化工原理 干燥习题

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1.在101.325kPa下,不饱和湿空气的温度为40℃,相对湿度为60%,若加热至80℃,则

空气的下列状态参数如何变化?

湿度H_______,相对湿度ϕ_______,湿球温度t w_______,露点t d_______,焓I________。(变大,变小,不变)

2.依据干燥速率曲线,干燥过程可分为两个阶段,即____________阶段和_____________

阶段。两个干燥阶段之间的交点C处的含水量称为___________________。

3.当干燥所用空气的相对湿度增加时,干燥终点处物料的平衡含水量会相应___________。

(增加,减少,不变)

6.已知常压下某湿空气的温度为20︒C,水蒸气的饱和蒸气压为 2.3346kPa,湿度为0.014673kg/kg绝干气,试求:(1)湿空气的相对湿度ϕ=_________,______作为干燥介质用。

7.当湿空气的温度一定时,若湿度越高测得的湿球温度也________;若空气为水气所饱和,测得的湿球温度就是_______的温度。

1.湿球温度(t W)是湿空气和的函数,而绝热饱和温度t as是湿空气

和的函数;对湍流状态下的水蒸气-空气系统,t W和t as的大小关系为。

2.典型的干燥曲线可明显分为和两个阶段,两个阶段之

间的交点称为。

2.已知湿空气如下的哪两个参数,可利用H-I图查得其它未知参数。( )

A:H,p B:t,t d C:t w,I D:t as,I

二、选择(10分)

1、对于易溶气体,H值__________,K G_________ k G 。( )

A.很大,< B.很小,> C.很小,≈D.很大,≈

2、已知湿空气如下的哪两个参数、可利用H-I图查得其它未知参数。( )

A.H,P B.t,t d C.t w,I D.t as,I

三、问答题

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t d;湿球温度t W;相对湿度φ。

水气分压p,

湿度H;

焓I;

露点t d;

湿球温度t W;

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、如何进行恒定干燥操作

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H0=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。已知湿空气焓的计算式为I=(1.01+1.88H)t+2490H,试求:(1)水分蒸发量W(kg/s);

(2)绝干空气消耗量L(kg绝干空气/s);

(3)干燥收率为95% 时的产品量;

(4)如鼓风机装在新鲜空气入口处,风机的风量应为多少m3/s。

六、(共20分)

解:(1)水分蒸发量

s /205Kg .005

.0105

.04.036002000w 1w w G w 2211

=--⨯=--= (4分)

(2)绝干空气消耗量 1

2H H w

L -=

其中 H 1=H 0=0.009 kg 水/kg 绝干气 求H 2:

因 I 1 = I 2

2221112490H t )88H .101.1(2490H t )88H .101.1(++=++

222490H 40)88H .101.1(009.02490120)009.088.101.1(+⨯+=⨯+⨯⨯+

解得 H 2 = 0.041 kg 水/kg 绝干空气

则 s kg /406.6009.0041.0205

.0L 绝干空气=-= (6分)

(3)s /351kg .0205.03600

2000

W G G 12=-=-=

或 s /351kg .005

.04

.0136002000w -1w 1G G 211

2=-⨯=-=

又 干燥收率的定义为 %100%1002

2⨯'=⨯=

G G 理论产品量实际产品量

η

所以 s kg G G /333.0%95351.022

=⨯=='η (6分) (4)C 20t 0︒=,绝干空气水kg /009kg .0H 0= 时空气的湿比容为

273

273)244.1773.0(t

H v H ++= 273

20

273)009.0244.1773.0(+⨯⨯+=

绝干空气kg m /842.03

= 体积流量

s m v L V H /394.5842.0406.63

=⨯=⋅= (4分)

在常压连续理想干燥器中,用风机把空气送至预热器,经120℃饱和蒸汽加热后进入干