化工原理管国锋主编第三课后习题答案固体干燥

1、第 10 章固 体 干 燥1)已知空气的干燥温度为60C,湿球温度为30C,试计算空气的湿含量 H,相对湿度 卬，始I和露点温度七。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 f=1.013幻。54序号干球温度0c湿球温度0c湿 度kg 水/kg绝干空气相对湿度0/0始kJ/kg 绝露点0c水气分压kPa160300.01513.398212.5240270.0163379202.4320170.0128050162430290.02695982843)湿空气(J=20C,%二。-02如水阳鲤干气)经预热后送入常压干燥器。试求： 将空气预热到100c所需热量：将该空气预热到

2、120c时相应的相对湿度值。4)湿度为落姐水戊1空气的湿空气在预热器中加热到128c后进入常压等始干燥器 中，离开干燥器时空气的温度为 49 C,求离开干燥器时露点温度。解：I = (1.01+1.88H)t+2500H等始. I 1 = I 2. .(1.01+1.88H 1)t 1+2500H = (1.01+1.88H 2)t 2+2500H(1.01+1.880.018)128+2500 0.018= (1.01+1.88H 2) 49+ 2500HH 2 = 0.0498 kg 水/kg 干气V Hp- 0.622P P. 0 0498 0 622 J一.51013 10 pp =

3、7510 Pa查表得t d = 40 C5)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40C,相对湿度为70%的空气。试计算：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？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:t = 40 C时查表. Hi = H 2 p = ppsp516390.20.2ps = 7.377KPa , =5.1639Kpa258195KPaps = 0.7 7.377 = 5.1639 Kpa查表得t = 63.3 C(2) t 不变 5 = 25.8195

4、KPa由63.3 C,= 10% 查图得H = 0.014kg 水/kg干空气258195_0014 0 622.P =117.29KpaP 2.581956）某干燥器冬季的大气状态为 = 5 C, ©= 3。% ,夏季空气状态为 % =兜C , P = 65%。如果空气离开干燥器时的状态均为 4 = 4° c , 1P = SO% o试分别计算该干燥 器在冬、夏季的单位空气消耗量。7）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量10%干燥至0.5% （均为湿基），绝干物料比热为1.8kJ/（kg. C）,干燥器的生产能力为3600kg绝干物料/h ,物料进、出干燥器的 温度分别为

5、20c和70Co热空气进入干燥器的温度为130C,湿度为0.005kg水/kg绝干 空气，离开时温度为 80Co热损失忽略不计，试确定干空气的消耗量及空气离开干燥器 时的温度。8）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量5%干燥至0.2%（均为湿基），绝干物料比热为1.9kJ/（kg. C）,干燥器的生产能力为7200kg湿物料/h,空气进入预热器的干、湿球 温度分别为25c和20Co离开预热器的温度为100C,离开干燥器的温度为60C,湿物 料进入干燥器时温度为25C,离开干燥器为35C,干燥器的热损失为580kJ/kg汽化水分。 试求产品量、空气消耗量和干燥器热效率。9）采用废气循环干燥流程干

6、燥某物料， 温度%为20C、相对湿度 此为70%的新鲜空气 与干燥器出来的温度 七为50C、相对湿度 仍为80%的部分废气混合后进入预热器，循环 的废气量为离开干燥器废空气量的 80%。混合气升高温度后再进入并流操作的常压干燥器 中，离开干燥器的废气除部分循环使用外，其余放空。湿物料经干燥后湿基含水量从47%降至5%,湿物料流量为15Kl0,螃伊,设干燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略 不计。试求：新鲜空气的流量；整个干燥系统所需热量；进入预热器湿空气的温度。10） ?某干燥系统，干燥器的操作压强为101.3上F以，出口气体温度为60c ,相对湿 度为72%,将部分出口气体送回干燥器入口与

7、预热器后的新鲜空气相混合，使进入干燥器的气体温度不超过90C、相对湿度为10%。已知新鲜空气的质量流量为049kk空气卜, 温度为20C,湿度为0-0054妞水供g干空气，试求：空气的循环量为多少？新鲜空气 经预热后的温度为多少度？预热器需提供的热量。点：60C = 72% 查图H = 0.16kg 水/kg干空气 M点：90C = 10% 查图H = 0.048kg 水/kg干空气 .AMBft一直线上 A点：H = 0.0054kg 水/kg 干空气，t = 127 C.BM新鲜空气中绝干空气质量550.49. MA循环空气中绝干空气质量4.4WW = 0.392 kg 干空气/s. W

8、= W(1+H) = 0.392(1+0.16) = 0.455 kg/sQ = 0.49 (1.01+1.88 0.0054)(127 20) = 53.49 kJ/s11) ?干球温度上。为20C、湿球温度为15c的空气预热至80c后进入干燥器，空气 离开干燥器时相对湿度 巳为50%,湿物料经干燥后湿基含水量从 50%降至5%,湿物料 流量为2500kg/h。试求：若等始干燥过程，则所需空气流量和热量为多少？若热损失 为120kW,忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热量，则所需空气量和热量又为多少？干燥器内不补充热量。12) ?某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为1蜒2 ,

9、初始湿含量(湿基，下同)为3.5%,干燥产品白湿含量为0.5%。空气状况为：初始温度为25C、 湿度为0.0053水心肝空气,经预热后进干燥器的温度为160C,如果离开干燥器的温度 选定为60C或40 C,试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热量。又若空气在干燥 器的后续设备中温度下降了10C,试分析以上两种情况下物料是否返潮？解：(1) w 1= 0.035 , w 0.005 ,X1 -1- 0.036 kg 水/kg 干物料1 W1X2 W20.005 kg 水/kg 干物料1 W2绝干物料:G = G 1(1 w) = 1 (1 - 0.035) = 0.965 kg/s水分蒸发量：

10、 W= GX1 X2) = 0.03 kg/s空气消耗量：L 一W- H 1= H0 = 0.005 kg 水/kg干空气. 2 H1t2 = 60 c时二.干燥为等始过程. 查图H2 = 0.0438 kg 水/kg干空气. L = 0.773 kg 干空气/sQ = L(I 1 I。)= L(1.01+1.88H 0)。1 t。)=0.773 (1.01+1.88 0.005)(160-25) = 106.4 kJ/st2 = 40 C时，查图 H = 0.0521kg 水/kg干空气. L = 0.637 kg 干空气/s, Q = L(I -10) = 87.68 kJ/s(2) H

11、= 0.0438 kg水/kg 干空气时 t d = 38 c < 50 c.不返潮H = 0.0521 kg 水/kg 干空气时 t d = 40 c > 30 c.返潮13) ?常压下已知25c时氧化锌物料在空气的固相水分的平衡关系，其中当卬=1。时，/三口 3冰优不州，当仍= 4。时，行物料。设 氧化锌含水量° %运水於行物料，若与温度为25C、相对湿度中为40%的恒定空气条 件长时间充分接触，问该物料的平衡含水量，结合水分和非结合水分分别为多少？解：x*= 0.007 kg 水/kg 干料结合水分x = 0.02 kg水/kg干料非结合水x = 0.35 0.02

12、 = 0.33 kg 水/kg干料14) ?由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即 燥条件下，湿物料从60 kg减到50 kg所需干燥时间60分钟。已知绝干物料重45 kg,平 衡含水量为零。试问将此物料在相同干燥条件下，从初始含水量干燥至初始含水量的 20% 需要多长时间？15) ?某物料经过6小时的干燥，干基含水量自 0.35降至0.10,若在相同干燥条件 下，需要物料含水量从0.35降至0.05,试求干燥时间。物料的临界含水量为 0.15,平衡 含水量为0.04,假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量 像一笈')成正比。16) ?在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染

13、料由湿基含水量 45%燥到3% 湿物料的处理量为8000 kg湿染料，实验测得：临界湿含量为 30%平衡湿含量为1%总 干燥时间为28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。解：w = 0.45 X1w0.818 kg 水/kg 干料1 w 1w 2 = 0.03 X2w20.031 kg 水/kg 干料1 w2同理 X0 = 0.429 kg 水/kg 干料 X * = 0.01 kg 水/kg 干料 =28hX1 X。0818 0.4292 (X0X*)inXA2X2 X0.429 0.01J429 0.010.031 0.010.311 = 0.31又1+ 2 =2=28

14、h1 = 6.6h2 = 21.4hGc = 8000 X (1 0.45) = 4400 kg 干料Gc X1 X011 259.3 kg 水/hGc X0 X2081.8 kg 水/h17) ?在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得干球温度为50 C,湿球温度为43.7 C , 气体的质量流量为25姻人网"号),气体平行流过物料表面，水分只从物料上表面汽化， 物料由湿含量 片】变到 匕，干燥处于恒速阶段，所需干燥时间为1小时，试问：如其它条件不变，且干燥仍处于恒速阶段，只是干球温度变为80C,湿球温度变为48.3 C,所需干燥时间为多少？如其它条件不变，且干燥仍处于恒速阶段，只是物料厚度增加一倍，所需干燥时间为多少？解：(1) t = 50 C, tw = 43.7 C, rtw = 2.398 kJ/kg , 1 = 1ht = 80 C, tw = 48.3 C, rtw = 2385.6 kJ/kgrtw t tw - 50610.2h1 rtw t t wg 1 Gc 1 一 22 i 2h2 G 2c1