干燥习题(附答案)

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一、填空及问答题:1.干燥过程是_________相结合的过程,传质方向为________,传热方向为__________。

2.在总压101.33 kPa,温度20℃下(已知20℃下水的饱和蒸汽压为2.334 kPa),某湿空气的水汽分压为1.603 kPa,现空气温度保持不变,将总压升高到250 kPa,则该空气的水汽分压为________。

3. 当湿空气的总压一定时,相对湿度ϕ仅与________及________有关。

4.恒速干燥阶段物料表面的温度等于________________________________。

该阶段除去的物料中的水的平衡蒸汽压等于_____________________________。

影响恒速阶段干燥速率的因素的有_______________________________________________________________。

5.已知在常压、25℃下水分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*100%0.025X ϕ==kg水/kg绝干料;相对湿度50%ϕ=时,平衡含水量*0.009X=kg水/kg绝干料。

现将湿基含水量为20%的该物料,与25℃、50%ϕ=的空气接触,则该物料的自由含水量为_________kg水/kg绝干料,非结合水分量为_________kg水/kg 绝干料。

6.进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定。

若干燥器内部无补充加热,则气体离开干燥器的湿度H越大,干燥器的热效率越,传质推动力越_______。

7.降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率,但废气在离开设备之前的温度的限制是________,原因是_____________。

8.在测量湿球温度时,空气速度需大于5 m/s,这是为了。

9.物料的平衡水分一定是___________水分;物料的非结合水分一定是_____________水分。

10.当某物料的干燥过程存在较长的降速阶段时,气流干燥器和流化床干燥器两者中选用________ 较为有利,原因是_____________________________________。

11.欲在298K时用相对温度为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)。

12. 湿空气在进入干燥器前,往往进行预热,这样做有什么好处?13、什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度?两者有何关系?如何测定?14要提高恒速干燥阶段的干燥速率,你认为可采取哪些措施?15.测定湿球温度时,当水的初温不同时,对测量结果有无影响?为什么16. 在对流干燥过程中。

为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体?17. 如何强化干燥过程?18. 为什么临界含水量Xc的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义?下列两种情况下Xc将会变大还是变小? (1)提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时;(2)物料的厚度减小时。

试从干燥机理加以分析。

二、计算题: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。

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+⨯⨯++⨯+=νtH 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.在I-H 图上确定本题附表中空格内的数值。

5.常压下将温度为25℃、相对湿度为50%的新鲜空气与温度为50℃、相对湿度为80%的废气混合,混合比为2:3(以绝干空气为基准),试计算混合后的湿度、焓及温度。

解:(1)%50,2511=︒=ϕC t 的新鲜空气: 25℃时,kPa 168.31=S p干气kg/kg 1088.9168.35.03.101168.35.0622.0622.0311111-⨯=⨯-⨯⨯=ϕ-ϕ=∴S S p p p H干气=+=kJ/kg 34.501088.9249225)1088.988.101.1(2492)88.101.1(331111--⨯⨯⨯⨯⨯+++=H t H I H%80,5022=︒=ϕC t 的废气:50℃时,kPa 34.122=S p 干气kg/kg 0672.034.128.03.10134.128.0622.0622.022222=⨯-⨯⨯=ϕ-ϕ=∴S S p p p H干气=+=kJ/kg 3.2240672.0249250)0672.088.101.1(2492)88.101.1(2222⨯⨯⨯+++=H t H I H所以混合湿度干气kg/kg 0443.00672.0531088.9525352321=⨯+⨯⨯=+=-H H H M 混合焓:干气kJ/kg 7.1543.2245334.5052535221=⨯+⨯=+=I I I M而 M M M M H t H I 2492)88.101.1(++= C 5.400443.088.101.10443.024927.15488.101.12492︒=⨯+⨯-=+-=∴M M M M H H I t6.干球温度为20℃、湿球温度为16℃的空气,经过预热器温度升高到50℃后送至干燥器内。

空气在干燥器内绝热冷却,离开干燥器时的相对湿度为80%,总压为101.3kPa 。

试求:(1)在I-H 图中确定空气离开干燥器时的湿度;(2)将100m 3新鲜空气预热至50℃所需的热量及在干燥器内绝热冷却增湿时所获得的水分量。

解:(1)空气C 16,C 200︒=︒=W t t ,查得干气kg/kg 01.00=H 预热后:干气kg/kg 01.0,C 5011=︒=H t绝热冷却后,查得干气kg/kg 018.0,C 3022=︒=H t (2)湿空气的比容:干气湿气==kg /m 843.027320273)01.0244.1773.0(273273)244.1773.0(30+⨯⨯++⨯+=νt H H则100m 3湿空气中绝干空气的质量: kg 62.118843.0100===H v V L 预热器加入热量:kJ3661)2050()01.088.101.1(62.118)()(0101=-⨯⨯+⨯=-=-=t t Lc I I L Q H P获得水分量:kg 95.0)01.0018.0(62.118)(12=-⨯=-=H H L W7.湿空气在总压101.3kPa 、温度10℃下,湿度为0.005 kg/kg 干气。

试计算: (1) 相对湿度Φ1;(2) 温度升高到35℃时的相对湿度Φ2;(3) 总压提高到115kPa ,温度仍为35℃时的相对湿度Φ3;(4) 如总压提高到1471kPa ,温度仍维持35℃,每100m 3原湿空气所冷凝出的水分量。

解:(1)10℃水饱和蒸汽压 kPa 226.11=S p kPa 808.0005.0622.03.101005.0622.0=+⨯=+=∴H Hp p v%9.65%100226.1808.0%10011=⨯=⨯=s v p p ϕ (2)t 2=35℃,kPa 621.52=S p%4.14%100621.5808.0%10022=⨯=⨯=s v p p ϕ (3)kPa 115'=p 时,kPa 917.0005.0622.0115005.0622.0''=+⨯=+=H Hp p v%3.16%100621.5917.0%1002'2=⨯=⨯=s v p p ϕ (4) kPa 1471''=p , t 2=35℃时: 饱和湿度 干气kg/kg 0024.0621.51471621.5622.0622.0=-=-=S S S p p p H 原湿空气比容干气湿气==kg /m 808.027310273)005.0244.1773.0(273273)244.1773.0(311+⨯⨯++⨯+=νt H H100m 3原湿空气中绝干空气质量 干气kg 76.123808.0100===H v V L 则冷凝出水kg 322.0)0024.0005.0(76.123=-⨯=-)(=S H H L W8.附图为某物料在25℃时的平衡曲线。

如果将含水量为0.35kg 水/kg 干料的此种物料与Φ=50%的湿空气接触,试确定该物料平衡水分和自由水分,结合水分和非结合水分的大小。

解:Φ=50%,平衡水分干料kg/kg 095.0*=X 则自由水分干料kg/kg 255.0095.035.0*=-=-X XΦ=100%,平衡水分干料kg/kg 185.0*=X 即结合水分干料%=kg/kg 185.0100*=ϕX则非结合水分干料%=kg/kg 165.0185.035.0100*=-=-ϕX X9. 在常压干燥器中将某物料从湿基含水量10%干燥至2%,湿物料处理量为300kg/h 。