干燥习题(附答案)

1、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：相对湿度时， 平衡含水量kg水/kg绝干料；相对湿度时， 平衡含水量 kg水/kg

2、绝干料。现将湿基含水量为20%的该物料，与25、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_。

3、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

4、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）时： 由 查得50水的饱和蒸汽压为12.34kPa，则相对湿度 饱和湿度： （2）时： 由此可知，当操作压力下降时，f，HS，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

5、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 湿度 湿比容 比热 焓 3在I-H图上确定本题附表中空格内的数值。干球温度t/湿球温度w/露点温度d/湿度/kg/kg干气相对湿度/焓/kJ/kg干气水汽分压v/kPa1（30）（20）150.01140601.92（70）4542.50.06330240(9.5)3（60）3530（0.03）231404.54（50）3735.50.042(50)606.25（40）25（20）0.01530802.25 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

6、空气为基准），试计算混合后的湿度、焓及温度。解：（1）的新鲜空气： 25时， 的废气： 50时， 所以混合湿度混合焓：而 6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100m3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，查得 预热后： 绝热冷却后，查得（2）湿空气的比容：则100m3湿空气中绝干空气的质量： 预热器加入热量： 获得水分量： 7湿空气在总压101.3kPa、温度10下

7、，湿度为0.005 kg/kg干气。试计算：（1） 相对湿度1；（2） 温度升高到35时的相对湿度2；（3） 总压提高到115kPa，温度仍为35时的相对湿度3；（4） 如总压提高到1471kPa，温度仍维持35，每100m3原湿空气所冷凝出的水分量。解：（1）10水饱和蒸汽压 （2）t235，（3）时， (4) , t235时： 饱和湿度 原湿空气比容 100m3原湿空气中绝干空气质量 则冷凝出水 习题8 附图8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：50，平衡水分则自由

8、水分100，平衡水分即结合水分则非结合水分9 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。干燥介质为温度80、相对湿度10的空气，其用量为900kg/h。试计算水分汽化量及空气离开干燥器时的湿度。解：，在H-I图中查得H10.031kg/kg干气 绝干空气质量 物料干基含水量 绝干物料量 汽化水分量 又 则干燥器空气出口湿度 10 在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h，要求将湿基含水量由40减至5。干燥介质为干球温度20，湿球温度16的空气，经预热器加热至80后送至干燥器内。空气在干燥器内为等焓变化过程，空气离开干燥器时温度为30，总压为101.3

9、kPa。试求：（1）水分汽化量；（2）干燥产品量；（3）湿空气的消耗量；（4）加热器向空气提供的热量。解：（1）水分汽化量 或 （2）干燥产品量（3）由查图，得预热后 出口空气：等焓过程即 得：而 湿空气用量 （4）预热器中的加热量： 11在常压干燥器中，将某物料从湿基含水量5干燥到0.5。干燥器的生产能力为7200kg干料/h。已知物料进、出口温度分别为25、65，平均比热为1.8kJ/(kg)。干燥介质为温度20、湿度0.007 kgkg干气的空气，经预热器加热至120后送入干燥器，出干燥器的温度为80。干燥器中不补充热量，且忽略热损失，试计算绝干空气的消耗量及空气离开干燥器时的湿度。解：

10、物料干基含水量 又 即 （1）干燥器中不补充热量，且忽略热损失，则 即 （2）而 将上式代入（2）中， （3）联立（1）、（3）得：12用热空气干燥某种湿物料，新鲜空气的温度为20、湿度为0.006kgkg干气，为保证干燥产品质量，要求空气在干燥器内的温度不能高于90，为此，空气在预热器内加热至90后送入干燥器，当空气在干燥器内温度降至60时，再用中间加热器将空气加热至90，空气离开干燥器时温度降至60，假设两段干燥过程均可视为等焓过程，试求： (1)在-图上定性表示出空气通过干燥器的整个过程；206090IHH0=100%AB1C1CB2(2)汽化每千克水分所需的新鲜空气量。 解：空气状态变

11、化过程如图所示。 A： 由 得 也即 又 得 故汽化1kg水所需干空气用量 新鲜空气用量 13. 在常压连续逆流干燥器中，采用废气循环流程干燥某湿物料，即由干燥器出来的部分废气与新鲜空气混合，进入预热器加热到一定的温度后再送入干燥器。已知新鲜空气的温度为25、湿度为0.005kg/kg干气，废气的温度为40、湿度为0.034kg/kg干气，循环比（循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为0.8。湿物料的处理量为1000kg/h，湿基含水量由50下降至3。假设预热器的热损失可忽略，干燥过程可视为等焓干燥过程。试求：（1） 在I-H图上定性绘出空气的状态变化过程；（2） 新鲜空气用量；

12、（3） 预热器中的加热量。解：（1）废气循环流程如下图所示。t2,H2预热器干燥器L2 循环比0.8t1,H1L0,t0,H0L1,tM,HMGC,X1GC,X2H0t0MCBIH=100%At2t1空气状态变化过程如图所示。图中： （2）物料干基含水量 绝干物料 汽化水分量对整个干燥过程进行物料衡算则绝干空气用量 新鲜空气用量 （3）预热器中加热量 而 其中 14. 若空气用量相同，试比较下列三种空气作为干燥介质时，恒速阶段干燥速率的大小关系。(1) t=60,H=0.01kg/kg干气；(2) t=70,H=0.036kg/kg干气；(3) t=80,H=0.045kg/kg干气。解：（1

13、）由t=60,H=0.01kg/kg干气查图，得， 传热推动力： 传质推动力： （2）同理：传热推动力： 传质推动力：（3） 传热推动力： 传质推动力：恒速阶段干燥速率与其推动力成正比，比较之，有：（3）（2）（1）。16在恒定干燥条件下，将物料由干基含水量0.33kg/kg干料干燥到0.09kg/kg干料，需要7小时，若继续干燥至0.07kg/kg干料，还需多少时间？已知物料的临界含水量为0.16kg/kg干料，平衡含水量为0.05kg/kg干料。设降速阶段的干燥速率与自由水分成正比。已知物料的临界含水量为0.16kg/kg干料，平衡含水量为0.05kg/kg干料。设降速阶段的干燥速率与自由水分成正比。解： 即 解得 当时，17、某湿物料在常压干燥器内进行绝热干燥，干燥后的产品为4 000 kg/h，湿物料的含水率为15%(湿基