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干燥习题(计算题)解答备课讲稿

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习题解答7-25 已知湿空气的温度为20℃，水汽分压为2.335kPa ，总压为101.3kPa 。

试求： （1） 相对湿度；（2） 将此空气分别加热至50℃和120℃时的相对湿度； （3） 由以上计算结果可得出什么结论？解：（1）查表得20℃时水的饱和蒸汽压p S =2.335kPa,故相对湿度 %100%100335.2335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即空气已被水蒸汽饱和，不能作为载湿体。

（2）查表得50℃时水的饱和蒸汽压p S =12.34kPa,故相对湿度 %9.18%10034.12335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即温度升高后，ϕ值减小，又可作为载湿体。

当总压为101.3kPa 时，温度升高到100℃水开始沸腾，此时它的最大蒸汽压为101.3kPa （等于外界压力）。

当温度为120℃时，蒸汽处于过热状态，饱和水蒸气压仍为101.3kPa,故相对湿度 %3.2%1003.101335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ （3）湿空气的温度升高后，其中的水汽分压不变，但水的饱和蒸汽压随温度的升高而增加，因此，ϕ值减小，载湿能力增强，即升温对干燥有利。

7-26 已知在总压101.3kPa 下，湿空气的干球温度为30℃，相对湿度为50％，试求：（1）湿度；（2）露点；（3）焓；（4）将此状态空气加热至120℃所需的热量，已知空气的质量流量为400kg 绝干气/h ；（5）每小时送入预热器的湿空气体积。

解：（1）查得30℃时水的饱和蒸汽压p S =4.247kPa, 水汽分压：kPa p p S v 124.2247.45.0=⨯==ϕ 湿度 干气水汽/kg kg 0133.0124.23.101124.2622.0622.0=-⨯=-=v v p p p H （2）露点由kPa p v 124.2=，可查得对应的饱和温度为18ºC ，即为露点。

（3）焓干气＝＋＝kg kJ Ht H I /2.640133.0249230)0133.088.101.1(2492)88.101.1(⨯⨯⨯+++=（4）所需热量kWh kJ t t Lc Q H 35.10/10726.3)30120()0133.088.101.1(400)(401=⨯=-⨯⨯+⨯=-=（5）湿空气体积hm t H v V H /5.35027330273)0133.0244.1773.0(400273273)244.1773.0(4004003=+⨯+⨯=++⨯==7-27 常压下某湿空气的温度为25℃，湿度为0.01kg 水汽/kg 干气。

试求： （1） 该湿空气的相对湿度及饱和湿度；（2） 若保持温度不变，加入绝干空气使总压上升至220kPa ，则此湿空气的相对湿度及饱和湿度变为多少？（3） 若保持温度不变而将空气压缩至220kPa ，则在压缩过程中每kg 干气析出多少水分？ 解：（1）水汽分压 kPa 60.101.0622.001.03.101622.0=+⨯=+=H pH p v查表得25℃时水的饱和蒸汽压p S =3.168kPa, 故相对湿度 %5.50%100168.360.1%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 饱和湿度：干气水汽/kg kg 020.0168.33.101168.3622.0622.0=-⨯=-=S S S p p p H （2）当加入绝干空气时，水汽分压及饱和蒸汽压均不变，故相对湿度仍为50.5％，但饱和湿度 干气水汽/kg kg 0091.0168.3220168.3622.0622.0=-⨯=-=S S S p p p H （3）若保持温度不变而将空气压缩至220kPa 时，其饱和湿度为0.0091kg 水汽/kg 干气，故必有水析出。

干气kg/kg 0009.00091.001.0=-=-S H H7-28 已知在常压、 25℃下，水分在某物料与空气间的平衡关系为相对湿度为ϕ＝100％，平衡含水量X *=0.185kg 水/kg 干料 相对湿度为ϕ＝50％，平衡含水量X *=0.095kg 水/kg 干料现该物料的含水量为0.35 kg 水／kg 干料,令其与25℃，ϕ＝50％的空气接触，问物料的自由含水量，结合水分含量与非结合水分含量各为多少？解：φ＝50％，平衡含水量干料kg kg X /095.0*=则自由含水量 干料kg kg X X /255.0095.035.0*=-=- φ＝100％，平衡含水量干料kg kg X /185.0*=即结合水分含量干料％＝kg kg X /185.0100*=ϕ则非结合水分含量干料％＝kg kg X X /165.0185.035.0100*=-=-ϕ7-29 常压下用热空气干燥某种湿物料。

新鲜空气的温度为20℃、湿度为0.012kg 水汽／kg 干气，经预热器加热至60℃后进入干燥器，离开干燥器的废气湿度为0.028kg 水汽／kg 干气。

湿物料的初始含水量为10%，干燥后产品的含水量为0.5%（均为湿基），干燥产品量为4000kg/h 。

试求： （1）水分汽化量，kg/h ；（2）新鲜空气的用量，分别用质量及体积表示；（3）分析说明当干燥任务及出口废气湿度一定时，是用夏季还是冬季条件选用风机比较合适。

解：（1）水分汽化量 h kg G w w w G G w w W /42240001.01005.01.011121212212=⨯--=-----=＝ 或 干基含水量干料水g /111.01.011.01111k kg w w X =-=-=干料水g /005.0005.01005.01222k kg w w X =-=-=h kg w G G C /3980)005.01(4000)1(22=-⨯=-=h kg X X G W C /422)005.0111.0(398021=-⨯=-=）（（2）绝干空气用量h kg H H W L /1046.2012.0028.0422412⨯=-=-=湿空气用量h kg H L L /1076.2)012.01(1046.2)1(440'⨯=+⨯⨯=+= 湿空气比容干气＝＝kg m t H H /846.027320273)012.0244.1773.0(273273)244.1773.0(3+⨯⨯++⨯+=ν 湿空气体积量h m Lv V H h /1023.2846.01046.2344⨯=⨯⨯==（3）夏季的气温高，且湿度大，故在产品、W 、H 2一定的情况下，湿空气的消耗量L 增加，同时其湿比容又增大，共同导致体积流量增大，故用夏季条件选择风机比较合适。

7-30 在某干燥器中常压干燥砂糖晶体，处理量为450kg/h ，要求将湿基含水量由42％减至4％。

干燥介质为温度20℃，相对湿度30％的空气，经预热器加热至一定温度后送至干燥器中，空气离开干燥器时温度为50℃，相对湿度为60％。

若空气在干燥器内为等焓变化过程，试求：（1）水分汽化量，kg/h ； （2）湿空气的用量，kg/h ；（3）预热器向空气提供的热量, kW 。

解：（1）水分汽化量 h kg G w w w G w w G G G W /17845004.0104.042.01111221121121=⨯--=--=---=－＝ 或 干料水g /724.042.0142.01111k kg w w X =-=-=干料水g /0417.004.0104.01222k kg w w X =-=-=h kg w G G C /261)42.01(450)1(11=-⨯=-=h kg X X G W C /178)0417.0724.0(26121=-⨯=-=）（（2）查得20℃、50℃下的水饱和蒸汽压分别为2.335kPa 、12.34 kPa ，干气水汽kg kg p p p p p p H S S v v /0043.0335.23.03.101335.23.0622.0622.0622.00000000=⨯-⨯=-=-=ϕϕ干气水汽kg kg p p p p p p H S S v v /049.034.126.03.10134.126.0622.0622.0622.02222222=⨯-⨯=-=-=ϕϕh kg H H W L /39820043.0049.017812=-=-=湿空气用量h kg H L L /3999)0043.01(3982)1(0'=+⨯=+= （3）新鲜空气焓：干气＝＋＝kg kJ H t H I /1.310043.0249220)0043.088.101.1(2492)88.101.1(0000⨯⨯⨯+++=出口空气焓：干气＝＋＝kg kJ H t H I /2.177049.0249250)049.088.101.1(2492)88.101.1(2222⨯⨯⨯+++=因为干燥为等焓过程，故21I I = 预热器中的加热量：kW I I L Q p 162)1.312.177(36003982)(01=-⨯=-=7-31 试在I-H 图中定性绘出下列干燥过程中湿空气的状态变化过程。

（1）温度为t 0、湿度为H 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2；（2）温度为t 0、湿度为H 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2，此废气再经冷却冷凝器析出水分后，恢复到t 0、H 0的状态；（3）部分废气循环流程：温度为t 0、湿度为H 0的新鲜空气，与温度为t 2、湿度为H 2的出口废气混合（设循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比为m ：n ），送入预热器加热到一定的温度t 1后再进入干燥器，离开干燥器时的废气状态为温度t 2、湿度H 2；（4）中间加热流程：温度为t 0、湿度为H 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入干燥器进行等焓干燥，温度降为t 2时，再用中间加热器加热至t 1，再进行等焓干燥，废气最后出口温度仍为t 2。

图示如下：tt t I附图（1）t 0tt I附图（2）7-32常压下，用空气干燥某湿物料的循环流程如附图所示。

温度为30℃、露点为20℃的湿空气，以600m 3/h 的流量从风机中送出，经冷却器后，析出3kg/h 的水分，再经预热器加热至60℃后送入干燥器。

设在干燥器中为等焓干燥过程，试求：（1）循环干空气质量流量； （2）冷却器出口空气的温度及湿度； （3）预热器出口空气的相对湿度。

解：(1)查得 20℃下水的饱和蒸汽压为2.335kPa ，即为风机输送湿空气中的水汽分压，故湿度为干气水汽/kg kg 0147.0335.23.101335.2622.0622.0=-=-=S S A p p p H 湿比容干气＝＝kg m t H HA /878.027330273)0147.0244.1773.0(273273)244.1773.0(3+⨯⨯++⨯+=ν 绝干空气质量流量h kg v V L H /683878.0600/=== （2） BA H H WL -=干气kg kg L W H H A B /010.0683/30146.0/=-=-=习题7-32附图tt t I附图（4）t 0tt I附图（3）nm =其中水汽分压 kPa 60.1010.0622.0010.03.101622.0B =+⨯=+=H pH p v因此空气为饱和湿空气，故由p v ＝1.60kPa 查其饱和温度为t B =13.4℃。

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干燥基础计算题及讲解2

干燥基础计算题及讲解2

干燥设备网7-25 已知湿空气的温度为20℃，水汽分压为2.335kPa ，总压为101.3kPa 。

试求： （1） 相对湿度；（2） 将此空气分别加热至50℃和120℃时的相对湿度； （3） 由以上计算结果可得出什么结论？解：（1）查表得20℃时水的饱和蒸汽压p S =2.335kPa,故相对湿度 %100%100335.2335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即空气已被水蒸汽饱和，不能作为载湿体。

（2）查表得50℃时水的饱和蒸汽压p S =12.34kPa,故相对湿度 %9.18%10034.12335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即温度升高后，ϕ值减小，又可作为载湿体。

当总压为101.3kPa 时，温度升高到100℃水开始沸腾，此时它的最大蒸汽压为101.3kPa （等于外界压力）。

当温度为120℃时，蒸汽处于过热状态，饱和水蒸气压仍为101.3kPa,故相对湿度 %3.2%1003.101335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ （3）湿空气的温度升高后，其中的水汽分压不变，但水的饱和蒸汽压随温度的升高而增加，因此，ϕ值减小，载湿能力增强，即升温对干燥有利。

7-26 已知在总压101.3kPa 下，湿空气的干球温度为30℃，相对湿度为50％，试求：（1）湿度；（2）露点；（3）焓；（4）将此状态空气加热至120℃所需的热量，已知空气的质量流量为400kg 绝干气/h ；（5）每小时送入预热器的湿空气体积。

解：（1）查得30℃时水的饱和蒸汽压p S =4.247kPa, 水汽分压：kPa p p S v 124.2247.45.0=⨯==ϕ 湿度 干气水汽/kg kg 0133.0124.23.101124.2622.0622.0=-⨯=-=v v p p p H （2）露点由kPa p v 124.2=，可查得对应的饱和温度为18ºC ，即为露点。

化工原理干燥习题

化工原理干燥习题

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%。

化工原理干燥习题与题解

化工原理干燥习题与题解

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_______________________________________。

干燥例题讲解

干燥例题讲解

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。