化工原理(干燥复习题)

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%。

化工原理干燥练习题干燥是化工过程中常用的一种操作，其目的是将含有水分或其他溶剂的物料通过升高温度，加速水分的挥发以达到干燥的目的。

本文将介绍一些化工原理与干燥相关的练习题，以帮助读者加深对该领域的理解。

题目一：一个含有10%水分的固体物料需要通过干燥工艺将其水分含量降低到2%。

若初始物料重量为100 kg，初始干物质物料的质量为多少？解答一：假设初始物料中的水分质量为m1，干物质的质量为m2。

根据题目信息可得：初始物料总质量 = 初始水分质量 + 初始干物质质量m1 + m2 = 100 kg初始水分所占比例 = 初始水分质量 / 初始物料总质量10% = m1 / (m1 + m2)解以上两个方程组，可以得到初始干物质质量m2 = 81.82 kg。

题目二：某化工厂需要对一种液态原料进行干燥，液态原料的水分含量为20%。

干燥工艺中，首先通过加热将液态原料中的水分部分蒸发，而后将蒸发后的水分和残留的液体分离。

如果每小时处理20 kg的液态原料，而每小时处理的蒸发水为4 kg，求每小时所需热量。

解答二：根据题目信息，在每小时处理的液态原料中，含水量为20%，即水分质量为4 kg。

由此可得，每小时待处理的干物质质量为16 kg。

在干燥过程中，蒸发水和残留的液体分离需要消耗热量。

蒸发水的蒸发潜热为2260 kJ/kg，因此每小时所需热量为：每小时所需热量 = 每小时处理的蒸发水量 * 蒸发水的蒸发潜热= 4 kg * 2260 kJ/kg= 9040 kJ综上所述，每小时所需热量为9040 kJ。

题目三：某化工过程中，需要对一种液态原料进行干燥，初始水分含量为15%。

在干燥过程中，除去水分之外的含有机溶剂的干物质，需要进行回收再利用。

若干物质通过干燥后的水分含量达到5%，求干燥前原料的干物质质量损失率。

解答三：假设初始水分含量为m1，初始干物质含量为m2，干燥后水分含量为m3。

根据题目信息可得：初始水分所占比例 = m1 / (m1 + m2)干燥后水分所占比例 = m3 / (m3 + m2) = 5%由于干燥过程中仅水分挥发，因此可得：初始水分所占比例 = 干燥后水分所占比例即，m1 / (m1 + m2) = 5%解以上方程，可以求得m2 / (m1 + m2) = 95%。

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。

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_______________________________________。

第十一章固体干燥1. 干燥是_______过程。

A：传质B：传热 C：传热且传质D：其它过程2. 空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对温度_______。

A：愈低B：愈高C：不变D：不确定3. 当空气的t=tw=td 时，说明空气的相对湿度φ_______。

A：＝100%B：＞100%C：＜100%D：-4. 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 D：无法判断5. 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D：-6. 在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为_______。

A：结合水分 B：非结合水分C：平衡水分D：自由水分7. 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 D：绝对温度8. 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D：物料的状态9. 影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是_______。

A：空气的状态B：空气的流速和流向C：物料性质与形状D：空气的组成10. 将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的 _______。

A：湿球温度 B：绝热饱和温度 C：露点 D：干球温度11. 在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度升高，相对湿度_______。

A：升高B：降低 C：不变 D：无法判断12. 物料中非结合水分的特点之一是其产生的水蒸汽压_______同温度下纯水的饱和蒸汽压A：大于B：小于C：等于D：不确定13. 实验结果表明：对于空气一水蒸汽系统，当空气流速较大时，其绝热饱和温度 _______湿球温度。

A：大于 B：等于 C：小于 D：近似等于14. 对不饱和的湿空气，其露点_______湿球温度。

A：大于B：等于C：小于D：不确定15. 在一定的干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量 XC_______。

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 。

化工原理练习题（干燥）一.填空题1. 干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。

2. 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___________。

3. 干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_________________均恒定。

4. 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__________。

5. 已知某物料含水量X =0.4kg水.kg 绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量X =0.25kg水.kg 绝干料，平衡含水量X*=0.05kg 水.kg 绝干料，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________。

6. 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t 和露点t 间的关系是______________。

7. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。

8. 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)9. 对不饱和空气通过间壁换热器进行加热，使温度由ｔ 升至ｔ ，此时其湿球温度＿＿＿＿，相对湿度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿，湿度＿＿＿＿。

10. 对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度ｔ,湿球温度ｔ ，绝热饱和温度ｔ ,露点温度ｔ 的关系是ｔ＿＿ｔ ＿ｔ ＿＿ｔ 。

二、问答题1. 如何强化干燥过程？2. 欲在298K时用相对湿度为60％的空气干燥木材，使其中水分降到11.5％（湿基），你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12％（干基）。