干燥習(xí)題(附答案)詳解參考

1、精品一、填空及問答題：1. 干燥過程是相結(jié)合的過程， 傳質(zhì)方向?yàn)?，傳熱方向?yàn)椤?. 在總壓 101.33kPa，溫度 20 下( 已知 20 下水的飽和蒸汽壓為2.334 kPa) ，某濕空氣的水汽分壓為1.603 kPa ，現(xiàn)空氣溫度保持不變，將總壓升高到250 kPa ，則該空氣的水汽分壓為。3. 當(dāng)濕空氣的總壓一定時(shí)，相對濕度僅與及有關(guān)。4. 恒速干燥階段物料表面的溫度等于。 該階段除去的物料中的水的平衡蒸汽壓等于。影響恒速階段干燥速率的因素的有。5. 已知在常壓、 25下水分在某濕物料與空氣之間的平衡關(guān)系為：相對濕度100%感謝下載載時(shí)，平衡含水量X *0.025 kg 水/kg 絕干

2、料；相對濕度50% 時(shí)，平衡含水量100%X *0.009 kg水/kg 絕干料?，F(xiàn)將濕基含水量為20%的該物料，與25、50% 的空氣接觸， 則該物料的自由含水量為kg 水/kg 絕干料，非結(jié)合水分量為kg 水/kg 絕干料。6. 進(jìn)干燥器的氣體狀態(tài)一定，干燥任務(wù)一定。若干燥器內(nèi)部無補(bǔ)充加熱，則氣體離開干燥器的濕度 H越大，干燥器的熱效率越，傳質(zhì)推動力越。7. 降低廢氣出口溫度可以提高干燥器的熱效率，但廢氣在離開設(shè)備之前的溫度的限制是，原因是。8. 在測量濕球溫度時(shí)，空氣速度需大于5 m/s ，這是為了。9. 物料的平衡水分一定是水分；物料的非結(jié)合水分一定是 水分。10. 當(dāng)某物料的干燥過程

3、存在較長的降速階段時(shí)，氣流干燥器和流化床干燥器兩者中選用較為有利， 原因是。11. 欲在 298K 時(shí)用相對溫度為60的空氣干燥木材，使其中水分降到11.5（濕基），你認(rèn)為是否可能？為什么？已知在此條件下木材的平衡水分為12（干基）。12. 濕空氣在進(jìn)入干燥器前，往往進(jìn)行預(yù)熱，這樣做有什么好處？13、什么是濕空氣的絕熱飽和溫度和濕球溫度？兩者有何關(guān)系？如何測定？14 要提高恒速干燥階段的干燥速率，你認(rèn)為可采取哪些措施？15. 測定濕球溫度時(shí)，當(dāng)水的初溫不同時(shí)，對測量結(jié)果有無影響？為什么16. 在對流干燥過程中。為什么說干燥介質(zhì)一濕空氣既是載熱體又是載濕體？17. 如何強(qiáng)化干燥過程？18. 為什

4、么臨界含水量Xc的確定對于如何強(qiáng)化具體的干燥過程具有重要的意義?下列兩種情況下Xc 將會變大還是變小? （ 1）提高干燥時(shí)氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時(shí)；（ 2）物料的厚度減小時(shí)。試從干燥機(jī)理加以分析。二、計(jì)算題：1. 已知濕空氣的（干球）溫度為 50，濕度為 0.02kg/kg 干氣，試計(jì)算下列兩種情況下的相對濕度及同溫度下容納水分的最大能力（即飽和濕度） ，并分析壓力對干燥操作的影響。（ 1）總壓為 101.3kPa ；（2）總壓為 26.7 kPa 。解：（ 1） p101.3kPa 時(shí)：由H0.622pvHppvppv0.02101.33.156kPa0.622H0.6220.0

5、2查得 50水的飽和蒸汽壓為12.34kPa ，則相對濕度pv100%ps3.15612.34100%25.57%飽和濕度：pSH S0.6220.62212.340.086kg/kg干氣pp S（ 2） 26.7kPa101.312.34p時(shí)：pHpv0.622H0.020.62226.70.020.832kPap vps100%0.83212.34100%6.74%H p S12.34干氣S0.622pp S0.62226.712.340.535kg/kg由此可知，當(dāng)操作壓力下降時(shí)， HS ，可吸收更多的水分，即減壓對干燥有利。2. 常壓下濕空氣的溫度為80、相對濕度為10。試求該濕空氣中

6、水汽的分壓、濕度、濕比容、比熱及焓。查得 80下水的飽和蒸汽壓為47.38kPa 。水汽分壓pvp S0.147.384.738kPa濕度Hpv0.6220.6224.7380.031kg/kg干氣ppv273101.34.738t濕比容H(0.7731.244 H )273( 0.7731 .2440.031)27380 1.049 m3 /kg干氣273比熱cH1.011.88H1.011.880.0311.068kJ/kg干氣 C焓I H(1.011.88H )t2492H1.0688024920.031162.69kJ/kg干氣3. 在 I-H 圖上確定本題附表中空格內(nèi)的數(shù)值。干球溫度

7、濕球溫度露點(diǎn)溫度濕度相對濕度焓水汽分壓t/ w/ d/ /kg/kg干/ / kJ/kg干 v/ kPa氣氣1（ 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. 常壓下將溫度為25、相對濕度為50的新鮮空氣與溫度為50、相對濕度為80 的廢氣混合，混合比為2： 3（以絕干空氣為基準(zhǔn)） ，試計(jì)算混合后的濕度、焓及溫度。解：（ 1） t125 C,150% 的新鮮空氣：25時(shí)，pS13.168

8、kPaH 10.6221 pS10.6220.53.1689.8810 3 kg/kg干氣p1 pS1101.30.53.168I H1(1.011.88H1 )t12492H 1(1.011.889.8810 3)2524929.8810 350.34kJ/kg干氣t 250 C,280% 的廢氣：50時(shí)，pS212.34kPa2H0.6222 pS20.6220.812.340.0672kg/kg干氣p2 pS2101.30.812.34I H 2(1.011.88H 2 )t22492H 2(1.011.880.0672)5024920.0672224.3kJ/kg干氣所以混合濕度2 H

9、13 H229.8810335555H M混合焓：0.06720.0443kg/kg 干氣I M2 I 153 I 25250.3453224.35154.7kJ/kg 干氣而I M(1.011.88H M)t M2492H MtI MM1.012492H M1.88H M154.71.0124921.880.04430.044340.5 C6. 干球溫度為20、濕球溫度為16的空氣，經(jīng)過預(yù)熱器溫度升高到50后送至干燥器內(nèi)。空氣在干燥器內(nèi)絕熱冷卻，離開干燥器時(shí)的相對濕度為80，總壓為101.3kPa 。試求：（ 1）在 I-H 圖中確定空氣離開干燥器時(shí)的濕度；3（ 2）將 100m 新鮮空氣預(yù)

10、熱至50所需的熱量及在干燥器內(nèi)絕熱冷卻增濕時(shí)所獲得的水分量。解：（ 1）空氣 t020 C, tW16 C ，查得 H 00.01kg/kg干氣預(yù)熱后： t150 C, H 10.01kg/kg干氣絕熱冷卻后，查得t230 C, H 20.018kg/kg 干氣（ 2）濕空氣的比容：H(0.7731.244H 0 )273t 0273(0.7731.2440.01)27320 0.843m 3/ kg干氣濕氣2733則 100m 濕空氣中絕干空氣的質(zhì)量：LV100vH0.843118.62kg預(yù)熱器加入熱量：Q P獲得水分量：L( I1118 .62I 0 )(1.01Lc H ( t1 1.

11、88t 0 )0.01)(5020)3661kJWL( H 2H 1 )118.62(0.0180.01)0.95kg7. 濕空氣在總壓101.3kPa 、溫度 10下，濕度為0.005 kg/kg干氣。試計(jì)算：（ 1）相對濕度 1；（ 2）溫度升高到35時(shí)的相對濕度2；（ 3）總壓提高到115kPa，溫度仍為35時(shí)的相對濕度3；3（ 4）如總壓提高到1471kPa，溫度仍維持35，每100m 原濕空氣所冷凝出的水分量。解：（ 1） 10水飽和蒸汽壓pS11.226kPapvHp0.622H0.0050.622101.30.0050.808kPapv1p s1100%0.8081.226100

12、%65.9%（ 2） t 2 35，pv2ps2p S2100%5.621kPa0.8085.621100%14.4%（ 3） p 115 kPa 時(shí)，Hp 0.005 1150.622H0.6220.005pvpv2ps 2100%0.9175.6210.917kPa100%16.3%(4)p 1471kPa , t2 35時(shí)：飽和濕度pSH S0.6220.6225.6210.0024kg/kg干氣原濕空氣比容H(0.7731.244H1)ppS273t114715.621273(0.7731.2440.005)27310 0.808m3濕氣 / kg干氣2733100m原濕空氣中絕干空氣

13、質(zhì)量LV100v H0.808123.76kg干氣則冷凝出水W L（ HH S）123.76(0.0050.0024)0.322kg8. 附圖為某物料在25時(shí)的平衡曲線。如果將含水量為0.35kg水 kg 干料的此種物料與 50的濕空氣接觸，試確定該物料平衡水分和自由水分，結(jié)合水分和非結(jié)合水分的大小。解： 50，料 干gk/水g kx0.200.150.100.05平衡水分X *0.095kg/kg 干料則自由水分0.000102030405060708090 100(%)XX *0.350.0950.255 kg/kg 干料習(xí)題 8附圖 100，平衡水分X *0.185kg/kg 干料即結(jié)合

14、水分X * 1000.185 kg/kg 干料則非結(jié)合水分XX * 1000.350.1850.165kg/kg 干料9. 在常壓干燥器中將某物料從濕基含水量10干燥至2，濕物料處理量為300kg/h 。干燥介質(zhì)為溫度80、相對濕度10的空氣，其用量為900kg/h 。試計(jì)算水分汽化量及空氣離開干燥器時(shí)的濕度。解： t80 C,10% ，在 H-I圖中查得H10.031kg/kg干氣絕干空氣質(zhì)量LL1H 190010.031872.94kg干氣 / h物料干基含水量1Xw11w1Xw20.110.10.020.1111kg/kg干料0.0204kg/kg干料221w10.02絕干物料量GCG1

15、 (1w1)300(110%)270kg/h汽化水分量WGC（ X 1X 2）270( 0.1110.0204)24.49kg/h又 WL( H 2H 1)則干燥器空氣出口濕度H 2H 1W L0.03124.49872 .940.059 kg/kg 干氣10. 在某干燥器中干燥砂糖晶體，處理量為100kg/h ，要求將濕基含水量由40減至 5。干燥介質(zhì)為干球溫度20，濕球溫度16的空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至80后送至干燥器內(nèi)。 空氣在干燥器內(nèi)為等焓變化過程，空氣離開干燥器時(shí)溫度為30， 總壓為 101.3kPa 。試求：（1） 水分汽化量； （2）干燥產(chǎn)品量； （3）濕空氣的消耗量； （ 4）加熱

16、器向空氣提供的熱量。11解：（ 1）水分汽化量WGG1G w1 Gw1w2 G0.40.0510036.84kg/h1211w21w210.05或X1w11w10.410.42 kg/kg干料3Xw2221w0.0510.051 kg/kg干料19GCG1 (1w1 )100(10.4)60kg/hWGC（ X 121X 2）60() 31936 .84kg/h（2） 干燥產(chǎn)品量G2G1W10036.8463.16kg/h（3） 由 t 020 C, t W016 C 查圖，得 H 00.01kg/kg干氣預(yù)熱后t180 C,H 10.01kg/kg 干氣I1(1.011.88H1 )t124

17、92H1(1.011.880.01)8024920.01107.22kJ/kg干氣出口空氣：等焓過程I 2I 1即(1.011.88H 2)t 22492H 2107.22(1.011.88H 2 )302492H 2107.22得： H 20.03kg/kg干氣而WL（ H 2H1）LW36.841842kg/hH 2H10.030.01濕空氣用量LL(1H 0 )1842(10.01)1860kg/h（ 4）預(yù)熱器中的加熱量：QpL(I 1I 0 )Lc H (t1t0 )18423600(1.011.880.01)(8020)31.58kW11. 在常壓干燥器中， 將某物料從濕基含水量5

18、干燥到0.5 。干燥器的生產(chǎn)能力為7200kg 干料 /h 。已知物料進(jìn)、出口溫度分別為25、 65，平均比熱為1.8kJ/(kg ) 。干燥介質(zhì)為溫度20、濕度0.007 kg kg 干氣的空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至120后送入干燥器，出 干燥器的溫度為80。干燥器中不補(bǔ)充熱量，且忽略熱損失，試計(jì)算絕干空氣的消耗量及空氣離開干燥器時(shí)的濕度。解：物料干基含水量X 10.0510.050.05263X 20.00510.0050.005025WGC ( X1X 2 )又WL( H 2H1 )7200(0.052630.005025)342.76kg/h即342.76L( H 20.007)（1）干燥器

19、中不補(bǔ)充熱量，且忽略熱損失，則QDL( I 1I 2 )G(II )0C2即L( I 1 GC ( I 2I 2 )I 1 )G(IC2GC cM 2 (1I )121 )72001.8(6525)（ 2）518400而I1(1.011.880.007)12024920.007140.22I 2(1.011.88H 2 )802492 H 280.82642.4H 2將上式代入（2）中，L(140.2280.82642.4 H 2 )518400（ 3）聯(lián)立（ 1）、（ 3）得： H 20.01685kg/kg 干氣， L34798kg/h12. 用熱空氣干燥某種濕物料，新鮮空氣的溫度為20、

20、濕度為0.006kg kg 干氣， 為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，要求空氣在干燥器內(nèi)的溫度不能高于90，為此，空氣在預(yù)熱器內(nèi) 加熱至 90后送入干燥器，當(dāng)空氣在干燥器內(nèi)溫度降至60時(shí)，再用中間加熱器將空氣加 熱至 90，空氣離開干燥器時(shí)溫度降至60，假設(shè)兩段干燥過程均可視為等焓過程，試求：(1) 在 - 圖上定性表示出空氣通過干燥器的整個(gè)過程；(2) 汽化每千克水分所需的新鮮空氣量。解：空氣狀態(tài)變化過程如圖所示。A： t A20 C,H A0.006kg/kg干氣IB 2B 190CC160A20 =100%由I B1IC 1H0H（1.011.880.006） 9024920.006（1.011.88

21、H C1） 602492 H C1得H C1也即H B20.0178kg/kg干氣0.0178kg/kg干氣2又I BI C（1.011.880.0178） 9024920.0178（1.011.88H C） 602492 H C得HC0.0298kg/kg干氣故汽化 1kg 水所需干空氣用量l新鮮空氣用量1HCH A10.02980.00642.02kg/kg 水l l (1H A )42.021.00642.3kg/kg 水13. 在常壓連續(xù)逆流干燥器中，采用廢氣循環(huán)流程干燥某濕物料，即由干燥器出來的部分廢氣與新鮮空氣混合，進(jìn)入預(yù)熱器加熱到一定的溫度后再送入干燥器。已知新鮮空氣的溫度為 2

22、5、濕度為0.005kg/kg干氣，廢氣的溫度為40、濕度為0.034kg/kg干氣，循環(huán)比（循環(huán)廢氣中絕干空氣質(zhì)量與混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比）為0.8 。濕物料的處理量為1000kg/h ，濕基含水量由50下降至3。假設(shè)預(yù)熱器的熱損失可忽略，干燥過程可視為等焓干燥過程。試求：（ 1）在 I-H 圖上定性繪出空氣的狀態(tài)變化過程；（ 2）新鮮空氣用量；（ 3）預(yù)熱器中的加熱量。解：（ 1）廢氣循環(huán)流程如下圖所示。L2循環(huán)比 0.8L 0,t 0,H0L 1,t M,H Mt1,H1預(yù)熱器干燥器GC,X2t2,H2GC,X1空氣狀態(tài)變化過程如圖所示。IB圖中：CM1MA4C（ 2）物料干基含水量0

23、.50.033t1t2M =100%X 1110.5X2A10.0397t0絕干物料GCG1 (1w1 )1000(10.5)H 0500kg/hH汽化水分量WGC( X 1X 2 )500(13 )97484.5kg/h對整個(gè)干燥過程進(jìn)行物料衡算WL( H 2H 0 )則絕干空氣用量LWH 2H 0新鮮空氣用量484.50.0340.00516707kg/hLL(1H 0 )16707(10.005)16790kg/h（3）預(yù)熱器中加熱量QPL1( I 1I M )L1( I 2I M )而L1ILL201 IL5L 0.24 IMQP5L5520I( 1 I 5224 I)5L (I 2I

24、 0 )其中I 2（1.011.880.034） 4024920.034127.68kJ/hI 0（1.011.880.005） 2524920.00537.945kJ/hQ P16707(127.6837 .945)1.510 6 kJ/h416.7kW14. 若空氣用量相同， 試比較下列三種空氣作為干燥介質(zhì)時(shí)，恒速階段干燥速率的大小關(guān)系。(1)t =60, H=0.01kg/kg干氣；(2)t =70, H=0.036kg/kg干氣；(3)t =80, H=0.045kg/kg干氣。解：（ 1）由 t =60 , H=0.01kg/kg干氣查圖，得t w28C ， H W0.024kg/k

25、g干氣傳熱推動力：(tt w ) 1602832 C傳質(zhì)推動力：(H WH )10.0240.010.014kg/kg干氣（ 2）同理：傳熱推動力：(tt w ) 2704030 C傳質(zhì)推動力：(HWH )20.0490.0360.013kg/kg干氣（ 3）傳熱推動力：(tt w ) 3804436 C傳質(zhì)推動力：(HWH )30.0620.0450.017kg/kg干氣恒速階段干燥速率與其推動力成正比，比較之，有：（ 3） （ 2） （ 1）。16在恒定干燥條件下，將物料由干基含水量0.33kg/kg干料干燥到0.09kg/kg干料， 需要7 小時(shí)，若繼續(xù)干燥至0.07kg/kg干料，還需多少時(shí)間？已知物料的臨界含水量為0.16kg/kg干料， 平衡