化工原理復習題3

1、1. 某種濕物料在常壓氣流干燥器中進行干燥，濕物料的流量 為1kg/s，初始濕基含水量為 3.5%，干燥產(chǎn)品的濕基含水量 為0.5%?？諝鉅顩r為：初始溫度為25 C，濕度為0.005kg/kg 干空氣，經(jīng)預熱后進干燥器的溫度為140 C,若離開干燥器的溫度選定為60 C和40 C。試分別計算需要的空氣消耗量及預熱器的傳熱速率。又若空氣在干燥器的后續(xù)設備中溫度下降了10C，試分析以上兩種情況下物料是否返潮？假設干燥器為理想干燥精選文檔解：因在干燥器內(nèi)經(jīng)歷等焓過程，IH1 IH2H21.01 1.88 0.005 1401.88 60 24902490 0.005 1.01 601.88 60 2

2、4901.01 1.88H1 t1 2490H11.01 1.88H2 t2 2490H2ti 140°H1 H00.005kg/kg干 空氣t260 °0.0363kg/kg 干空氣2013-10-25上甌*，下瓦* K越絕干物料量：GcGi 111 0.0350.965kg/sX13 596.5 0.036現(xiàn)水/kg絕干料X20.51 0.50.00503kg水/kg絕干料絕干空氣量Gc X2 X2H2 H10.965 0.0363 0.005030 964kg/s0.0363 0.0052013-10-25分析物料的返潮情況ph2當t2=60C時，干燥器出口空氣中水汽

3、分壓為101.33 0.0363p2 5.59kPa0.622 H20.622 0.0363t=50 C時，飽和蒸汽壓 ps=12.34kPa, psp2即此時空氣溫度尚未達到氣體的露點， 不會返潮。當t2=40 C時，干燥器出口空氣中水汽分壓為10133 O.。447 6.79kPa0.622 0.0447.2013-10-252用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41% （質(zhì)量% ,下同）的苯-甲苯溶液。要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于97.5%，塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于98.2%，每小時處理的原料量為8570kg。操作回流比為3,試計算：（1）塔頂及塔底的產(chǎn)品量；（2）精餾段上升蒸汽量及回流液量；分

4、析：全塔物料衡算求W、D求xF、xW、xD求V、L 已知R精餾段物料衡算解:（1）產(chǎn)品量XfXd97.5/78 2.5/921.8/781.8/78 98.2/920.021241/7841/78 59/920-450497.5/78Mf0.4504 78 (1 0.4504) 92 85.69kg/kmol857085.69100.0kmol/hFXf DXd Wxw100.0 D W100.0 0.4504 D 0.9787 W 0.0212D 44.3kmol/h W 55.7kmol/h（2）上升蒸汽量及回流量精餾段：LRD 3 44.8 134.5kmol/hVL D 134.5 4

5、4.83 179.3kmol/h3.某濕物料在氣流干燥管內(nèi)進行干燥，濕物料的處理量為 0.5kg/s,濕 物料的含水量為5%,干燥后物料的含水量為1%（皆為濕基）?？諝?的初始溫度為20C，濕含量為0.005kg/kg。若將空氣預熱至150C進 入干燥器，并假設物料所有水分皆在表面汽化階段除去， 干燥管保溫 良好，試求：1. 當氣體出口溫度選定為70C，預熱器提供的熱量及熱效率？2. 當氣體的出口溫度為42C，預熱器提供的熱量及熱效率有何變 化？3. 若氣體離開干燥管后，因在管道及旋風分離器中散熱溫度下降了 10C，分別判斷以上兩種情況物料是否會發(fā)生返潮的現(xiàn)象？ （水分 壓ps為7.23kPa

6、時露點溫度為39.6;水分壓為ps=5.54kPa時露點溫度 為 347C）。3.解1）氣體在干燥管內(nèi)為等焓過程。t°=20C, ti=70C,H1 = H0=O.OO5kg/kgIl(1.01 1.88 0.005)150 2492 0.005165.37kJ / kg0.0361kg/kg水分蒸發(fā)量:w1 w20.05 0.01W G 120.50.0202 kg/s1 W21 0.01空氣用量：,W0.0202cs 工六& /L0.65kg干空氣/sH2 H00.03610.005I2(1.01 1.88H2)t22492H 2165.37 H2Qp L(I1 I0)

7、L (1.01+1.88H0)(t1 t。)0.65 (1.011.880.005)(150 20)86.1kJ/s熱效率 匕t2150 70 su0.61561.5%t1t0150 202) t2=42 CI2(1.01 1.88H2 )t22492H2165.37H20.0478kg/kgQp L(I1 I0)L(1.01+1.88H°)(t1 t°)0.47 (1.011.880.005)(150 20) 51.9kJ/s空氣用量：L -WH20.02020.47kg干空氣 /sH00.0478 0.005熱效率 t2150 420.83 83.0%t1t0150 20（6分）討論：降低廢氣的出口溫度，所需的空氣用量及傳熱量愈小，熱效率 越高。3）物料的返潮:第一種情況：出干燥器空氣中水的分壓：PH2P總O.0478 101.3 7.229kPa0.622 H20.6220.0478露點td=347C?？諝獬鲂L分離器的溫度為 60C,未達到空氣的露點，不會有水珠析出