干燥习题(附答案)

1、.一、填空及问答题：1.干燥过程是 _相结合的过程， 传质方向为 _，传热方向为 _ 。2.在总压 101.33 kPa，温度 20下 ( 已知 20下水的饱和蒸汽压为2.334 kPa)，某湿空气的水汽分压为1.603 kPa，现空气温度保持不变，将总压升高到250 kPa，则该空气的水汽分压为 _。3.当湿空气的总压一定时，相对湿度仅与 _及 _有关。4. 恒速干燥阶段物料表面的温度等于_ 。 该阶段除去的物料中的水的平衡蒸汽压等于 _ 。影响恒速阶段干燥速率的因素的有 _ 。5.已知在常压、 25下水分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X * 100%0.0

2、25 kg水 /kg 绝干料；相对湿度50% 时，平衡含水量X *0.009 kg水 /kg 绝干料。现将湿基含水量为20%的该物料，与 25、50% 的空气接触， 则该物料的自由含水量为_kg 水 /kg绝干料， 非结合水分量为_kg 水 /kg绝干料。6. 进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定。若干燥器内部无补充加热，则气体离开干燥器的湿度 H 越大，干燥器的热效率越，传质推动力越_。7. 降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率，但废气在离开设备之前的温度的限制是 _，原因是 _ 。8.在测量湿球温度时，空气速度需大于5 m/s，这是为了。9. 物料的平衡水分一定是 _水分；物料的非结合水

3、分一定是_水分。10. 当某物料的干燥过程存在较长的降速阶段时，气流干燥器和流化床干燥器两者中选用_较为有利，原因是 _ 。11.欲在 298K 时用相对温度为60的空气干燥木材，使其中水分降到11.5（湿基），你认为是否可能？为什么？已知在此条件下木材的平衡水分为 12 （干基）。12. 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处？13、什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度？两者有何关系？如何测定？14 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？15.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16. 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

4、是载湿体？17. 如何强化干燥过程？18. 为什么临界含水量Xc 的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义?下列两种情况下 Xc 将会变大还是变小 ? （1）提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时；（ 2）物料的厚度减小时。试从干燥机理加以分析。.二、计算题：1. 已知湿空气的（干球）温度为50，湿度为 0.02 kg/kg 干气，试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力（即饱和湿度），并分析压力对干燥操作的影响。（ 1）总压为101.3kPa ；（2）总压为26.7 kPa 。解：（ 1） p101.3kPa 时：由H0.622pvpvppvHp0.02101

5、.33.156kPa0.622H0.6220.02查得 50水的饱和蒸汽压为12.34kPa ，则相对湿度pv100%3.156100%25.57%ps12.34饱和湿度：H S0.622pS0.62212.340.086kg/kg干气p p S101.3 12.34（ 2） p26.7kPa 时：0.0226.7Hp0.832kPap v0.622H0.6220.02p v100%0.832100%6.74%ps12.340.622pS0.62212.340.535kg/kg 干气H S26.712.34p pS由此可知，当操作压力下降时， S，可吸收更多的水分，即减压对干燥有利。H2. 常

6、压下湿空气的温度为 80、相对湿度为 10。试求该湿空气中水汽的分压、 湿度、湿比容、比热及焓。查得 80下水的饱和蒸汽压为47.38kPa 。水汽分压pvpS0.147.384.738kPa湿度H0.622pv4.738p pv0.6220.031kg/kg干气101.34.738(0.773273t湿比容H1.244 H )273( 0.7731.2440.031)273 80 1.049m3/kg 干气273.比热cH 1.01 1.88H1.011.88 0.0311.068kJ/kg干气 C焓I H(1.011.88H )t2492H1.0688024920.031162.69kJ/

7、kg干气3在 I-H 图上确定本题附表中空格内的数值。干球温度湿球温度露点温度湿度相对湿度焓水汽分压t/w/d /kg/kg 干气/ kJ/kg 干气 v/ kPa1（ 30）（ 20）150.01140601.92（ 70）4542.50.06330240(9.5)3（ 60）3530（0.03 ）231404.54（ 50）3735.50.042(50)606.25（ 40）25（ 20）0.01530802.25常压下将温度为25、相对湿度为50的新鲜空气与温度为50、相对湿度为80的废气混合，混合比为2： 3（以绝干空气为基准） ，试计算混合后的湿度、焓及温度。解：（ 1） t125

8、C ,150% 的新鲜空气：25时， pS13.168kPaH 10.6221 pS10.6220.53.1689.88 103kg/kg干气1 pS1101.30.5 3.168pI H1 (1.011.88H1 )t12492H 1(1.01 1.88 9.8810 3 )2524929.8810 350.34kJ/kg干气t 250 C ,280% 的废气：50时， pS212.34kPaH 20.6222 pS20.6220.812.340.0672kg/kg干气p2 pS2101.3 0.8 12.34I H 2(1.01 1.88H 2 )t22492H 2(1.011.880.0

9、672)5024920.0672224.3kJ/kg干气所以混合湿度H M2 H 13 H229.8810330.06720.0443kg/kg 干气5555混合焓：I M2 I 13 I2250.343224.3154.7kJ/kg 干气5555.而 I M (1.01 1.88H M )t M2492H MI M2492H M154.724920.0443tM1.88H M1.011.8840.5 C1.010.04436干球温度为20、湿球温度为16的空气，经过预热器温度升高到50后送至干燥器内。空气在干燥器内绝热冷却，离开干燥器时的相对湿度为80，总压为101.3kPa。试求：（ 1）

10、在 I-H 图中确定空气离开干燥器时的湿度；（ 2）将 100m3 新鲜空气预热至 50所需的热量及在干燥器内绝热冷却增湿时所获得的水分量。解：（ 1）空气 t0 20 C, tW16C ，查得 H 0 0.01kg/kg干气预热后： t150 C, H 10.01kg/kg干气绝热冷却后，查得t230 C, H 2 0.018kg/kg 干气（ 2）湿空气的比容：H(0.7731.244H 0 )273 t0273 (0.773 1.244 0.01) 273 20 0.843m3湿气 / kg干气273则 100m3 湿空气中绝干空气的质量：V100L118.62kgvH0.843预热器加

11、入热量：Q P L( I 1I 0 ) Lc H (t1t 0 )118 .62(1.011.880.01)(5020)3661kJ获得水分量：WL( H 2H 1 )118.62(0.0180.01)0.95kg.7湿空气在总压101.3kPa、温度 10下，湿度为0.005 kg/kg 干气。试计算：（ 1） 相对湿度 1；（ 2） 温度升高到 35时的相对湿度 2；（ 3） 总压提高到 115kPa，温度仍为 35时的相对湿度 3；（ 4） 如总压提高到 1471kPa，温度仍维持 35，每 100m3 原湿空气所冷凝出的水分量。解：（ 1） 10水饱和蒸汽压pS11.226kPapvH

12、p0.005101.30.808kPa0.6220.0050.622 H1pv100%0.808100%65.9%ps11.226（ 2） t2 35， pS2 5.621kPa2pv100%0.808100%14.4%ps25.621（ 3） p 115 kPa 时，pHp 0.0051150.917kPav0.622 H0.6220.0052pv100%0.917100%16.3%ps25.621(4) p21471kPa , t 35时：饱和湿度H S0.622pS5.621pS0.6220.0024kg/kg干气p14715.621原湿空气比容H (0.773 1.244H1) 273

13、 t1273273103(0.7731.2440.005)0.808m 湿气 / kg干气100m3 原湿空气中绝干空气质量V100123.76kg干气LvH0.808则冷凝出水W L（ HH S） 123.76 (0.005 0.0024) 0.322kg.8附图为某物料在25时的平衡曲线。如料干果将含水量为 0.35 kg 水 kg 干料的此种物料与 g k/水 50的湿空气接触，试确定该物料平衡水分 g kx和自由水分，结合水分和非结合水分的大小。解： 50，0.200.150.100.05平衡水分 X *0.095kg/kg 干料则自由水分0.000102030405060708090

14、100(%)XX *0.350.0950.255 kg/kg 干料习题 8附图 100，平衡水分X *0.185kg/kg 干料即结合水分X * 1000.185 kg/kg 干料则非结合水分XX * 1000.350.1850.165kg/kg 干料9 在常压干燥器中将某物料从湿基含水量10干燥至 2，湿物料处理量为 300kg/h 。干燥介质为温度80、相对湿度10的空气，其用量为900kg/h 。试计算水分汽化量及空气离开干燥器时的湿度。解： t 80 C ,10%，在 H-I 图中查得 H10.031kg/kg干气绝干空气质量LL9001H 1872.94kg干气 / h1 0.031

15、物料干基含水量X1w10.10.1111kg/kg干料1w110.1X 2w20.020.0204kg/kg干料1w210.02绝干物料量GCG1 (1w1) 300 (110%)270kg/h汽化水分量WGC（ X 1X 2） 270(0.111 0.0204)24.49 kg/h.又 WL( H 2H 1 )则干燥器空气出口湿度H 2W0.03124.490.059 kg/kg 干气H 1872 .94L10在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h ，要求将湿基含水量由40减至 5。干燥介质为干球温度20，湿球温度16的空气，经预热器加热至80后送至干燥器内。空气在干燥器内为等焓变

16、化过程，空气离开干燥器时温度为30，总压为101.3kPa。试求：（1）水分汽化量；（2）干燥产品量；（3）湿空气的消耗量； （ 4）加热器向空气提供的热量。解：（ 1）水分汽化量WG1G2G1 1w1G1w1w2 G10.40.05 100 36.84kg/h1w21w210.05或X1w10.42kg/kg干料1w110.43X 2w20.051 kg/kg干料1w210.0519GCG1 (1w1 )100(10.4)60kg/hWG （ X1X ）60(21)36 .84kg/hC2319（2）干燥产品量G2G1 W10036.8463.16kg/h（3）由 t 0 20 C, t W

17、016 C 查图，得 H 00.01kg/kg干气预热后t180 C,H 10.01kg/kg 干气I1(1.011.88H1 )t12492H1(1.01 1.88 0.01)8024920.01107.22kJ/kg干气出口空气：等焓过程I 2I 1即(1.011.88H 2 )t 22492H 2107.22(1.011.88H 2 )302492H 2 107.22得： H 2 0.03kg/kg干气而WL（ H 2H1）LW36.841842kg/hH 2H10.030.01湿空气用量.LL(1H 0 )1842(10.01)1860kg/h（ 4）预热器中的加热量：Qp L (I

18、1 I 0 ) Lc H (t1 t0 )1842(1.011.880.01)(8020)31.58kW360011在常压干燥器中， 将某物料从湿基含水量5干燥到0.5。干燥器的生产能力为7200kg干料 /h。已知物料进、出口温度分别为 25、 65，平均比热为 1.8kJ/(kg )。干燥介质为温度 20、 湿度 0.007 kg kg 干气的空气， 经预热器加热至 120后送入干燥器， 出干燥器的温度为80。干燥器中不补充热量，且忽略热损失，试计算绝干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度。解：物料干基含水量X0.050.05263X 20.0050.00502510.0510.0051W

19、GC ( X1X 2 ) 7200(0.052630.005025) 342.76kg/h又WL( H 2H1 )即342.76L( H 20.007)（1）干燥器中不补充热量，且忽略热损失，则QDL( I 1I 2 ) GC (I 2 I 1 ) 0即L( I 1I 2 )GC (I 2 I 1 )（ 2）GC ( I 2I 1 )G C cM 2 (21 )7200 1.8(65 25) 518400而 I1(1.011.880.007)12024920.007140.22I 2(1.011.88H 2 )802492 H 280.82642.4H 2将上式代入（2）中，L(140.228

20、0.82642.4H 2 )518400（ 3）联立（ 1）、（ 3）得： H 20.01685kg/kg 干气， L 34798kg/h.12用热空气干燥某种湿物料，新鲜空气的温度为20、湿度为0.006kg kg 干气，为保证干燥产品质量，要求空气在干燥器内的温度不能高于90，为此，空气在预热器内加热至 90后送入干燥器，当空气在干燥器内温度降至60时，再用中间加热器将空气加热至 90，空气离开干燥器时温度降至60，假设两段干燥过程均可视为等焓过程，试求：(1)在 - 图上定性表示出空气通过干燥器的整个IB 2过程；B 1(2) 汽化每千克水分所需的新鲜空气量。90C解：空气状态变化过程如

21、图所示。C1 =100%60 AA： t A20 C, H A 0.006kg/kg干气20由I B1IC 1H0H（1.011.880.006） 9024920.006 （1.011.88H C1） 602492 H C1得H C10.0178kg/kg干气也即H B20.0178kg/kg干气又IB2I C（1.01 1.88 0.0178） 90 24920.0178 （1.011.88 H C） 60 2492H C得 HC 0.0298kg/kg干气故汽化 1kg 水所需干空气用量11水l42.02kg/kgH C H A0.0298 0.006新鲜空气用量ll (1H A )42.

22、021.00642.3kg/kg 水13. 在常压连续逆流干燥器中， 采用废气循环流程干燥某湿物料， 即由干燥器出来的部分废气与新鲜空气混合， 进入预热器加热到一定的温度后再送入干燥器。已知新鲜空气的温度为 25、湿度为0.005 kg/kg 干气，废气的温度为40、湿度为0.034 kg/kg 干气，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比）为0.8。湿物料的处理量为1000kg/h ，湿基含水量由50下降至3。假设预热器的热损失可忽略，干燥过程可视为等焓干燥过程。试求：（ 1） 在 I-H 图上定性绘出空气的状态变化过程；（ 2） 新鲜空气用量；（ 3） 预热器中的加热量

23、。解：（ 1）废气循环流程如下图所示。L2循环比 0.8L ,t ,H0L,t,H10011预热器干燥器t M,H MGC,X2空气状态变化过程如图所示。It2,H2GC,X1B图中：CM1MA4Ct1（ 2）物料干基含水量0.50.033tX 11X 2210.510.0397t0绝干物料GC G1 (1 w1 )1000 (1 0.5)500kg/h汽化水分量W GC ( X 1 X 2 ) 500 (13) 484.5kg/h97对整个干燥过程进行物料衡算WL( H 2H 0 )则绝干空气用量W484.516707kg/hL0.034 0.005H 2 H 0新鲜空气用量M =100%A

24、H 0HLL(1H 0 )16707(10.005)16790kg/h（3）预热器中加热量Q PL1 ( I 1I M )L1 ( I 2I M ).而L1LL2L5L0.2I M1I 04I 255QP5L I 2( 1 I 04 I 2 )L (I 2 I 0 )55其中I 2（1.011.880.034） 402492 0.034 127.68kJ/hI 0（1.011.880.005） 2524920.005 37.945 kJ/hQ P16707(127.6837 .945) 1.510 6 kJ/h 416.7kW14. 若空气用量相同， 试比较下列三种空气作为干燥介质时，恒速阶段

25、干燥速率的大小关系。(1) t =60, H=0.01 kg/kg 干气；(2) t=70 ,H=0.036kg/kg 干气；(3) t=80 ,H=0.045kg/kg 干气。解：（ 1）由 t =60 , H=0.01 kg/kg 干气查图，得 tw 28C ， H W 0.024kg/kg干气传热推动力： (t t w ) 1 602832 C传质推动力： (H WH )10.0240.010.014kg/kg干气（ 2）同理：传热推动力：(t t w ) 2 704030 C传质推动力：(HWH )20.049 0.036 0.013kg/kg干气（ 3）传热推动力：(t t w ) 3 804436 C传质推动力：(HWH )30.0620.0450.017kg/kg干气恒速阶段干燥速率与其推动力成正比，比较之，有：（ 3） （ 2）（ 1）。16在恒定干燥条件下，将物料由干基含水量0.33kg/kg 干料干燥到0.09kg/kg 干料，需要7小时，若继续干燥至0.07kg/kg 干料，还需多少时间？已知物料的临界含水量为0.16kg/kg 干料，平衡含水量为0.05kg/kg 干