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新版化工原理习题答案(11)第十一章固体物料的干燥

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第十一章 固体物料的干燥习题解答 1. 已知湿空气的总压力为100 kPa，温度为50 ℃，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。 解：（1）湿空气的水汽分压 spp

由附录查得50 ℃时水的饱和蒸气压s12.34kPap，故 kPa936.4kPa34.124.0p （2）湿度

绝干气绝干气总kgkg03230.0kgkg936.4100936.4622.0622.0pppH

（3）密度 PtH5H10013.1273

273244.1772.0



绝干气湿空气kgm10100100133.1273502730323.0244.1772.0335

0.9737m3湿空气/kg绝干气 密度 湿空气湿空气33HHmkg06.1mkg9737.00323.011H

2．常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40 ℃，相对湿度为43%，试求废气的露点。 解：由附录查得40 ℃时水的饱和蒸气压s7.3766kPap，故湿空气中水汽分压为

3.172kPakPa3766.743.01HsHpp 查出s3.172kPap时的饱和温度为25.02 ℃，此温度即为废气露点。 3. 在总压 kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H–I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。 习题3 附表 序 号 湿度 kg/kg绝干气 干球温度 /℃ 湿球温度 ℃ 相对湿度 % 焓 kJ/kg绝干气 水汽分压 kPa 露点 ℃ 1 （） 86 （35） 5 140 3 23 2 （） 79 37 11 （160） 30 3 （） 86 42 （10） 193 6 35 4 （） （60） 42 37 192 解：附表中括号内的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。 4. 将o025Ct、00.005kg/kg H水绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的o240Ct、

20.034kg/kgH水绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。试求（1）混合气体的温度、湿度、

焓和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度 解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得 02m134HHH （a）

02m134III （b） 当o25t℃、00.005kg/kgH水绝干气时，空气的焓为 00001.011.882490IHtH

绝干气绝干气kgkJ94.37kgkJ005.0249025005.088.101.1

当240t℃、20.034kg/kgH水绝干气时，空气的焓为 绝干气绝干气kgkJ62.127kgkJ034.0249040034.088.101.12I

将以上值代入式（a）及式（b）中，即 m0.00530.0344H

m37.943127.624I 分别解得：m0.02675Hkg/kg绝干气 m105.2IkJ/kg绝干气 由 mmmm1.011.882490IHtH m105.21.011.880.0267524900.02675t

得 m36.4t℃ 混合气体中的水汽分压 02675.0622.0pppHm

总

解出 Pa4178p 36.4tm℃时水的饱和蒸汽压为6075psPa

所以混合气体的相对湿度为4178100%68.8%6075 （2）将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10% 1'

s

41780.1p

故 's41780Pap 查水蒸气表知此压力下的饱和温度为76.83 ℃。故应将此混合气加热至76.83 ℃。 5．干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到80 ℃后，再送至常压干

燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）1 m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。 解：（1）1 m3原湿空气在预热器中焓的变化。 当020t℃、00.009Hkg/kg绝干气时，由图11-3查出043IkJ/kg绝干气。

当180t℃、100.009HHkg/kg绝干气时，由图11-3查出1104IkJ/kg绝干气。 故1 kg绝干空气在预热器中焓的变化为： 绝干气绝干气kgkJ61kgkJ4310401III

原湿空气的比体积： 50H

2731.013100.7721.244273tHP



绝干气湿空气绝干气湿空气kgm48.0kgm27320273009.0244.1772.033



故1 m3原湿空气焓的变化为； 湿空气湿空气33HmkJ6.72mkJ84.061I

（2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分。 由180t℃、100.009HHkg/kg绝干气在H-I图上确定空气状态点，由该点沿等I线向右下方移动与

80%线相交，交点为离开干燥器时空气的状态点，由该点读出空气离开干燥器时的湿度20.027Hkg/kg绝干气。故1 m3原空气获得的水分量为： 原湿空气原湿空气33H12mkJ0214.0mkJ84.0009.0027.0HH

6. 用4题（1）的混合湿空气加热升温后用于干燥某湿物料，将湿物料自湿基含水量降至，湿物料流量为1 000 kg/h，假设系统热损失可忽略，干燥操作为等焓干燥过程。试求（1）新鲜空气耗量；（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓；（3）预热器的加热量。 解：（1）新鲜空气耗量

绝干料绝干料kgkg25.0kgkg20100201111wwX

绝干料绝干料kgkg05263.0kgkg510051222wwX hkg800hkg2.011000111绝干料wGG

蒸发水量 hkg9.157hkg05263.025.080021水水XXGW

绝干空气用量 20()LHHW

hkg8.5444hkg005.0034.09.15702绝干气绝干气HHWL 新鲜空气用量 hkg5472hkg005.18.544410新鲜气新鲜气HL

（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓 由于干燥过程为等焓过程，故进出干燥器的空气的焓相等。

12II

6.127249088.101.1m1mHtH

将m0.02675Hkg/kg绝干气代入，解出： 157.54t℃ 所以，进入干燥器的湿空气的温度为57.54℃，焓为 kJ/kg绝干气。 （3）预热器的加热量

pm1m()QLII

hkg21779hkg8.544444m绝干气绝干气LL kW64.135hkJ488289hkJ2.10562.12721779m1mPIILQ

7．在常压下用热空气干燥某湿物料，湿物料的处理量为l 000kg/h，温度为20 ℃，含水量为4％(湿基，下同)，要求干燥后产品的含水量不超过％，物料离开干燥器时温度升至60 ℃，湿物料的平均比热容为 kJ／(kg绝干料．℃)。空气的初始温度为20 ℃，相对湿度为50％，将空气预热至100 ℃进干燥器，出干燥器的温度为50 ℃，湿度为0.06 kg/kg绝干气，干燥器的热损失可按预热器供热量的10％计。试求（1）计算新鲜空气的消耗量；（2）预热器的加热量Qp；（3）计算加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数；（4）干燥系统的热效率。 解：（１）新鲜空气消耗量，即

21WLHH

绝干物料 hkg960hkg04.011000111绝干料绝干料wGG

绝干料绝干料kgkg04167.0kgkg9641X 绝干料绝干料kgkg00503.0kgkg5.995.02X 所以 12()960(0.041670.00503)kg/h35.17kg/hWGXX 20 ℃时空气的饱和蒸汽压为s2.3346kPap

绝干气绝干气kgkg00723.0kgkg3346.25.033.1013346.25.0622.033.101622.0s0s00ppH

hkg5.666hkg00723.006.017.3512绝干气绝干气HHWL hkg3.671hkg00723.015.666100新鲜空气新鲜空气HLL

（2）预热器的加热量Ｑp，用式 11-31计算Ｑp，即 P010(1.011.88)()QLHtt 666.51.011.880.0072310020kJ/h

54578kJ/h15.16kW （3）加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数

加热物料耗热 ''

21m21()QGIIGc

kW99.34hkJ125952hkJ206028.3960

总耗热量 2o2m221L1.01()(24901.88)()QLttWtGcQ

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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%。

固体物料的干燥PPT(化工原理)

固体物料的干燥PPT(化工原理)

新型的干燥技术如微波干燥、真空冷冻干燥等正在逐步推广应用，这些技术具有节能、高效、环保等优点，为未来的干燥技 术发展提供了新的方向。
03 干燥过程分析
干燥过程的物理变化
01
02
03
去除水分
通过蒸发或升华的方式， 将固体物料中的水分去除， 使其达到所需的干燥程度。
形态变化
随着水分的去除，固体物 料的形态会发生变化，如 从湿润状态变为干燥状态。
在真空环境中，利用低温或高温使物 料中的水分蒸发，适用于易氧化、易 分解或热敏性物料的干燥。
06
其他干燥方法
如微波干燥、冷冻干燥等。
干燥的物理化学基础
湿分的概念
湿分是指物料中所含的水分或其他溶剂，是影响干燥过程的重要因素。湿分的性质、含量和状态对干燥速率、产品质 量和能耗等都有重要影响。
湿分蒸发的原理
通过干燥可以去除物料 中的水分或其他溶剂， 获得一定组成的干制品 。
干燥后的物料体积缩小 ，重量减轻，便于运输 和贮存。
干燥可以改善物料的外 形、色泽和口感，提高 产品质量。
在许多加工过程中，如 造纸、纺织、陶瓷等， 干燥是必不可少的工艺 环节。
干燥的原理和分类
干燥原理
干燥是利用热能将物料中水分或其他溶剂蒸发 掉的过程。根据传热方式和传质推动力的不同，
其他领域的干燥应用
污泥的干燥
污泥在处理过程中需要经过干燥 处理，以降低水分含量，便于后 续的处理和利用。
废水的蒸发
废水在处理过程中需要通过蒸发 工艺，将水分从废水中分离出来 ，实现废水的净化。
05 干燥的优缺点分析
干燥的优点
高效节能
通过去除物料中的水分，提高 其含水率，使其达到所需的干 燥程度，从而减少能源消耗。
化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案10 固体干燥

化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案10 固体干燥

第10章 固体干燥1） 已知空气的干燥温度为60℃，湿球温度为30℃，试计算空气的湿含量H ，相对湿度，焓I 和露点温度。

2） 利用湿空气的I —H 图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总压。

3） 湿空气（ =20℃， ）经预热后送入常压干燥器。

试求：①将空气预热到100℃所需热量：②将该空气预热到120℃时相应的相对湿度值。

4） 湿度为 的湿空气在预热器中加热到128℃后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为49℃，求离开干燥器时露点温度。

解： I = (1.01+1.88H)t ＋2500H∵等焓 ∴ I 1 = I 2∴(1.01+1.88H 1)t 1＋2500H 1 = (1.01+1.88H 2)t 2＋2500H 2(1.01+1.88?0.018) ?128＋2500?0.018= (1.01+1.88H 2) ?49＋2500H 2 ∴ H 2 = 0.0498 kg 水/kg 干气∵H p P p=-⨯0622. ∴0049806221013105...=⨯⨯-p p ∴ p = 7510 Pa查表得 t d = 40℃5） 在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿度，现有温度为40℃，相对湿度为70%的空气。

试计算：①采用升高温度的方法，将空气的相对湿度降至20%，此时空气的温度为多少？②若提高温度后，再采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至10%，此时的操作总压为多少？ 解： (1) t = 40℃时查表 p s = 7.377KPa ，∴ p = ?p s = 0.7?7.377 = 5.1639 Kpa∵H 1 = H 2 ∴ p = p ’= 5.1639Kpa ∴p p KPa s '='==025163902258195.... 查表得 t = 63.3℃(2) ∵t 不变 ∴p s = 25.8195KPa由63.3℃, ? = 10% 查图得 H = 0.014kg 水/kg 干空气00140622258195258195....='-P ∴P ’=117.29Kpa6） 某干燥器冬季的大气状态为 ℃， ，夏季空气状态为℃，。

化工原理干燥练习题

化工原理干燥练习题

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%。