干燥例题-3
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干燥[例1] 相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气吸收水汽的能力;当φ=0时,表示该空气为。
[解题思路]相对湿度φ表示了空气中水汽含量的相对大小,φ=1,表示空气已经达到饱和状态,不能再吸收任何水汽;φ越小,表示空气尚可吸收更多的水汽。
这一概念必须熟练掌握,在有关于燥的计算中要多次涉及。
【答案】弱;绝干空气[例2] 已知某物料含水量为0.4千克/千克干料,从该物料干燥速率曲线可知:临界含水量为0.25千克/千克干料,平衡含水量为0.05千克/千克干料,则物料的非结合水分为,结合水分为,自由水分为,可除去的结合水分为。
[解题思路]结合水与非结合水、平衡水分与自由水分是物料中水分含量的两种不同的区分方式。
它们之间的关系可用下面的方程简单地表示:物料总含水量=非结合水量十结合水量=自由含水量十平衡含水量自由含水量=非结合水量十可除去的部分结合水量平衡含水量=不可除去的部分结合水量[答案] 0.15;0.25;0.35;0.2(单位:千克/千克干料)[例3] 在101.3kPa下,不饱和湿空气的湿度为298K,相对湿度为50%,当加热到373K时,该空气的下列状态参数将如何变化?(只填变化的趋势)湿度,相对湿度,湿球温度,露点,焓。
[解题思路] 此题主要判断湿空气的状态变化,可以从湿度、相对湿度等的定义出发获得结果,也可借助空气—水系统的焓—湿因得到答案。
需要注意的是,露点是一个与空气温度无关的参量。
【答案】不变;降低;升高;不变;增加[例4] 冬季将洗好的湿衣服晾在室外,室外温度在零度以上,衣服有无可能结冰?。
[解题思路] 这是一个活用概念的题。
在不饱和空气中,湿衣服的湿球温度t w<t,而当t w<0时可能结冰。
[答案] 有[例5] 当湿度和温度相同时,相对湿度φ与总压p的关系是( )。
A.成正比B成反比C.无关 D . φ与p s成正比[解题思路]在相同的H值和温度t(即相同的饱和蒸气压p s)下,当总压由p降低至p’,设其对应的相对湿度由φ变为φ’,其间变化可由下列关系表示为[答案] A[例6] 湿空气的湿球温度与其绝热饱和温度有何区别和联系?[解题思路] 对于水蒸气—空气系统,湿球温度t w和绝热饱和温度t as在数值上近似相等,且两者均为初始湿空气温度和湿度的函数。
2011备考20计算题(题型接近,数据不一样) 1=例题1-3:一块尺寸标准的烧结普通砖(240×115×53),其干燥质量为2500g ,其质量吸水率为14.0%,其密度为2.70g/cm 3。
试求该砖的闭口孔隙率。
(提示:孔隙率=闭口孔隙率 + 开口孔隙率,开口孔隙率约等于体积吸水率)。
解:ρ0=m/V 0=2500/(24.0×11.5×5.3)=1.71g/cm 3P 开=W 体=(m 1-m )/(V 0ρ水)= W 质ρ0/ρ水=14.0%×1.71/1.00=23.9%P=1-ρ0/ρ=1-1.71/2.70=36.7%, P 闭=P -P 开=36.7-23.9=12.8%。
2=例题1-8:称取堆积密度为1480kg/m 3的干砂300g ,将此砂装入500mL 的容量瓶(已有约250mL 水)内,并排尽气泡,静止24h 小时后加水到刻度,称得总重量为850g ;将瓶内砂和水倒出,再向瓶内重新注水到刻度,此时称得总重量为666 g 。
再将砂敲碎磨细过筛(0.2 mm )烘干后,取样55.01 g ,测得其排水体积V 排水为20.55 cm 3。
试计算该砂的空隙率。
解:密度ρ=m/V=55.01/20.55=2.68 g/cm 3, ρ’=300×1/(300+666-850)=2.59 g/cm 3,空隙率P’=1-ρ’0/ρ’=1-1.48/2.59=42.9%。
3=例题4-1:实验测得某普通水泥28d 龄期的胶砂破坏荷载见下表,请确定该水泥的强度等级。
(注,其3d 强度已达到C C C f f =1.5F f L/(bh 2)=1.5F f ×100/(40×402)=1.5×3200×100/(40×402)=7.5MPa , 由误差分析得:f C5平均抗压强度=53.6MPa >52.5,f f3平均抗折强度=7.5MPa >7.0。
干燥复习题(附答案)一、填空题:1. 在湿度一定时,不饱和空气的温度越低,其相对湿度越___.***答案*** 大2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。
***答案*** 干燥介质一热空气的湿球温度3. 工程上要提高湿空气中______________称为增湿。
***答案*** 水蒸汽含量4. 干燥器内部无补充加热的情况下,进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定,则气越___,干燥器的热效率越___。
体离开干燥器的湿度H2***答案*** 大; 高5. 在实际的干燥操作中,常用___________来测量空气的湿度。
***答案*** 干、湿球温度计6. 现准备干燥要求磨损不大,而产量较大的粒状物料时,可选用_________________干燥器干燥较适合。
***答案*** 转筒7. 1kg绝干空气及_____________________所具有的焓,称为湿空气的焓。
***答案*** 其所带的H kg水汽8. 根据水分与物料的结合方式不同,其物料中的水分可分______________________。
***答案*** 吸附水分、毛细管水分、溶胀水分9. 某物料含水量为0.5 kg水.kg1-绝干料,当与一定状态的空气接触时,测出平衡水分为0.1kg水.kg1-绝干料,则此物料的自由水分为_____________。
***答案*** 0.4 kg水.kg1- 绝干料10. 已知在t=50℃、P=1atm时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg,则该空气的湿含量H =________;相对湿度φ=_______;(50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg)***答案*** 0.0488, 0.59811. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点,称为______________;其对应的物料含水量称为_____________________。
***答案*** 临界点、临界含水量12. 由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是__________,降速干燥阶段除去的水分是_______________。
第十三章:干燥一、本章学习目的通过本章的学习,应熟练掌握表示湿空气性质的参数,正确应用空气的H–I 图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。
二、本章思考题1、工业上常用的去湿方法有哪几种?2、对干燥设备的基本要求是什么?常用干燥设备有哪些?各有何特征?3、选择干燥器的主要依据是什么?4、干燥过程中干燥介质的作用是什么?5、表征湿空气的性质的参数有哪些?6、什么叫湿度和相对湿度?湿空气的相对湿度大,其湿度也大,这种说法对吗?为什么?7、测定干球温度和湿球温度的何作用?8、干球温度、湿球温度和露点三者有何区别?9、湿球温度和绝热饱和温度有何区别?测定湿球温度和绝热饱和温度时,若水的初温不同,对测定的结果是否有影响?为什么?10、湿度图上有哪些参数线?怎样利用这些线来确定湿空气的状态参数?11、当湿空气的总压变化时,湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H 相同的条件下,提高压力对干燥操作是否有利? 为什么?12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器?13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料,被除去的水分是结合水还是非结合水?为什么?14、干燥过程分哪几种阶段?它们有什么特征?15、什么叫临界含水量和平衡含水量?16、干燥时间包括几个部分?怎样计算?17、干燥哪一类物料用部分废气循环?废气的作用是什么?18、影响干燥操作的主要因素是什么?调节、控制时应注意哪些问题?三、例题例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m2 ,相对湿度为50%,干球温度为20o C。
试用I-H图求解:(a)水蒸汽分压p;(b)湿度H;(c)热焓I;(d)露点t d;(e)湿球温度tw ;(f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117o C,求所需热量Q。
解:由已知条件:P=101.3kN/m2,Ψ0=50%,t0=20o C在I-H图上定出湿空气的状态点A点。
采用常压干燥器干燥湿物料。
每小时处理湿物料1000kg,干燥操作使物料的湿基含量由40%减至5%,干燥介质是湿空气,初温为20℃,湿度H0=0.009kg水/kg绝干空气,经预热器加热至120℃后进入干燥器中,离开干燥器时废气温度为40℃,若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。
试求:(1)水分蒸发量W kg/s;(2)绝干空气消耗量L kg绝干气/s;(3)如鼓风机装在新鲜空气进口处,风机的风量应为多少m3/s? 解:(1) 物料衡算:W=Gc(X 1-X 2)湿基变干基:X 1=0.4/(1-0.4)=0.667 X 2=0.05/(1-0.05)=0.0526 Gc=1000(1-0.4)=600 (kg 绝干料/h )∴ W=600(0.667-0.0526) =368.64kg/h=0.1024 kg/s(2) 物料衡算 : 20W L H H =-其中 H 1=H 0=0.009 kg 水/kg绝干气干燥器出口空气湿度H未知?2确定干燥器出口状态可通过焓变和进出温度求算,本题:t1=120℃,t2=20℃;I1=I2I1=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=1.01t1+ (1.88t1+2490)H1I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=1.01t2+ (1.88t2+2490)H2∴H2=(1.01×120+(1.88×120+2490)×0.009-1.01×40)/(1.88×40+2490)=0.041 kg水/kg绝干气∴L=0.1024/(0.041-0.009)=3.1974 kg绝干气/s(3)体积流量:V=L×v H=3.1974[(0.772+1.244H0)(t0+273)/2 73]=3.1974[(0.772+1.244×0.009)×(20+ 273)/273]=2.69 m3/s。
干燥[例1] 相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气吸收水汽的能力;当φ=0时,表示该空气为。
[解题思路]相对湿度φ表示了空气中水汽含量的相对大小,φ=1,表示空气已经达到饱和状态,不能再吸收任何水汽;φ越小,表示空气尚可吸收更多的水汽。
这一概念必须熟练掌握,在有关于燥的计算中要多次涉及。
【答案】弱;绝干空气[例2] 已知某物料含水量为0.4千克/千克干料,从该物料干燥速率曲线可知:临界含水量为0.25千克/千克干料,平衡含水量为0.05千克/千克干料,则物料的非结合水分为,结合水分为,自由水分为,可除去的结合水分为。
[解题思路]结合水与非结合水、平衡水分与自由水分是物料中水分含量的两种不同的区分方式。
它们之间的关系可用下面的方程简单地表示:物料总含水量=非结合水量十结合水量=自由含水量十平衡含水量自由含水量=非结合水量十可除去的部分结合水量平衡含水量=不可除去的部分结合水量[答案] 0.15;0.25;0.35;0.2(单位:千克/千克干料)[例3] 在101.3kPa下,不饱和湿空气的湿度为298K,相对湿度为50%,当加热到373K时,该空气的下列状态参数将如何变化?(只填变化的趋势)湿度,相对湿度,湿球温度,露点,焓。
[解题思路] 此题主要判断湿空气的状态变化,可以从湿度、相对湿度等的定义出发获得结果,也可借助空气—水系统的焓—湿因得到答案。
需要注意的是,露点是一个与空气温度无关的参量。
【答案】不变;降低;升高;不变;增加[例4] 冬季将洗好的湿衣服晾在室外,室外温度在零度以上,衣服有无可能结冰?。
[解题思路] 这是一个活用概念的题。
在不饱和空气中,湿衣服的湿球温度t w<t,而当t w<0时可能结冰。
[答案] 有[例5] 当湿度和温度相同时,相对湿度φ与总压p的关系是( )。
A.成正比B成反比C.无关 D . φ与p s成正比[解题思路]在相同的H值和温度t(即相同的饱和蒸气压p s)下,当总压由p降低至p’,设其对应的相对湿度由φ变为φ’,其间变化可由下列关系表示为[答案] A[例6] 湿空气的湿球温度与其绝热饱和温度有何区别和联系?[解题思路] 对于水蒸气—空气系统,湿球温度t w和绝热饱和温度t as在数值上近似相等,且两者均为初始湿空气温度和湿度的函数。
经典例题【例1】保留水分是蔬菜和水果保鲜的一个方面.为了探究蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有甲、乙、丙三组同学做了研究实验.图1.4-3所示是他们所做实验的部分情景示意图(实验材料是均匀剖开的胡萝卜),观察图形,回答下列问题:图1.4-3(1)这三组实验中,研究方法正确的是组;(2)从研究中可以看出,这些同学认为水分散失的快慢与哪些因素有关?思路与技巧在探究过程中可以看出影响蒸发快慢的因素与液体的温度、液体的表面及液面上方空气的流动有关.因此探究的方法是只改变其中某一因素,其他因素保持不变.在甲图中只改变温度,乙图的几个因素均相同,丙中只改变空气流动的快慢,因此乙不符合探究思想.答案(1)甲、丙(2)液体的温度、液体的表面积、液面上方空气流动.说明(1)水蒸发的快慢与空气的温度有关,温度越高,蒸发越快;(2)在相同条件下,物质不同,蒸发快慢也不同.如将水和酒精同时擦在手臂上,酒精先干。
(3)蒸友快慢还与液面上方的气压有关,减小气压可加快蒸发.4.蒸发过程要吸热液体蒸发时,液面上部分液体分子克服其他分子作用离开液面,液体的温度降低,液体吸收周围环境的热.这就是通常所说“蒸发制冷”的原因.【例2】住在非洲沙漠中的居民,由于缺电,夏天无法用冰箱保鲜食物,一位理发师发明了一种“沙漠冰箱”,它是由一个内罐和外罐组成,两罐之间填上潮湿的沙子,如图1.4-4,使用时将食品和饮料放在内罐,罐口盖上湿布,然后,放在干燥通风地方,并且经常在两罐之间的沙子上洒些水,这样就起到了保鲜作用.图1.4-4试问:(1)经常在两罐之间的沙子上洒水的目的是:;(2)放在通风干燥的地方的目的是:.思路与技巧内罐中食品的温度没有升高是因为两罐间水的蒸发吸热所致,因此在沙子上洒水是利用水的蒸发吸热,且水面空气流动越快蒸发越快,相同条件下吸热越多.答案(1)利用水蒸发吸热(2)水面空气流动越快,空气越干燥,水蒸发越快,保鲜效果越好.【例3】有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22℃,则()A.甲不准确B.已不准确C.丙不准确D.不能判定哪支不准确思路与技巧蒸发吸热,液体本身的温度要降低,甲温度计上无液体不存在蒸发现象;乙放在密闭的酒精瓶中,蒸发受阻不能进行,故温度计的示数与周围环境的温度相同,应准确;丙在开口酒精瓶中,酒精蒸发吸热,酒精温度应降低,所以应低于22℃,故丙不准确.答案C.5.沸腾在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,称为沸腾.液体沸腾时,分子运动剧烈,大量分子克服分子作用运动到空气中变成自由分子,沸腾时的分子模型如图1.4-5所示.图1.4-56.水沸腾前和沸腾时的特征(1)水中气泡在沸腾前、沸腾时情况如图1.4-6;(2)水的声音在沸腾前响,沸腾时不响.这是因为容器底层水先升至100℃变成水蒸气向上升,上层水温仍不足100℃,当蒸汽的小气泡升至低于100℃的水层时,就迅速变为水滴,这种先膨胀又再收缩的过程,就引起了水的振动,当大量的小气泡从杯底上升时,就发出嘶嘶的鸣声;图1.4-6(3)沸腾前,对水加热,水的温度升高;沸腾时,继续对水加热,水的温度不变.水沸腾需要吸热.【例4】(2004·无锡市)如图1.4-7是小明同学所做的“观察水的沸腾”实验的装置,为了节约能源、适当缩短实验时间,可以采取的措施有(写出两种):(1);(2).图1.4-7在实验过程中,小明记录了水的温度随时间变化的数据如表所示.请根据表中数据,在图1.4-8坐标中画出温度随时间变化的图线.时间(min) 0 1 2 3 4温度(℃) 90 92 94 96 98时间(min) 5 6 7 8 9温度(℃) 100 100 100 100 100图1.4-8思路与技巧在“观察水的沸腾”实验中,导致加热时间过长的原因有多种,如烧杯中水的初温过低、加热中热损失过大、酒精灯火力太小等.要节约能源,适当缩短实验时间,可以从上述问题入手.要绘制水温随时间变化的图像,可以以表中提供的时间数据为横坐标,以温度数据为纵坐标,先描点,后连线.答案(1)适当减少烧杯中的水量(2)用温水加热(或给烧杯加盖)温度随时间变化的图线如图1.4-9所示.图1.4-97.沸点液体开始沸腾的温度叫该液体的沸点(boiling point).说明(1)不同液体沸点不同;(2)液体的沸点随液面气压增大升高,沸点还与液体纯度有关;(3)液体沸腾时必须满足两个条件:一是液体的温度达到沸点;二是液体要不断吸热保持其沸腾.【例5】在木器厂里,常用水胶粘木料,这种胶需要在100℃的温度下熬化后才能使用,温度再高就会熬焦,失去黏性.所以,工人师傅熬这种胶时用图1.4-10所示的双层锅,两层锅之间装着水,这样就不会把胶熬焦了,这是为什么?图1.4-10思路与技巧双层锅之间装水,水沸腾时虽不断吸热,但其温度却保持在沸点100℃不变,这样胶就不会熬焦.答案在1标准大气压下水沸腾时,虽不断吸热,但温度却保持沸点100℃不变,故双层锅内胶的温度不会因超过100℃而被熬焦.。