长江大学化工原理下册干燥习题课

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%。

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。

第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(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 kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p 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 kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++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 kPa =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。

化工原理（干燥部分）习题与解题指导第八章干燥【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。

化工原理干燥典型习题————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ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、结合水与平衡水分有何区别和联系?答：平衡水分是空气状态和物料特性的函数,对一定的物料,平衡水分随空气状态而变化。

平衡水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;另一部分是平衡水分，其不能被一定状态的空气干燥除去。

３、如何区别平衡水分和自由水分? （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ｔd；湿球温度t W;相对湿度φ。

水气分压p，湿度H;焓I;露点tｄ;湿球温度ｔW;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。

假设空气在干燥器内经历等焓过程,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。

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：\( m_{水} = 1000kg \times (60\% - 15\%) = 1000kg \times 45\% = 450kg \)。

第九章干燥习题填空与选择1. 饱和空气在恒压下冷却，温度由ｔ1降至ｔ2，此时其相对湿度，湿球温度，.露点。

2. 若维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度，露点，相对湿度。

(变大,变小,不变,不确定)3干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度，温度。

当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于温度。

4已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时，空气中水蒸汽分压Pv ＝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）5当空气的温度t 、湿度H 一定时，某物料的平衡含水量为X*，若空气的湿度H 下降，则平衡含水量。

6恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于控制阶段，降速干燥阶段属于控制阶段。

7物料中结和水分的多少与性质有关。

8物料中平衡水分的多少与性质和性质有关。

9恒速干燥阶段除去的水分为，降速干燥阶段除去的水分为和，整个干燥过程除去的水分是。

10常压下，湿度H 一定的湿空气，当气体温度t 升高时，其露点t d将，而当总压P 增大时，t d将。

11空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数：( ) 。

A. 总压及干球温度；B. 总压及湿球温度；C. 总压及露点；D. 湿球温度及焓。

12. 已知湿空气的下列哪两个参数，利用t-H图或H-I图，可以查得其他未知参数( )。

A. (t w ,t)B. (t d ,H)C. (p ,H)D. (I ,t w)13. 空气温度为ｔd，湿度为H d，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ｔ1，湿度为H1，相对湿度为Φ1，则( )A. H1＞H dB. φd＞φ1C. H1＜H dD. φd＜φ114. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：( )。

A. 愈高B. 愈低C. 不变D. 不一定，尚与其它因素有关。

15. 湿空气通过换热器预热时，该过程的经历为（）A. 等焓过程B. 等相对湿度过程C. 等容过程D. 等湿度过程计算题1、湿空气总压力101.33Pa，干球温度为40℃，露点为25℃, 试求:(1) 水气分压；(2)湿度；(3)相对湿度；(4)焓。

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《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答案: 0.4 kg⽔.kg料14. 表⾯的温度等于________________，⽽在⼲燥的降速阶段物料的温度_________________。

蒸馏内容小结一个前提（连续稳定）；三种方法（平衡关系、物料衡算、热量衡算（不要求））；三个方程（平衡方程、操作线方程、q 线方程）；四个概念（理想溶液、相对挥发度、液相分率、回流比）目的求塔高、关键求理论板数。

N干燥内容小结一、湿空气的性质 1.湿度Hss P P P 622.0P P 622P.0H ϕϕ-=-=总总sP P=ϕϕ——相对湿度 P s——水的饱和蒸汽压 P——水汽分压2.比体积（湿体积）总p 10013.1273t 273)244H .1772.0(5H ⨯⨯+⨯+=υH υ-湿空气的比体积 m 3湿空气/kg 绝干气3.比热容和焓4．温度t 、t W 、t as 、t d二、湿度图1.湿度图包括：（等湿线（等H 线）、等焓线（等I 线）、等温线（等t 线）、等相对湿度线（等 ϕ 线）、水汽分压线（p 线）2.重点应用：由两个独立参数确定其它参数 如：温度t －湿球温度t W 、温度t －露点温度t d 、温度t －ϕ、H-I 等 三、湿物料的性质1.湿基含水量（w ）和干基含水量(X)湿物料总质量湿物料的水分含量=w湿物料绝干物料量湿物料的水分含量=X2.湿物料的比热容c m3.湿物料的焓 四、干燥过程的物料衡算物料衡算 绝干料衡算Xc c s m 187.4+=θθm s c X c I =+=')187.4(1111221111)1()1(X G X G w G w G G +=+=-=-=88H.101.1H +=c 2490Ht )88H .101.1(++=I 1X w X =+1w X w=-水分蒸发量L ——绝干空气流量 G ——绝干物料流量 绝干空气消耗量单位空气消耗量 新鲜空气消耗量风机的风量五、干燥过程的热量衡算 预热器的热量衡算)t t )(88H .101.1(L Q 010P -+=整个系统热量衡算（略）整理得（略） 对于理想干燥的干燥设备的热效率（略）六 干燥速率、干燥时间（掌握基本概念和性质）1.物料中水分的性质：平衡水分、自由水分；结合水分、非结合水分。