(X.-X2)=998(0.0384-0.002)=36.33kg水.Z

己知25℃时水的饱和蒸气压ps=3.168kPa；p=巾p

s=0.55X3.168=1.7424kPa

H尸Ho=0.622pff/(P-p>)=0.0109kg水.k-绝干气

・♦・L(H2-O.0109)-36.33(a)

热量衡算：■:LIo+GcCpmti+Qp+Qd+Q补=112+6工42+、损

其中：10=(1.01+1.88X0.0109)X25+2490X0.0109=52.9kJ.kg-1

绝干气

I।=(1.01+1.88X0.0109)X85+2490X0.0109

=114.7kJ.kg绝干气

Ii=(1.01+1.8811)X30+2490XII=30.3+254611

湿物料的焰(Cps+Xc

PL)3=(0.36+4.187X0.0384)X24=12.5kJ.1<屋绝干料

1

GcCpmt2(0.36+4.187X0.002)X60=22.IkJ.kg-绝干料；

QP=L(I1-Io)=L(114.7-52.9)=61.8L;=9.05kJ.sH=32580

kJ.h-1

AL(114.7-30.3-2546.4H)=998(22.1-12.5)+32580-36.33X4.187

X24

L(84.4-2546.411)=38510(b)

联立式(a)和(b)解得：H=0.02661kg水.kg绝干气

L=23112.5kg绝干气.h'Q=L(I10)=61.8L=6L8X2312.5

=142913kJ.h-1=39.7kw

2.在常压绝热干燥器内干燥某湿物料。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至100℃后进入干燥器，在干燥器内空气经验

一个等焰干燥过程，废气温度为60C。试计算：1.完成上述干燥任

务所需的湿空气量；2.空气经预热器获得的热量；3.在恒定干燥

条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示。已知恒速干燥段所用时

间为lh求降速段需多少时间。

L=(L01+1.88Ho)3+2490H。=127.8=12

L=(1.O1+1.88HJt2+2490H2

一乩=(127.8-60.6)/2603=0.02582

L=W/(H2-HO)=91.84/0.01582=5805kg/绝干气.

4

(2)QP=L(1.01+1.88Ho)(t.-to)=4.78X10kJ

(3)AU=GC(X-X2)/0=400(0.25-0.l)/l=60kg/h

0=GC(xc-x*)ln[(X「X*)/(X2-X*)]/AU=400(0.1-0.01)In

（0.09/0.0104）/60=1.295h

3.某食品厂物料的干燥流程如下图示。试求：（1）产量为多少kg.h?

⑵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mlh"?注：图中代号单位：W一湿基含水量；I—kJ.kg1干空气,

H—kg水汽.kg।干空气,v—m3.kg1干空气

1)产量G：G2=G-W=2000-2000(0.1-0.02)/(1-0.02)

=2000-163.3=1837kg.h'

2)预热器消耗的热量Q：Q/L(1,0-10)+Q'

，

=W(I-IO)/(H2-H.)+Q=163.3(108-45)/(0.025-0.01)+

18800=7.047X10kJ.h-,=195.7kw

3)风机抽送的风V=v/(H-H)=163.3X0.93/(0.025-0.01)

=1.013X10W.h1

4.如附图所示，湿物料含水量为42%,经干燥后为4%（均为湿基）,

产品产量为0.126kg.s-1,空气的干球温度为21℃,相对湿度40%,经

预热器kl加热至93℃后再送入干燥器k2中，离开干燥器时空气的相

对湿度为60%,若空气在干燥器中经验等焙干燥过程，试求：（1）

在H-I图上示意作出空气的状态变更过程，标出状态点A.B.C的位

置，并注明其有关的参数；（2）设已查得Hl=0.008kg水.kg1绝干

气，H=0.03kg水.kg।绝干气），求绝干空气消耗量L（kg绝干

气.sD。（3）预热器供应之热量Q,（kw）。（设忽视预热器的热损失）。

***答案***

(1)如答图所示

(2)Gc=Gl(1—wj=0.126

62=0.126Kg/S

(1-0.04)=0.121kg.s-1

x1=42/58=0.724kg水.kg"绝干料;

x2=4/96=0.0417kg水.kg"绝干料

W=Gc(x】一X2)=0.121(0.724-

0.0417)=0.0826kg水.

L=W/(ll2-llo)=0.0826/(0.03-

0.008)=3.75kg绝干气.小

(3)QP=L(I-I,,);I-I