化工原理第八章干燥题

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八干燥

干燥静力学

5.1 在总压为760mmHg的N2和C3H6O(丙酮)体系中。已知丙酮的露点为15℃,相对湿度为0.4,求出体系的温度为多少

丙酮的阿妥因常数A=7.11212,B=1204.67,C=223.5,

阿妥因公式lgP D=A-B/(t+C)

P D----mmHg t----℃

5.2 温度为20℃,总压为760[mmHg]的空气中,水汽分压为12.03[mmHg],求其H、Hs及φ值。若温度保持不变,总压加倍和减半,求空气的相对湿度φ及饱和湿度Hs(即最大吸湿能力)有何变化?由此判断总压对干燥过程的影响。

5.3 在总压为760[mmHg]下,用N2气干燥含少量苯的物料以回收苯。干燥器入口氮气中苯的蒸汽分压为94.57[mmHg],温度为74℃,干燥器出口气体中苯蒸汽分压为95.27[mmHg],若每小时可干燥出4kg的苯,求每小时送入干燥器的气体为多少m3(以干燥器入口状态计)。

等焓干燥过程

5.4 空气的干球温度为20℃,湿球温度为16℃,此空气经予热器后,温度升高到50℃送入干燥器,离开干燥器时温度降至30℃,干燥器绝热操作(等焓),试求:

(1) 出口空气的湿含量、焓及相对湿度;

(2) 100[m3]新鲜空气予热到50℃所需热量及通过干燥器所移走的水分?

5.5 空气在常压、20℃、湿度为0.01[kg水/kg干空气]状态下予热到120℃后进入理想干燥器,废气出口湿度为0.03,物料温度为20℃,物料含水量由3.7%干燥至0.5%(均为湿基),干空气量为8000kg/h,求:

(1) 每小时加入干燥器的湿物料量;

(2) 废气出口温度及干燥器的热效率。

5.6 如图所示,现有一常压(p=101.3kPa)操作干燥装置,假定干燥装置热损失可以不计,试求:

(1) 抽风机的体积流量,m3/h

(2) 预热器加入热量为多少kJ/h

(3) 干燥器中补充热量为多少kJ/h?(已知绝干物料比热为1.5kJ/kg·℃)

(4) 在湿度图上表示出空气从预热器进口至干燥器出口状态变化过程( 用简图表示,可任选H-I图或t-H图作图)。

5.7 某湿物料在气流干燥器内进行干燥,操作压力为101KN/m2,湿物料的处理量为1kg/s,湿物料的含水量为10%,产品的含水量不高于2%(以上均为湿基),空气的初始温度为20℃,湿度为0.006kg 水/kg绝干气体,若将空气预热至140℃进入干燥器,并假定干燥过程近似视为等焓过程(即I H1=I H2)试求:

(1) 当气体出干燥器温度选定为80℃,进干燥器物料温度为18℃;预热器所加入的热量及热效率;

(2) 若气体出干燥器温度选定为45℃,气体离开干燥器时,因在管道及旋风分离器中散热,温度下降了10℃,问此时是否会发生物料反潮现象?( 已知水的饱和温度和饱和蒸汽压间的关系为: t s=3991/(16.5-lnPs)-234, P s----KN/m2, ts----℃

有关参数:r o=2492kJ/kg; C g=1.01kJ/kg·℃; C v=1.88kJ/kg·℃

5.8 采用如图示的废气循环干燥流程干燥某种湿物料,温度t0为20℃,湿度H0为0 .012[kg水/kg 干气]的新鲜空气与从干燥器出来的温度t2为50℃,湿度H2为0.079[kg水/kg干气]的部分废气混合后进入予热器,循环比(废气中绝干空气的量与混合气中绝干空气量之比)为0.8。混合气升高温度后再进入常压干燥器。离开干燥器的废气除部分循环使用外余下的放空。湿物料经干燥后湿基含水量自47%降到5%,湿物料流量为1.5×103[kg/h],假设予热器的热损失可忽略,干燥器作为等焓干燥过程,试求:

(1)新鲜湿空气流量(Kg/h);

(2)予热器所需热量。

5.9 一个干燥系统的操作示意图如图所示。

热空气进入第一个干燥器,从第一个干燥器出来的湿空气经过第二加热器提高温度后,进入第二干燥器,从第二干燥器出来的湿空气再经冷凝器冷却冷凝,析出一部分水分后再经过第一加热器加热,送入第一干燥器,重复上述操作过程。干燥器都是绝热的,干燥是在等湿球湿度下进行,有关的数据见图。

要求:

(1) 在湿空气的湿度图上用线段及箭头示意绘出上述操作的过程,并附以必要的文字说明;

(2) 设空气消耗量为L=1kg绝干空气/s,求每个加热器中供给的热量,要注明单位(忽略热损失)。注:有关的量在示意图上难以找到准确值时,可以符号代替。

5.10 将空气调节至干燥操作所需的状态,操作流程

如下图所示。已知;状态A T A=30℃露点T da=20℃,

V=500m3(湿空气)/h

状态B 通过换热器(即冷却冷凝器)1后,空

气中失去的水分量为4.9kg/h

状态 C 通过预热器2后,空气的温度

tc=60℃(干球)

试求:

(1) 绘出空气状态变化的H—I图或T—H图;

(2) 空气离开1时的温度t B及湿度H B;

(3) 空气离开预热器时的相对湿度φc;

附注; (1) 干燥操作在常压绝热条件下进行的;

(2) 忽略送风机前后空气温度的差异;

(3) 水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表:

温度℃10 15 20 30 40 50 60

蒸汽压KPa 0.0125 0.0174 0.0238 0.0433 0.0752 0.1258 0.2031

实际干燥过程

5.11 将干球温度为16℃、湿球温度为14℃的空气予热到80℃,然后进入干燥器,出口气体的相对湿度为50%,干燥器每小时把2吨含水量为50%的湿物料干燥到含水量为5%(均为湿基)。

(1) 试作等焓干燥操作线图(示意图),并求所需空气量。

(2) 如果热损失为116[kw],忽略物料进出干燥器的焓值变化,问空气用量及热消耗量有何变化?