食品工程专业-干燥作业解答.doc

第四章 干燥2将常压温度为30、相对湿度为20的新鲜空气，通过第一加热器加热到某一温度后，再通过一喷水室进行绝热冷却增湿至饱和状态，最后通过第二加热器加热得到温度为45、相对湿度为40的湿空气。求在焓湿图上绘出空气状态的变化过程；离开第二加热器时空气的湿含量；喷水室中水的温度（设离开喷水池的空气与水的温度相同）；离开第一加热器时空气的温度。解：根据题意，作出流程图：C=100%（1）根据流程图，在焓-湿图上画出空气状态的变化过程，如下图所示，作图过程为：由TA=30，A=20%确定如图所示的A点新鲜空气状态点；由TD=30，D=40%确定如图所示的D点第二加热器出口空气的状态点；空气在第二加热室内为等湿升温过程，而由喷水室出来的空气为饱和状态湿空气，因此由D点作垂线，与=100%的饱和线交一点C点即为由喷水室出来的饱和状态湿空气状态点；由于空气在喷水室的过程为绝热冷却增湿过程，因此，过C点作等焓线，与过A点的等湿含量线相交一点B点即为第一加热器出口空气的状态点。（2）由焓-湿图可以查出：离开第二加热器时空气的湿含量HD0.025kg/kg干气（3）由焓-湿图可以查出：喷水室中水的温度TC28离开第一加热器时空气的温度TB78答：（1）空气状态的变化过程的焓-湿图如上所示；（2）离开第二加热器时空气的湿含量为0.025kg/kg干空气；（3）喷水室中水的温度为28；（4）离开第一加热器时空气的温度约为78。3常压下温度为30、湿含量为0.024kg/kg干空气的湿空气，在预热器内被加热至90，试在焓湿图上绘出空气状态的变化过程；又若湿空气的流量为0.028kg/s，求加热湿空气所需要的热量Q。解：根据题意，作出流程图：LA(1)在焓-湿图上画出空气状态的变化过程（描述过程）（2）求加热湿空气所需要的热量Q求干空气量L由：L(1+HA)=LA 推得：已知：湿空气的流量LA0.028kg/sHA=0.024kg/kg干空气将已知数据代如上式：需要的热量Q由焓湿图可以查出：hA=91kJ/kg ，hB=153kJ/kg ，所以加热湿空气所需要的热量答：（1）空气状态的变化过程的焓-湿图如上所示；（2）加热湿空气所需要的热量为1.69kW。6在逆流连续干燥器中，将某种物料由初始湿基含水量3.5干燥至0.2。物料进入干燥器时的温度为24，离开干燥器时的温度为40，干燥产品量为0.278kg/s。干物质的比热容为1.507kJ/(kg/).干空气的初始温度为25、湿含量为0.0095kg/kg干空气，经预热器预热到90后送入干燥器，离开干燥器时的温度为35。试求空气消耗量、预热器的热功率和干燥器的热效率。假设热损失可以忽略不计。解：作出流程图：（1）求空气消耗量LL=L(1+H0)求干空气消耗量L干空气消耗量: 求蒸发的水量W蒸发的水量: 已知：G2=0.278kg/s，w1=3.5%，w1=0.2%求干空气消耗量L查焓-湿图得: H20.0319kg/kg干空气则：因此湿空气的消耗量为：（2）求预热器的热功率Qp查焓湿图得：h0=48kJ/kg，h1=115kJ/kg已知：L=0.446kg/s（3）求干燥器的热效率答：(1)湿空气的消耗量为0.450kg/s；(2)预热器的热功率为29.9kW；(3)干燥器的热效率为84.6。8在一常压连续干燥器中，湿物料处理量为0.8kg/s，物料含水量由湿基5干燥至1。空气初始温度为20、湿含量为0.05kg/kg干空气，空气离开干燥器时的温度为55。为了保证干燥产品的质量，要求进入干燥器的空气温度不得高于90。试求以下两种情况下所需的空气量（kg干空气/s）和热耗量（kW），设干燥过程为理想过程。将新鲜空气预热到90进入干燥器中进行干燥；采用废气循环，循环气中干空气量为干燥器出口废气中干空气量的2/3，混合气温度为90，进入干燥器干燥。解：（1）第一种情况的流程图为：求干空气消耗量对于理想干燥过程为等焓过程，即h1h2，因此：因为：H1=H0=0.05kg/kg干空气已知：T1=90，T2=55将上述已知数据代入上式，得：（也可由0点确定1点，再由1点，利用等焓线查得得H20.065kg/kg干空气）则：求热耗量：已知：L=2.13kg干空气/s，H0=0.05kg/kg干空气T0=20，T1=90，则：（也可查焓湿图得h0145kJ/kg ，h1224kJ/kg）（2）第二种情况的流程图为：T020H00.05kg/kg干空气L预热器新鲜空气干燥器T255H2、L废气T1 Tm=903L, HmH12LL求干空气消耗量l 混合后状态点物料衡算得： 由于：H0=H1即:所以:()l 混合后状态点热量衡算得：即:已知：H1=H0=0.05kg/kg干空气，Tm=90，T255则上式化简为：()l 对于理想干燥过程，有：即: ()联立求解()、()和 ()方程，得： 由第一种情况知：W0.032kg/s因此，干空气消耗量：求热耗量：答：第一种情况所需空气量为2.13kg干空气/s，热消耗为168.27kW；第二种情况所需空气量为0.681kg干空气/s，热消耗为109.6kW。9将某湿物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥，经过6h的干燥使其干基含水量由0.35降至0.07。试求在相同的操作条件下，将该物料由0.35降至0.05所需的时间。已知物料的临界含水量为0.15，平衡含水量为0.04。降速阶段中干燥速率曲线为直线。解：由题意知干燥过程包括恒速干燥阶段和降速干燥阶段，且降速阶段中干燥速率曲线为直线设两种情况下的干燥时间分别为t和t干燥时间公式为已知第一种情况下t6h， X10.35kg/kg干物料， Xc0.15 kg/kg干物料，Xe0.04 kg/kg干物料， X