干燥例题
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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。
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。
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。
第十三章:干燥通过本章的学习,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?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。
(a)水蒸汽分压p过预热器气所获得的热量为每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始湿度H1为0.009kg水•kg-1绝干气,离开干燥器时湿度H2为0.039kg水•kg-1绝干气,假定干燥过程中无物料损失,试求:(1)水分蒸发是q m,W(kg水•h-1);(2)空气消耗q m,L(kg绝干气•h-1);原湿空气消耗量q m,L’(kg原空气•h-1);(3)干燥产品量q m,G2(kg •h -1)。
精准击破浓硫酸做干燥剂知识速递:浓硫酸可以用作干燥剂是因为它具有吸水性。
1.浓硫酸干燥气体的原理是因为浓硫酸具有很强的吸水性,但不涉及化学反应。
2.限初中所学浓硫酸能干燥两类气体:中性气体,如氢气、氧气、氮气、一氧化碳、甲烷等;酸性气体:二氧化硫、二氧化碳、氯化氢等。
3.限初中所学浓硫酸不能干燥的气体:碱性气体,如氨气等。
考情分析:限初中所学内容,试题主要考察用浓硫酸干燥实验室制得的氧气、二氧化碳、氢气等。
下面举例说明:例题:如图是实验室制取CO2的装置图,在制取CO2时,由于使用了较浓的盐酸,因此必须用浓硫酸,蒸馏水进行洗气,才能得到纯净、干燥的CO2,试回答:(1)制得的CO2中可能混有气体杂质是:______、______。
(2)在洗气操作中,浓硫酸起的作用是______,蒸馏水起的作用是______。
(3)洗气装置中,A、B应分别加入何种试剂:A______、B______。
解答:(1)制得的二氧化碳中可能混有气体杂质是:较浓盐酸挥发出的氯化氢气体,挥发出的水蒸气。
故填:氯化氢气体;水蒸气。
(2)浓硫酸能够吸收水蒸气,可以用作二氧化碳的干燥剂;蒸馏水能够吸收氯化氢气体。
故填:吸收水蒸气吸收氯化氢气体(3)蒸馏水浓硫酸方法点拨:1.用浓硫酸干燥气体时,被干燥气体应从长导管进入,短导管排出。
2.浓硫酸可做干燥剂的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、氧气等不与硫酸反应的气体;3.以下是浓硫酸不可以干燥的气体:氨气等。
题型练习:一、选择题:1.下列气体能用浓硫酸干燥,而不能用氢氧化钠固体干燥的是()A 、氢气 B、氧气 C、二氧化碳 D、一氧化碳答案:C2.下列说法不正确的是()A.浓硫酸具有吸水性,在实验室中常用作干燥剂B.浓硫酸具有强腐蚀性,它能使纸张、布料、皮肤等脱水碳化C.浓硫酸溶于水时会吸收大量的热,可作制冷剂D.如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量水冲洗,然后涂3%~5%的碳酸氢钠溶液答案:C3.在实验室常用浓硫酸作某些气体的干燥剂,这是利用浓硫酸的()A.酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.氧化性答案:B4.浓硫酸和20%的稀硫酸,在实验室中敞口放置.它们的溶液质量和放置天数的关系如图,分析a、b曲线变化的原因是()A.a升华、b冷凝 B.a蒸发、b吸水C.a蒸发、b潮解 D.a冷凝、b吸水答案:B5.某气体的成分可能含有H2、CO、N2、CH4中的一种或两种.该气体在足量的氧气中充分燃烧后,将全部生成物依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,发现浓硫酸和氢氧化钠溶液的质量都有增加,则该气体的成分不可能是()A.CH4 B.CO和N2 C.H2和CO D.CO和CH4答案:B6.下列说法错误的是()A.浓盐酸敞口放置一段时间后,溶质的质量分数减小B.浓盐酸在空气中会冒白烟C.浓硫酸敞口放置一段时间后,溶液的质量减小D.浓硫酸溶于水时放出热量答案:BC7.实验室常用浓硫酸做某些气体的干燥剂,这是因为()A.浓硫酸溶于水能放出热量B.浓硫酸具有挥发性C.浓硫酸具有腐蚀性D.浓硫酸具有吸水性答案D二、填空题8.生石灰、无水硫酸铜、浓硫酸分别接触空气,均能吸收 ______。