南工大化工原理固体干燥习题解答

《第八章 固体干燥》习题解答 1） 已知空气的干燥温度为 60℃，湿球温度为 30℃，试计算空气的湿含量 H， 相对湿度，焓 I 和露点温度。 2） 利用湿空气的 I—H 图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总 压 序 号 。 干球温度湿球温度湿 度 0C 相对湿度焓 kJ/kg绝 干气 98 79 50 98 露 点 0C 21 20 16 28 水气分压 kPa 2 4 0Ckg 水/kg0/0 绝干空气 33 80 95 1 2 3 4 60 40 20 30 30 27 17 29 3） 湿空气（=20℃，）经预热后送入常压干燥器。 试求：①将空气预热到 100℃所需热量：②将该空气预热到 120℃时相应的相对 湿度值。 4）湿度为的湿空气在预热器中加热到 128℃后进入常压等 焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为 49℃，求离开干燥器时露点温度。 解： I = (1.01+1.88H)t＋2500H ∵等焓 ∴ I1 = I2 ∴1)t1＋2500H1 2)t2＋2500H2 0.018) 128＋25002) 49＋2500H2 ∴ H2 = 0.0498 kg 水/kg 干气 ∵ ∴ ∴ p = 7510 Pa 查表得 td = 40℃ 5） 在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿 度，现有温度为 40℃，相对湿度为 70%的空气。试计算：①采用升高温度的方 法，将空气的相对湿度降至 20%，此时空气的温度为多少？②若提高温度后，再 采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至 10%，此时的操作总压为多少？ 解： (1) t = 40℃时查表 ps，∴ p = ps7.377 = 5.1639 Kpa ∵H1 = H2∴ p = p’ ∴ 查表得 ℃ (2) ∵t 不变 ∴ps 由℃,  = 10% 查图得 水/kg 干空气 ∴P’ 6） 某干燥器冬季的大气状态为 为℃， ℃，，夏季空气状态 ℃，。。 如果空气离开干燥器时的状态均为 试分别计算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。 7） 在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 10%干燥至 0.5%（均为湿基）， 绝干物料比热为 1.8kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为 3600kg 绝干物料/h，物 料进、出干燥器的温度分别为20℃和 70℃。热空气进入干燥器的温度为130℃， 湿度为 0.005kg 水/kg 绝干空气，离开时温度为 80℃。热损失忽略不计，试确定 干空气的消耗量及空气离开干燥器时的温度。 8）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 5%干燥至 0.2%(均为湿基)，绝干 物料比热为 1.9kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为 7200kg 湿物料/h，空气进入 预热器的干、湿球温度分别为 25℃和 20℃。离开预热器的温度为 100℃，离开 干燥器的温度为 60℃，湿物料进入干燥器时温度为 25℃，离开干燥器为 35℃， 干燥器的热损失为 580kJ/kg 汽化水分。试求产品量、空气消耗量和干燥器热效 率。 9） 采用废气循环干燥流程干燥某物料，温度为 20℃、相对湿度 新鲜空气与干燥器出来的温度为 50℃、 相对湿度 为 70%的 为 80%的部分废气混合后 进入预热器， 循环的废气量为离开干燥器废空气量的 80%。 混合气升高温度后再 进入并流操作的常压干燥器中， 离开干燥器的废气除部分循环使用外， 其余放空。 湿物料经干燥后湿基含水量从 47%降至 5%，湿物料流量为，设干 燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。试求：①新鲜空气的流量；② 整个干燥系统所需热量；③进入预热器湿空气的温度。 10）某干燥系统，干燥器的操作压强为，出口气体温度为 60℃，相对湿 度为 72%， 将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混合， 使进 入干燥器的气体温度不超过 90℃、相对湿度为 10%。已知新鲜空气的质量流量 为，温度为 20℃，湿度为，试求：①空气 的循环量为多少？②新鲜空气经预热后的温度为多少度？③预热器需提供的热 量。 解: B 点：60℃  = 72% 查图水/kg 干空气 M 点：90℃  = 10% 查图水/kg 干空气 ∵AMB 在一直线上 ∴A 点：水/kg 干空气, t = 127℃ ∵ ∴ W = 0.392 kg干空气/s ∴ W’(1+0.16) = 0.455 kg/s 0.0054) (127－20) = 53.49 kJ/s 11）干球温度为 20℃、 湿球温度为 15℃的空气预热至 80℃后进入干燥器， 空气离开干燥器时相对湿度为 50%，湿物料经干燥后湿基含水量从 50%降至 5%，湿物料流量为 2500kg/h。试求：①若等焓干燥过程，则所需空气流量和热 量为多少？②若热损失为 120kW，忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热 量，则所需空气量和热量又为多少？干燥器内不补充热量。 12）某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为，初始 湿含量（湿基，下同）为 3.5%，干燥产品的湿含量为 0.5%。空气状况为：初始 温度为 25℃、湿度为，经预热后进干燥器的温度为 160℃， 如果离开干燥器的温度选定为 60℃或 40℃，试分别计算需要的空气消耗量及预 热器的传热量。又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了 10℃，试分析以上 两种情况下物料是否返潮？ 解： (1) w1，w2，∴ kg 水/kg 干物料 kg 水/kg 干物料 绝干物料：Gc = G1(1－w1) = 1 (1－0.035) = 0.965 kg/s 水分蒸发量：W= Gc(X1－X2) = 0.03 kg/s 空气消耗量： H1= H0 = 0.005 kg 水/kg 干空气 t2 = 60℃时 ∵干燥为等焓过程 ∴查图 H2 = 0.0438 kg 水/kg 干空气 ∴L = 0.773 kg干空气/s Q = L(I1－I00)(t1－t0)  0.005) (160－25) = 106.4 kJ/s t2 = 40℃时，查图 H2水/kg 干空气 ∴L = 0.637 kg干空气/s ∴Q = L(I－I0) = 87.68 kJ/s (2) H = 0.0438 kg 水/kg 干空气时 td = 38℃ ＜ 50℃ ∴不返潮 H = 0.0521 kg 水/kg 干空气时 td = 40℃ ＞ 30℃ ∴返潮 13）常压下已知 25℃时氧化锌物料在空气的固相水分的平衡关系，其中 当时，， 。设氧化锌含水量 当 时，，若与温度 为 25℃、相对湿度为 40%的恒定空气条件长时间充分接触，问该物料的平衡 含水量，结合水分和非结合水分分别为多少？ 解： x*= 0.007 kg 水/kg 干料 结合水分 x = 0.02 kg 水/kg 干料 非结合水 －0.02 = 0.33 kg 水/kg 干料 14）由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即。 在某干燥条件下，湿物料从 60 ㎏减到 50 ㎏所需干燥时间 60 分钟。已知绝干物 料重 45 ㎏， 平衡含水量为零。试问将此物料在相同干