化工原理干燥习题
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第八章干燥【例题与解题指导】【例5-1】某常压空气的温度为30℃、湿度为0.0256kg/kg绝干气,试求:(1)相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓;(2)若将上述空气在常压下加热到50℃,再求上述各性质参数。
解:(1)30℃时的性质相对湿度由手册查得30℃时水的饱和蒸汽压p s=4.2464kPa。
用式5-5求相对湿度,即将数据带入解得水汽分压比容由式5-6求比容,即=0.8926 m3湿空气/kg绝干气比热容由式5-7a求比热容,即焓用式5-8b求湿空气的焓,即kJ/kg绝干气(2)50℃时的性质参数相对湿度查出50℃时水蒸汽的饱和蒸汽压为12.340kPa。
当空气被加热时,湿度并没有变化,若总压恒定,则水汽的分压也将不变,故水汽分压因空气湿度没变,故水汽分压仍为4.004kPa。
比容因常压下湿空气可视为理想气体,故50℃时的比容为m3湿空气/kg绝干气比热容由式5-7知湿空气的比热容只是湿度的函数,因此,湿空气被加热后,其比热容不变,为1.058kJ/(kg绝干气·℃)。
焓kJ/kg绝干气由上计算可看出,湿空气被加热后虽然湿度没有变化,但相对湿度降低了,所以在干燥操作中,总是先将空气加热后再送入干燥器内,目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
【例5-2】常压下湿空气的温度为30℃、湿度为0.0256kg/kg绝干气,试求该湿空气的露点t d、绝热饱和温度tas和湿球温度t w。
解:露点t d将湿空气等湿冷却到饱和状态时的温度为露点,由式5-16可求出露点温度下的饱和蒸汽压解得=4.004kPa查出该饱和蒸汽所对应的温度为28.7 ℃,此温度即为露点。
绝热饱和温度由式5-14计算绝热饱和温度,即由于Has是的函数,故用上式计算时需试差。
其计算步骤为①设= 29.21℃②用式5-3求温度下的饱和湿度Has,即查出29.21℃时水的饱和蒸汽压为4054Pa,汽化潜热为2425.48kJ/kg,故kg/kg绝干气③用式5-7a求cH,即kJ/(kg.℃)④用式5-14核算。
化工原理干燥习题1. 请计算一批含有10%水分的物料需要干燥多长时间,才能使其水分含量降低到5%。
已知物料的干燥速率为0.1kg/(m2·min),初始含水率为10%。
2. 某种物料的干燥曲线可以用Y = 1 - exp(-0.1X)来表示,其中Y为物料质量的水分含量(百分比),X为干燥时间(分钟)。
请问干燥至水分含量为0.1%需要多长时间?3. 一种含有20%水分的物料需要通过干燥使其水分含量降低到2%。
干燥设备的蒸汽压力为1.2 MPa,温度为120°C。
物料的初始含水率为20%,干燥速率为0.2 kg/(m2·min)。
请问干燥面积为100 m2时,需要多长时间才能完成干燥过程?4. 某种物料的干燥速率遵循一级干燥模型,干燥常数为0.05 min-1。
已知物料的初始含水率为8%,干燥至水分含量为2%需要多长时间?5. 某种物料的干燥曲线可以用Y = 0.5 - 0.4X来表示,其中Y为物料质量的水分含量(百分比),X为干燥时间(分钟)。
请计算干燥至水分含量为0.1%需要多长时间。
6. 一种物料的干燥速率可以用Y = 0.2X + 0.5来表示,其中Y为干燥速率(千克/小时/平方米),X为物料质量的水分含量(百分比)。
若初始物料水分含量为10%,请计算初始干燥速率是多少。
7. 一种物料的干燥速率遵循一级干燥模型,干燥常数为0.02 min-1。
已知物料的初始含水率为12%,干燥至水分含量为5%需要多长时间?8. 某种物料的干燥速率遵循二级干燥模型,干燥常数为0.1min-1。
已知物料的初始含水率为15%,干燥至水分含量为3%需要多长时间?9. 一种物料的干燥速率可以用Y = 0.5X来表示,其中Y为干燥速率(千克/小时/平方米),X为物料质量的水分含量(百分比)。
若初始物料水分含量为8%,请计算初始干燥速率是多少。
10. 请计算一批含有15%水分的物料需要干燥多长时间,才能使其水分含量降低到5%。
固体干燥(化工原理)习题及答案1. 已知湿空气的(干球)温度为50℃,湿度为0.02kg/kg 干气,试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力(即饱和湿度),并分析压力对干燥操作的影响。
(1)总压为101.3kPa ;(2)总压为26.7 kPa 。
解:(1)kPa 3.101=p 时: 由 vvp p p H -=622.0kPa 156.302.0622.03.10102.0622.0=+⨯=+=∴H Hp p v查得50℃水的饱和蒸汽压为12.34kPa ,则相对湿度 %57.25%10034.12156.3%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 饱和湿度: 干气6kg/kg 08.034.123.10134.12622.0622.0=-⨯=-=S S S p p p H (2)kPa 7.26=‘p时:kPa 832.002.0622.07.2602.0622.0=+⨯=+=H Hp p v‘’ %74.6%10034.12832.0%100=⨯=⨯=s vp p ‘’ϕ干气‘’kg/kg 535.034.127.2634.12622.0622.0=-⨯=-=SSS p p p H由此可知,当操作压力下降时,φ↓,H S ↑,可吸收更多的水分,即减压对干燥有利。
2. 常压下湿空气的温度为80℃、相对湿度为10%。
试求该湿空气中水汽的分压、湿度、湿比容、比热及焓。
解:%10,C 80=ϕ= t查得80℃下水的饱和蒸汽压为47.38kPa 。
∴水汽分压 kPa p p S v 738.438.471.0=⨯==ϕ 湿度 干气1kg/kg 03.0738.43.101738.4622.0622.0=-=-=v v p p p H湿比容干气==/kg m 049.127380273)031.0244.1773.0(273273)244.1773.0(3+⨯⨯++⨯+=νt H H 比热 C kJ/kg 068.1031.088.101.188.101.1︒⋅⨯+=干气=+=H c H 焓 干气=+=kJ/kg 69.162031.024*******.12492)88.101.1(⨯⨯++=Ht H I H3.已知空气的干球温度为60℃,湿球温度为30℃,总压为101.3 kPa ,试计算空气的性质: (1)湿度;(2)相对湿度;(3)焓;(4)露点温度。
干燥习题与题解一、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. 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4. 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5. 某物料含水量为0.5 kg 水.kg 1-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.kg 1-绝干料,则此物料的自由水分为_____________。
***答案*** 0.4 kg 水.kg 1-绝干料6. 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, 0.5987. 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 8. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。
***答案*** 大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。
9. 等焓干燥过程的条件是________________________________________________。
***答案*** 干燥器内无补充热,无热损失,且被干燥的物料带进,带出干燥器的热量之差可以忽略不计。
10. 作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_______________________________________。
固体干燥复习题一、填空题1. 在热质同时传递的过程中,传热过程的推动力是____________,传质过程的推动力是_____________,传热过程的极限是_____,传质过程的极限是_________,但由于传质与传热过程的交互影响,热质同时传递过程的极限可能是____________,也可能是_________,此时水温为空气的湿球温度。
2. 在热质同时传递过程中,导致传热或传质发生逆转的根本原因是_________________________。
3. 温度为40℃,水汽分压为5kPa的湿空气与水温为30℃的水接触,则传热方向为_____________,传质方向为________。
已知30℃及40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.24kPa和7.38kPa。
4. 冬季将洗好的衣服晾在室外,室外气温在零度以上,衣服有无可能结冰?________,其原因是___________________.5. 对流干燥是热质_______传递过程。
6. 当空气的湿含量一定时,其温度愈高,则相对湿度愈______________,表明空气吸湿能力愈______________,所以湿空气在进干燥器______________都要经预热器预热。
7. 相对湿度的大小可以反映湿空气吸收水分能力的大小,当相对湿度为0时,表示该空气为___________。
8. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t, 湿球温度tw和露点td间的关系为___________。
9. 等速干燥阶段物料表面的温度等于________________________________。
10. 等速干燥阶段物料表面的温度_________干燥介质的湿球温度。
11. 内部迁移控制阶段指______________________,其干燥速度___________。
12. 湿空气经预热后相对湿度将_______。
对易龟裂的物料,常采用_______的方法来控制进干燥器的温度。
固体干燥填空题:1、温度为40℃,水汽分压为的湿空气与水温为30℃的水接触,则传热方向为:,传质方向为.已知30℃和40℃下水的饱和蒸汽压分别为和。
答案: 气到水;气到水2、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? ,其原因是 . 答案:有,不饱和空气的湿球温度,当时可能结冰3、在下,不饱和湿空气的温度为40℃,相对湿度为60%,(1)若加热至80℃,则空气的下列状态参数如何变化?湿度,相对湿度,湿球温度 ,露点温度 ,焓 .(2)若在等温条件下使总压减至时,则该空气下列参数将如何变化?湿度,相对湿度 ,湿球温度 ,露点温度,焓。
(变大,变小,不变)答案:(1)不变,变小,变大,不变,变大;(2)不变,变小,变小,变小,不变。
4、总压恒定时,某湿空气的干球温度一定,若其露点温度增大,则以下参数如何变化? ,,, , 。
(增大,减小,不变)答案:增大,增大,增大,增大,增大5、总压恒定时,某湿空气的干球温度一定,而湿球温度增大,则以下参数如何变化?,,,,。
(增大,减小,不变)答案:增大,增大,增大,增大,增大6、不饱和湿空气的干球温度,湿球温度,露点温度的大小顺序为。
答案:>>7、干燥这一单元操作,既属于传热过程,又属______________。
答案:传质过程8、在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同?;它们的含水量是否相同?;湿度是否相等?。
答案:是,否,是9、若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变,则对同一湿物料,平衡含水量,结合水含量。
(变大,变小,不变)答案:不变,不变10、在一定温度下,物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的;平衡水分和自由水分是根据__________而定的。
答案:物料的性质; 物料的性质和接触的空气状态11、用某湿空气干燥物料至其含水量低于临界含水量,则干燥终了时物料表面温度空气湿球温度.(<,>,=)答案:>12、间歇恒定干燥时,如进入干燥器的空气中水汽分压增加,温度不变,则恒速阶段物料温度,恒速阶段干燥速率,临界含水量。
干燥习题1、对流干燥操作的必要条件是( );干燥过程是( )相结合的过程。
2、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?( )其原因是( )。
3、恒定得干燥条件是指( )、( )、( )均不变的干燥过程。
4、在一定得温度和总压强下,以湿空气作干燥介质,当所用湿空气的相对湿度ϕ较大时,则湿物料得平衡水分相应( ),自由水分相应( )。
5、恒速干燥阶段又称( )控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是( );降速干燥阶段又称(内部迁移)控制阶段,影响该阶段干燥速率的主要因素是( )。
6、在恒速干燥阶段,湿物料表面的温度近似等于( )。
7、在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同?( );它们的含水量是否相同?( );湿度是否相等?( )。
8、已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度100%φ= 时, 平衡含水量*0.02/X kg kg =水绝干物料;相对湿度40%φ=时, 平衡含水量 *0.007X =。
现该物料含水量为0.23/kg kg 水绝干物料,令其与25℃, 40%φ=的空气接触, 则物料的自由含水量为( )/kg kg 水绝干物料,结合水含量为( ) /kg kg 水绝干物料,非结合水的含量为( )/kg kg 水绝干物料二、选择题1、已知湿空气的如下两个参数,便可确定其他参数( )。
A .p H , B.d t H , C.t H , D.as t I ,2、在恒定条件下将含水量为0.2(干基,下同)的湿物料进行干燥。
当干燥至含水量为0.05时干燥速率下降,再继续干燥至恒重,测得此时含水量为0.004,则物料的临界含水量为(A ),平衡水分为( )。
A.0.05B.0.20C.0.004D.0.1963、已知物料的临界含水量为0.18(干基,下同),先将该物料从初始含水量0.45干燥降至0.12,则干燥终了时物料表面温度θ为( )。
干燥习题与题解一、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. 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4. 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5. 某物料含水量为0.5 kg 水.kg 1-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.kg 1-绝干料,则此物料的自由水分为_____________。
***答案*** 0.4 kg 水.kg 1-绝干料6. 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, 0.5987. 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 8. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。
***答案*** 大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。
9. 等焓干燥过程的条件是________________________________________________。
***答案*** 干燥器内无补充热,无热损失,且被干燥的物料带进,带出干燥器的热量之差可以忽略不计。
10. 作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_______________________________________。
化工原理干燥习题及答案干燥是化工生产中常见的操作之一,其目的是去除物料中的水分或溶剂,以满足后续工艺或产品的要求。
本习题集将通过一系列问题,帮助学生理解干燥过程的基本原理和计算方法。
习题一:恒定干燥速率阶段的干燥计算某工厂需要干燥一批含水量为50%的湿物料,物料的初始质量为100kg。
若干燥器在恒定干燥速率阶段的干燥速率为0.5kg水/h,求干燥到含水量为20%所需的时间。
解答:1. 首先计算初始状态下物料中水的质量:\( m_{水初} = 100kg\times 50\% = 50kg \)。
2. 目标含水量为20%,即干燥后物料中水的质量为:\( m_{水终} = 100kg \times 20\% = 20kg \)。
3. 需要去除的水的质量为:\( m_{去水} = m_{水初} - m_{水终} = 50kg - 20kg = 30kg \)。
4. 根据干燥速率,计算所需时间:\( t = \frac{m_{去水}}{速率} = \frac{30kg}{0.5kg/h} = 60h \)。
习题二:非恒定干燥速率阶段的干燥曲线绘制假设某干燥过程的干燥速率与物料含水量的关系为 \( U = 100 - 5C \),其中 \( U \) 是干燥速率(kg水/h),\( C \) 是物料的含水量(%)。
绘制含水量从50%降至10%时的干燥曲线。
解答:1. 根据给定的关系式,计算不同含水量下的干燥速率。
2. 绘制含水量与干燥速率的关系图,横坐标为含水量,纵坐标为干燥速率。
3. 通过图形可以观察到,随着含水量的降低,干燥速率逐渐减小,直至达到非恒定干燥速率阶段。
习题三:干燥器的设计问题设计一个干燥器,要求每小时能处理1000kg的湿物料,物料的初始含水量为60%,要求干燥到含水量为15%。
假设干燥器的效率为80%。
解答:1. 计算每小时需要去除的水的质量:\( m_{水} = 1000kg \times (60\% - 15\%) = 1000kg \times 45\% = 450kg \)。
固体干燥填空题:1、温度为40℃,水汽分压为5kPa 的湿空气与水温为30℃的水接触,则传热方向为: ,传质方向为 。
已知30℃和40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.24kPa 和7.38kPa 。
答案: 气到水;气到水2、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? , 其原因是 。
答案 :有,不饱和空气的湿球温度W t t ,当0Wt 时可能结冰3、在101.325kPa 下,不饱和湿空气的温度为40℃,相对湿度为60%, (1)若加热至80℃,则空气的下列状态参数如何变化?湿度 ,相对湿度ϕ ,湿球温度W t ,露点温度d t ,焓I 。
(2)若在等温条件下使总压减至时,则该空气下列参数将如何变化?湿度 ,相对湿度ϕ ,湿球温度W t ,露点温度d t ,焓I 。
(变大,变小,不变)答案:(1)不变,变小,变大,不变,变大;(2)不变,变小,变小,变小,不变。
4、总压恒定时,某湿空气的干球温度一定,若其露点温度d t 增大,则以下参数如何变化?P 水汽 ,H ,ϕ ,W t ,I 。
(增大,减小,不变)答案:增大,增大,增大,增大,增大 5、总压恒定时,某湿空气的干球温度一定,而湿球温度W t 增大,则以下参数如何变化?P 水汽 ,H ,ϕ ,d t ,I 。
(增大,减小,不变)答案:增大,增大,增大,增大,增大 6、不饱和湿空气的干球温度t ,湿球温度W t ,露点温度d t 的大小顺序为 。
答案:t >W t >d t 7、干燥这一单元操作,既属于传热过程,又属______________。
答案: 传质过程8、在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同? ;它们的含水量是否相同? ;湿度是否相等? 。
答案:是,否,是9、若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变,则对同一湿物料,平衡含水量 ,结合水含量 。
(变大,变小,不变)答案:不变,不变10、在一定温度下,物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的;平衡水分和自由水分是根据__________而定的。
干燥1、干燥实验中,哪些干燥条件应恒定不变?在此条件下进行长时间干燥,最终能否得到绝干物料?2、结合水与平分有何区别和联系?答:平分是空气状态和物料特性的函数,对一定的物料,平分随空气状态而变化。
平分是在一定空气状态下不能被干燥除去的水分,是干燥的极限。
结合水只与物料的特性有关,而与空气的状态无关。
结合水是能与饱和湿空气平衡的湿物料所含水分的最低值,湿物料的含水量低于此值便会从饱和湿空气中吸收水分。
一般地,结合水的一部分是自由水分,其能被干燥除去;另一部分是平分,其不能被一定状态的空气干燥除去。
3、如何区别平分和自由水分?(5分)4、请示意性的画出湿空气的湿焓图,对于任意空气状态指出它的状态点:水气分压p,湿度H;焓I;露点t d;湿球温度t W;相对湿度φ。
水气分压p,湿度H;焓I;露点t d;湿球温度t W;相对湿度φ画出图(2分)并指出上述六个参数。
(4分)5、湿球温度6、绝热饱和温度下册干燥湿度、相对湿度、焓带循环的干燥器物料衡算(求循环量)热量衡算(求温度)预热器热量【例5-5】三、请回答下列问题(10分)3、(20分)某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥,湿物料的流量为1kg/s,初始湿基含水量为3.5%,干燥产品的湿基含水量为0.5%。
空气的状况为:初始温度为25℃,湿度为0.005kg水分/kg干空气,经预热后进干燥器的温度为140℃,若离开干燥器的温度选定为60℃,试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。
假设空气在干燥器经历等焓过程,I=(1.01+1.88H)t+2490H。
一、(20分)采用常压干燥器干燥物料,每小时处理2000kg ,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︒C ,湿度H 0=0.009kg 水/kg 绝干空气,经预热器加热至120︒C 后进入干燥器中,离开干燥器时废气温度为40︒C ,若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。
已知湿空气焓的计算式为I=(1.01+1.88H)t+2490H ,试求: (1) 水分蒸发量W(kg/s);(2) 绝干空气消耗量L(kg 绝干空气/s); (3) 干燥收率为95% 时的产品量;(4) 如鼓风机装在新鲜空气入口处,风机的风量应为多少m 3/s 。
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。
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kP a ,(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓;(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ,求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p k P a =(1).06ϕ=,40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p k P a = 湿度..../ (0673750622)0622002841013067375ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯.水干气焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133k J k g +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p k P a = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===.湿度. (93)0622=062200629101393V Vp H kg kgp p =⨯=--.水/干气【7-2】空气的总压为101.33kPa ,干球温度为303K ,相对湿度%70ϕ=,试用计算式求空气的下列各参数:(1)湿度H ;(2)饱和湿度s H ;(3)露点d t ;(4)焓I ;(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p k P a t K ϕ====℃, (1) 30℃时,水的饱和蒸气压.4241s p k P a = 湿度... (0742410622)06220018810133074241ssp H kg kgp p ϕϕ⨯==⨯=--⨯..水/干气 (2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s sp H kg kgp p ==⨯=--.水/干气(3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水/干气.0622s s sp H p p =- (10133001882970622062200188)s s spH p kPaH ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃,故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃,水/干气时,空气的焓为()..1011882492H H t H=++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p k P a =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃,湿球温度为30℃,试计算湿空气的湿度与水汽分压。
干燥一、填空1. 在101.33kPa的总压下,在间壁式换热器中将温度为293K,相对湿度为80%的是空气加热,则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度: ______________ ,相对湿度:________ ,露点td _______ 。
2. 在101.33kPa的总压下,将饱和空气的温度从t i降至t?,则该空气下列状态参数的变化趋势是:湿度:______________ ,相对湿度:___________ ,露点td _______ 。
3. _____________________________________ 在实际的干燥操作中,常用来测量空气的湿度。
4. _____________________________________________ 测定空气中水汽分压的实验方法是测量____________________________________________________ 。
5. ____________________________________________ 对流干燥操作的必要条件是;干燥过程是___________________________________________________ 相结合的过程。
6. 在101.33kPa的总压下,已知空气温为40C,其相对湿度为60%,且40C下水的饱和蒸汽压为7.38kPa,则该空气的湿度为____________________ kg/kg绝干气,其焓为_________ kJ/kg 绝干气。
7. 在一定的温度和总压强下,以湿空气做干燥介质,当所用空气的湿度减少时,则湿物料的平衡水分相应__________ ,其自由水分相应______________ 。
&恒定的干燥条件是指空气_______________ , ____________ , ____________ 均不变的过程。
9•恒速干燥阶段又称____________ 控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_____________ ;降速干燥阶段又称_________ 控制阶段,影响该阶段干燥速度的主要因素是_____________________________ 。
第10章固体干燥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。
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 = +t +2500H∵等焓 ∴ I 1 = I 2∴+t 1+2500H 1 = +t 2+2500H 2 + 128+2500= + 49+2500H 2 ∴ H 2 = 0.0498 kg 水/kg 干气 ∵H pP p=-⨯0622. ∴0049806221013105...=⨯⨯-pp∴ p = 7510 Pa 查表得 t d = 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 p s = ,∴ p = p s = = Kpa∵H 1 = H 2 ∴ p = p ’= ∴p p KPa s '='==025163902258195.... 查表得 t = 63.3℃ (2) ∵t 不变 ∴p s =由63.3℃, = 10% 查图得 H = 0.014kg 水/kg 干空气 00140622258195258195....='-P ∴P ’=6) 某干燥器冬季的大气状态为 ℃,,夏季空气状态为℃,。
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。
《化工原理》第九章干燥一、填空题:1.按操作方式分类,干燥可分为和 .答案:连续干燥,间歇干燥2..干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。
答案:大于干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。
3.干燥这一单元操作,既属于传质过程,又属______________。
答案:传热过程4.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,表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。
表示该空气为___________。
答案: 小;绝干空气5.在一定温度下,物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的;平衡水分和自由水分是根据__________而定的。
答案:物料的性质;物料的性质和接触的空气状态6.作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_________________________________________________。
答案:降低相对湿度(增大吸湿的能力)和提高温度(增加其热焓)7.除去固体物料中湿分的操作称为。
答案: 干燥8.空气经过程达到饱和的温度称为绝热饱和温度。
答案: 绝热增湿9. 在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为__________;首先除去的水分为____________;不能用干燥方法除的水分为__________。
答案: 自由水分;非结合水分;平衡水分10.湿空气的焓湿图由等湿度线群、等温线群、、水气分压线和相对湿度线群构成。
答案:等焓线群11.在进行干燥操作时,湿空气不可作为干燥介质。
答案:饱和(或φ=1)12.表示单位质量绝干部空气中所含空气及水气的总容积称为湿空气的。
答案:比容13. 某物料含水量为0.5 kg水.kg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.kg绝干料,则此物料的自由水分为_____________。
答案: 0.4 kg水.kg绝干料14. 表面的温度等于________________,而在干燥的降速阶段物料的温度_________________。
答案:最大或恒定、水分、热空气的湿球温度,上升或接近空气的温度15.不饱和的空气在总不变的情况下,进行等湿冷却至饱和状态时的温度称为。
答案: 露点温度16. 当干燥一种易碎的物料,可采用_______________干燥器。
答案: 厢式17. 在进行干燥操作时,湿空气不可作为干燥介质。
答案:饱和空气18.表示单位质量绝干部空气中所含空气及水气的总容积称为湿空气的。
答案:湿度19.湿空气通过预热器预热后,其湿度___________,热焓______________,相对湿度__________。
(增加、减少、不变)答案: 不变、增加、减少20. 对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t,湿球温度tw和露点t d间的关系是______________。
答案: t>t w>t d>二、选择题1.关于湿空气的焓湿图,下列叙述正确的是()A:焓湿图中两坐标轴的夹角是90°。
B:湿空气的焓湿图由4种线群组成。
C:焓湿图中所有等焓线均与水平辅助轴成45°角。
D:焓湿图中的等温线是一系列斜率相同的平行线。
答案: C2.对于不饱和湿空气,下列关系中正确的是()A:t = t w = t s= t d B: t ﹥ t w﹥ t s﹥ t dC :t ﹤ t w﹤ t s﹤ t d D:t ﹥ t w = t s﹥ t d答案: D3. 恒速干燥阶段,物料的表面温度等于空气的()A. 干球温度;B. 湿球温度;C. 露点答案: B4. 影响恒速干燥速率的主要因素是()。
A. 物料的性质;B. 物料的含水量;C. 空气的状态答案: C5.不饱和空气在总压不变的情况下经等湿冷却过程达到饱和的过程称为()A:干球温度 B湿球温度 C:绝热饱和温度 D:露点温度答案:D6. 当干燥液状和浆状物料时,可选用()干燥器。
A. 喷雾;B. 气流;C. 转简答案:7. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力()干燥介质中水汽(或其它蒸汽)的分压。
A. 等于;B. 小于;C. 大于答案 : C8. 物料的自由水分即为物料的非结合水分。
()A. 对;B. 不对;C. 不全对答案: C9. 湿空气在预热过程中不变化的参数是( )A. 焓;B. 相对湿度;C. 露点温度;D. 湿球温度。
答案: C10. 当湿度和温度相同时,相对湿度与总压的关系是:( )。
A. 成正比;B. 成反比;C. 无关;D. φ与P成正比。
答案: A11.湿空气经预热后,空气的焓增大,而()。
A. H,φ都升高;B. H不变φ降低;C. H,φ都降低答案:C12.作为干燥介质的热空气,一般应是()的空气。
A. 饱和;B. 不饱和;C. 过饱和答案:B13. 干燥是()过程。
A. 传质;B. 传热;C. 传热和传质答案: C14. 当空气的t=t W=t d时,说明空气的相对湿度φ()。
A. =100% ;B. >100% ;C. <100%答案:A15.作为干燥介质的热空气,一般应是()的空气。
A. 饱和;B. 不饱和;C. 过饱和答案:B16.空气温度为t,湿度为H,相对湿度为φ的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t,湿度为H,相对湿度为φ,则( )A. H>HB. φ>φC. H<HD. φ<φ答案: B17. 已知湿空气的下列哪两个参数,利用H-I图可以查得其他未知参数( )。
A. (t,t);B. (t,H);C. (p,H);D. (I,t)。
答案:A18. 同一物料,在一定的干燥速率下,物料愈厚,则临界含水量 ( )。
A. 愈低;B. 愈高;C. 不变;D. 不一定。
答案: B19. 在下列哪些线上露点温度相等 ( )A. 等相对湿度线B. 等热焓线C. 等湿度线D. 绝热冷却线答案: C20. 有关降速干燥阶段物料内水分扩散机理的毛细管理论认为:当水分蒸发时水和固体之间由于( )。
A. 浓度差推动力;B. 表面张力;C. 摩擦力;D. 重力,而产生了毛细管力,这种毛细管力是水分由细孔移到固体表面的推动力。
答案: B三、判断题1. ()固体物料与一定的湿空气接触进行干燥时,可获得绝干物料。
答案:×2. ()湿球温度计中的湿纱布的水温恒定时,此温度即为湿空气的湿球温度。
答案:√3.()等速干燥阶段又称表面汽化控制阶段。
答案:√4.()降速干燥阶段又称内部扩散控制阶段。
答案√5.()等焓干燥过程又称绝热干燥过程,。
答案:√6.()附着水分可以通过干燥操作被除去。
答案:√7.()表示湿空气吸湿能力大小的物理量是相对湿度。
答案:√8.()影响降速干燥速率的主要因素是物料的性质,形状。
答案√9.()恒速干燥阶段,所除去的水分为结合水分。
答案×10.()工程上采用中间加热干燥流程,好处可以降低干燥中的干燥温度。
答案√11. ()在干燥过程中,当物料中水分表面汽化速率大于内部扩散速率时,干燥即进入等速干燥阶段。
答案×12. ()厢式干燥器的传热方式是热传导。
答案×13. ()降速干燥阶段又称内部扩散控制阶段。
答案√14. ( ) 对于饱和湿空气,其露点,湿球温度和干球温度都相等.答案√15.()相对湿度φ值大小可以反映空气的吸水汽的能力。
若φ值大时,表示此空气吸水汽的能力强。
答案:×16. ()湿空气的湿球温度就是其真实温度。
答案:×17. ( )可以根据湿空气的露点和湿含量来确定湿空气的状态。
答案×18. ()在湿空气的T~H图中,湿空气的绝热冷却线即为等焓线。
答案√19. ()物料中的自由水分包括物料中的吸附水分和藏于粗毛细管内的水分。
答案√20. ()对于空气一水蒸汽系统,当空气的流速较高时,空气的湿球温度近似等于其绝热饱和温度。
答案√四、简答题1.固体物料常用的去湿方法有哪些?答案:机械去湿,物理化学去湿,加热去湿等方法。
2.干燥过程按热量供给方式是怎么分类的?答案:主要分为传导干燥,对流干燥,辐射干燥,介电加热干燥。
3.评价干燥器的主要指标是什么?(1)适应性大,能满足干燥产品的质量要求。
(2)设备生产强度高,生产强度可用单位时间,单位设备容积内除去的水分量来表示。
(3)热效率高。
(4)设备系统的流体阻力小,以节约流体输送的能耗。
(5)本体结构和附属设备比较简单,投资费用低(6)操作控制方便。
4.按湿物料在干燥器中的运动特点,干燥器可分为哪几类?答案:相对静止式干燥器,搅动式干燥器,喷雾式干燥器。
5.有人说:“自由水分即为物料的非结合水分”。
这句话对吗?请简要说明原因?答案:不全对。
因为物料的自由水分包括非结合水分和能除去的结合水分。
6.按气流运动方式分类,干燥器可分为哪几类?答案:并流干燥,逆流干燥,错流干燥。
7.工业中常用的干燥器有哪些?答案:厢式干燥器,直接式回转圆筒干燥器,气流干燥器、沸腾床干燥器、喷雾干燥器、滚筒式干燥器、红外线辐射器。
8.要提高恒速干燥阶段的干燥速率,可采取哪些措施?答案:(1)提高热空气进干燥器的温度和降低其湿度;(2)提高热空气通过物料的流速(3)改变热汽空气与物料的接触方式(如将物料充分分散在气流中,增大气、固两相接触表面,或气流垂直通过比平行通过物料层效果好)。
9. 测定湿球温度时,当水的初温不同时,对测量结果有无影响?简要说明理由?答案:无影响。
若水温等于空气温度时,则由于湿纱布表面的水分汽化而使其水温下降、若水温高也会降温(一方面供给水分汽化需要的热量,一方面散热至空气中)、若水温低、则水分汽化需要的热量就会从空气中吸热。
最终都会达到湿、热平衡(即所测的温球温度)。
10.在干燥操作中应如何强化干燥过程?答案:强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而采取不同的措施。
在等速干燥阶段:要使干燥速率提高,其措施:增大热空气的温度、降低其湿度;增大热空气的流速;改变其接触方式(如垂直流过物料层效果比平行好,若将物料充分分散于气流中更好)在降速干燥阶段:主要改变物料的尺寸(变小)、厚度(减薄)或将物料充分分散于气流中增大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。
11. 请问在干燥过程中应如何提高干燥器的热效率?答案:可充分利用干燥器排出的废气的热量。
如采用废气作加热冷空气和冷物料,也可对湿物料进行预干燥等;另外减小干燥系统的散热损失等。
12. 用湿空气干燥某湿物料,该物料中含水量为50%(干基),已知其临界含水量为120%(干基)。
有人建议提高空气温度来加速干燥,这个建议对?为什么?答案由干燥U~X图可知该制品处于降速干燥阶段。