第13章 干燥習(xí)題

1、化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11 01IILQP 010ttLcH lMMdMMQtcGLIQtcGLI 2211221121II %1000121 tttt理理想想 2121XXGGGWC 02HHWL 22111 G公式公式：物料衡算物料衡算熱量衡算熱量衡算理想干燥過程（等焓干燥過程）理想干燥過程（等焓干燥過程） %10088. 1249212 dPMlQQtctW 習(xí)題課習(xí)題課)1 (0HLLHsLV 化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 12習(xí)題課習(xí)題課C11CC()GXXAU22lnCCCCGXXXXAUXX12)()(wHwHHkttrUw注：濕空氣的狀態(tài)參數(shù)的計(jì)

2、算公式也應(yīng)掌握。注：濕空氣的狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算公式也應(yīng)掌握?；ぴ砘ぴ? 0 1 12 0 1 13 某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)行干燥，濕物料的流量某種濕物料在常壓氣流干燥器中進(jìn)行干燥，濕物料的流量為為1kg/s，初始濕基含水量為，初始濕基含水量為3.5%，干燥產(chǎn)品的濕基含水量，干燥產(chǎn)品的濕基含水量為為0.5%?？諝獬跏紲囟葹?。空氣初始溫度為25，濕度為，濕度為0.005kg/kg干空氣，干空氣，經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)干燥器的溫度為經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)干燥器的溫度為140，若離開干燥器的溫度選，若離開干燥器的溫度選定為定為40，試計(jì)算需要的空氣消耗量及預(yù)熱器的傳熱速率。，試計(jì)算需要的空氣消耗量及預(yù)熱器的傳熱速

3、率。 又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)備中溫度下降了又若空氣在干燥器的后續(xù)設(shè)備中溫度下降了10，試分析，試分析物料是否返潮？假設(shè)干燥器為理想干燥器。物料是否返潮？假設(shè)干燥器為理想干燥器。 物料返潮舉例：物料返潮舉例：習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 14解：解：20WLHH1212201wwGwHH干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程，干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程， 12II1112221.01 1.8824921.01 1.882492HtHHtH20.0447/Hkg kg干空氣1401t 干空氣kgkgHH/005. 0010.76/Lkg s預(yù)熱器的傳熱速率預(yù)熱器的傳熱速率 )(01ttLcQHp

4、01088. 101. 1ttHL240t 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 1589/kJ s分析物料的返潮情況分析物料的返潮情況 關(guān)鍵：關(guān)鍵：若水汽分壓若水汽分壓飽和蒸汽壓或濕度飽和蒸汽壓或濕度 飽和濕度，則會返潮飽和濕度，則會返潮222622. 0HPHp當(dāng)當(dāng)t2=40時，干燥器出口空氣中水汽分壓為時，干燥器出口空氣中水汽分壓為 6.79kPat=30時，飽和蒸汽壓時，飽和蒸汽壓ps=4.25kPa，spp 2物料可能返潮。物料可能返潮。 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 16實(shí)際干燥過程舉例實(shí)際干燥過程舉例 常壓下擬用溫度為常壓下擬用溫度為20、

5、濕度為、濕度為0.008kg水水/kg干氣的空氣干干氣的空氣干燥某種濕物料?？諝庠陬A(yù)熱器中被加熱到燥某種濕物料?？諝庠陬A(yù)熱器中被加熱到90后送入干燥室，后送入干燥室，離開時的溫度為離開時的溫度為45、濕度為、濕度為0.022kg水水/kg干氣。現(xiàn)要求每干氣?，F(xiàn)要求每小時將小時將1200kg的濕物料由含水率的濕物料由含水率3%（濕基）干燥至（濕基）干燥至0.2%（濕基），已知物料進(jìn)、出口溫度分別為（濕基），已知物料進(jìn)、出口溫度分別為20和和60，在此，在此溫度范圍內(nèi)，絕干物料的比熱為溫度范圍內(nèi)，絕干物料的比熱為3.5kJ/(kg)，水的平均比，水的平均比熱為熱為4.19 kJ/(kg )。干燥設(shè)

6、備熱損失可按預(yù)熱器中加熱量。干燥設(shè)備熱損失可按預(yù)熱器中加熱量的的5%計(jì)算。試求：計(jì)算。試求： (1)新鮮空氣用量，新鮮空氣用量，kg/h； (2)預(yù)熱器的加熱量預(yù)熱器的加熱量QP，kW； (3)干燥室內(nèi)補(bǔ)充的熱量干燥室內(nèi)補(bǔ)充的熱量Qd，kW； (4)熱效率熱效率 。習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 17 G1=1200kg/h Ql =5%Qp 1=3% tM1=20 t0=20 t1=90 t2=45 H0=0.008 H1 H2=0.022 L QP Qd 2=0.2% tM2=60,CS=3.5kJ/kg hkgGW64.33002. 01002. 003. 0120

7、012211 02HHWL hkgHLL/1 .2422008.018 .240210 （1 1）新鮮空氣用量，）新鮮空氣用量，kg/h； hkg/8 .2402008. 0022. 064.33干空氣干空氣 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 18010PHQLctt47.89kW(2)預(yù)熱器的加熱量預(yù)熱器的加熱量QP，kW 0101.01 1.88LHtt 11221212MMlMMdtcGQtcGIILQ 10101.01 1.882492112.19/IHtHkJ kg干氣(3)干燥室內(nèi)補(bǔ)充的熱量干燥室內(nèi)補(bǔ)充的熱量Qd，kW其中：其中：22221.01 1.88249

8、2102.14/IHtHkJ kg干氣 hkgGG/3 .1166%2 . 01%311200112112 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 1911113.52MSlccckJ kgC22213.50MSlccckJ kgCkWQQPl39. 2%589.47%5 40.25dQkW(4) 熱效率熱效率 122492 1.88100%l MPdWtctQQ26.4%習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 110 循循環(huán)環(huán)廢廢氣氣 LR, t2=45, H2=? Ql t0=20 t t1 1= =9 90 0H0=0.008 kg 水水/kg 干干氣氣 H1

9、 t2=45 L H2 QP Qd=40.25kWLLR L有廢氣循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例有廢氣循環(huán)的實(shí)際干燥過程舉例 現(xiàn)將上題流程改為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣現(xiàn)將上題流程改為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣中的中的50%引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合。混合氣經(jīng)預(yù)熱器仍加熱至加熱至90后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為45，干燥室加熱量干燥室加熱量Qd不變，仍為不變，仍為40.25kW，被干燥的物料及干燥要，被干燥的物料及干燥要求不變，熱損失仍可取為求不變，熱損失仍可取為QP的的5%。試

10、計(jì)算：。試計(jì)算：(1)新鮮空氣的用量，新鮮空氣的用量，kg/h； (2)預(yù)熱器的加熱量預(yù)熱器的加熱量QP，kW；(3) 熱效率熱效率 ； (4)畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例1對比。對比。習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11133.640.00934Wkg hkg s由上題知： 02HHLW 008. 000934. 02 HL- (1)(1)新鮮空氣用量，新鮮空氣用量，kg/h 01IILLQRP (2)預(yù)熱器的加熱量預(yù)熱器的加熱量QP，kW 0000249288. 101. 1HtHI 100020002 RLLttttHHHH =1 C H2

11、M H 0 H A H0 t0 t2 t1干氣干氣kgkgHHHH004. 02122020 Cttto5 .32220452020 杠桿原理杠桿原理習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 112 0000249288. 101. 1HtHI 255.127604.43H 201016 .133054.101249288. 101. 1HHtHI 01IILLQRP 2221 .10811755.127604.436 .133054.1012LHLHHL 22222226 .257645.4524924588. 101. 1249288. 101. 1HHHHtHI 112212

12、1205. 02MMPMMdtcGQtcGIILQ 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 113 226 .133054.1016 .257645.45225.40HHL 2052. 3360012001 .10811705. 06050. 336003 .11662 LHL 0317. 433.106405.24972 HL- (2)0.32/1152/Lkgskgh干氣干氣干干氣氣水水 kgkgH/0372. 02 聯(lián)立式聯(lián)立式1、2得：得：21 .108117LHLQP kW73.380372. 032. 01 .10832. 0117 習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0

13、 1 12 0 1 114例例 1 結(jié)結(jié)果果 hkgL/8 .2402干干氣氣 QP=47.89kW H2=0.022 %4 .26 例例 2 結(jié)結(jié)果果 hkgL/1152干干氣氣 QP=38.72kW H2=0.0372 %5 .29 結(jié)論：結(jié)論：采用采用廢氣循環(huán)流程，新鮮干空氣用量減少，預(yù)熱器熱負(fù)荷減小，廢氣循環(huán)流程，新鮮干空氣用量減少，預(yù)熱器熱負(fù)荷減小，干燥效率提高，但干燥過程速率下降，干燥設(shè)備變大。干燥效率提高，但干燥過程速率下降，干燥設(shè)備變大。 =1 C C M B H A B t0 t2 t1例例1例例2習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 115 循環(huán)廢氣循環(huán)廢氣

14、 LR, t2=45, H2=0.022 Ql t0=20 t t1 1=90=90H0=0.008 kg 水水/kg 干氣干氣 H1 t2=45 L H2=0.022 QP Qd現(xiàn)將例現(xiàn)將例1流程改為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣中流程改為廢氣循環(huán)流程設(shè)計(jì)，如圖所示。將出口廢氣中的的50%引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍加引到新鮮空氣處與新鮮空氣混合?；旌蠚饨?jīng)預(yù)熱器仍加熱至熱至90后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為后，再送入干燥室，出干燥室的廢氣溫度仍為45，濕度仍為濕度仍為0.022kg水水/kg干氣干氣,被干燥的物料及干燥要求不變，熱被干燥的物料及干燥要求不變

15、，熱損失仍可取為損失仍可取為QP的的5%。試計(jì)算：。試計(jì)算：(1)新鮮空氣的用量，新鮮空氣的用量，kg/h； (2) QP、Qd，kW；(3) 熱效率熱效率 ； (4)畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例畫出濕空氣狀態(tài)變化，并與例2對比。對比。習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 116例：某濕物料例：某濕物料10kg，均勻地平鋪在面積為，均勻地平鋪在面積為0.50m2的平底淺盤內(nèi)，的平底淺盤內(nèi)，并在恒定干燥條件下進(jìn)行干燥。物料的初始含水量為并在恒定干燥條件下進(jìn)行干燥。物料的初始含水量為15%，已，已知在此條件下物料的平衡含水量為知在此條件下物料的平衡含水量為1%，臨界含水量為，臨界含水

16、量為6%（均（均為濕基），并已測出在恒速階段的干燥速率為為濕基），并已測出在恒速階段的干燥速率為0.394kg/(m2h)，假設(shè)降速階段的干燥速率與物料的自由含水量（干基）成線性假設(shè)降速階段的干燥速率與物料的自由含水量（干基）成線性關(guān)系。試求關(guān)系。試求：（：（1）將物料干燥至含水量為）將物料干燥至含水量為2%（濕基），所需（濕基），所需的總干燥時間為多少小時？（的總干燥時間為多少小時？（2）現(xiàn)將物料均勻地平鋪在兩個）現(xiàn)將物料均勻地平鋪在兩個與上述尺寸相同的淺盤內(nèi)，并在同樣的空氣條件下進(jìn)行干燥，與上述尺寸相同的淺盤內(nèi)，并在同樣的空氣條件下進(jìn)行干燥，只需只需4小時便可將物料的水分降至小時便可將物料

17、的水分降至2%（濕基），問物料的臨界（濕基），問物料的臨界含水量有何變化？恒速及降速兩個干燥階段的時間各為多少小含水量有何變化？恒速及降速兩個干燥階段的時間各為多少小時？（中科院時？（中科院07年考題）年考題）習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 117解：解：（1）因恒速與降速階段干燥時間的計(jì)算公式不同，首先應(yīng)確定因恒速與降速階段干燥時間的計(jì)算公式不同，首先應(yīng)確定X2與與XC的關(guān)系的關(guān)系2220.02041wXw0.06381CCCwXwkg水水/kg干料干料kg水水/kg干料干料*0.01011wXwkg水水/kg干料干料1110.1761wXwkg水水/kg干料干料習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 118X2XC共分兩個階段共分兩個階段將物料干燥至將物料干燥至XC所需時間：所需時間：C11CC()GXXAU11CC1()GwXXAU4.84h繼續(xù)將物料干燥至繼續(xù)將物料干燥至X2所需時間：所需時間：22lnCCCCGXXXXAUXX3.83h習(xí)題課習(xí)題課化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11912總干燥時間：