第13章 干燥习题

1、化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11 01IILQP 010ttLcH lMMdMMQtcGLIQtcGLI 2211221121II %1000121 tttt理理想想 2121XXGGGWC 02HHWL 22111 G公式公式：物料衡算物料衡算热量衡算热量衡算理想干燥过程（等焓干燥过程）理想干燥过程（等焓干燥过程） %10088. 1249212 dPMlQQtctW 习题课习题课)1 (0HLLHsLV 化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 12习题课习题课C11CC()GXXAU22lnCCCCGXXXXAUXX12)()(wHwHHkttrUw注：湿空气的状态参数的计

2、算公式也应掌握。注：湿空气的状态参数的计算公式也应掌握。化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 13 某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为为1kg/s，初始湿基含水量为，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量，干燥产品的湿基含水量为为0.5%。空气初始温度为。空气初始温度为25，湿度为，湿度为0.005kg/kg干空气，干空气，经预热后进干燥器的温度为经预热后进干燥器的温度为140，若离开干燥器的温度选，若离开干燥器的温度选定为定为40，试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。，试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速

3、率。 又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10，试分析，试分析物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。 物料返潮举例：物料返潮举例：习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 14解：解：20WLHH1212201wwGwHH干燥器内经历等焓过程，干燥器内经历等焓过程， 12II1112221.01 1.8824921.01 1.882492HtHHtH20.0447/Hkg kg干空气1401t 干空气kgkgHH/005. 0010.76/Lkg s预热器的传热速率预热器的传热速率 )(01ttLcQHp

4、01088. 101. 1ttHL240t 习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 1589/kJ s分析物料的返潮情况分析物料的返潮情况 关键：关键：若水汽分压若水汽分压饱和蒸汽压或湿度饱和蒸汽压或湿度 饱和湿度，则会返潮饱和湿度，则会返潮222622. 0HPHp当当t2=40时，干燥器出口空气中水汽分压为时，干燥器出口空气中水汽分压为 6.79kPat=30时，饱和蒸汽压时，饱和蒸汽压ps=4.25kPa，spp 2物料可能返潮。物料可能返潮。 习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 16实际干燥过程举例实际干燥过程举例 常压下拟用温度为常压下拟用温度为20、

5、湿度为、湿度为0.008kg水水/kg干气的空气干干气的空气干燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到燥某种湿物料。空气在预热器中被加热到90后送入干燥室，后送入干燥室，离开时的温度为离开时的温度为45、湿度为、湿度为0.022kg水水/kg干气。现要求每干气。现要求每小时将小时将1200kg的湿物料由含水率的湿物料由含水率3%（湿基）干燥至（湿基）干燥至0.2%（湿基），已知物料进、出口温度分别为（湿基），已知物料进、出口温度分别为20和和60，在此，在此温度范围内，绝干物料的比热为温度范围内，绝干物料的比热为3.5kJ/(kg)，水的平均比，水的平均比热为热为4.19 kJ/(kg )。干燥设

6、备热损失可按预热器中加热量。干燥设备热损失可按预热器中加热量的的5%计算。试求：计算。试求： (1)新鲜空气用量，新鲜空气用量，kg/h； (2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW； (3)干燥室内补充的热量干燥室内补充的热量Qd，kW； (4)热效率热效率 。习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 17 G1=1200kg/h Ql =5%Qp 1=3% tM1=20 t0=20 t1=90 t2=45 H0=0.008 H1 H2=0.022 L QP Qd 2=0.2% tM2=60,CS=3.5kJ/kg hkgGW64.33002. 01002. 003. 0120

7、012211 02HHWL hkgHLL/1 .2422008.018 .240210 （1 1）新鲜空气用量，）新鲜空气用量，kg/h； hkg/8 .2402008. 0022. 064.33干空气干空气 习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 18010PHQLctt47.89kW(2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW 0101.01 1.88LHtt 11221212MMlMMdtcGQtcGIILQ 10101.01 1.882492112.19/IHtHkJ kg干气(3)干燥室内补充的热量干燥室内补充的热量Qd，kW其中：其中：22221.01 1.88249

8、2102.14/IHtHkJ kg干气 hkgGG/3 .1166%2 . 01%311200112112 习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 1911113.52MSlccckJ kgC22213.50MSlccckJ kgCkWQQPl39. 2%589.47%5 40.25dQkW(4) 热效率热效率 122492 1.88100%l MPdWtctQQ26.4%习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 110 循循环环废废气气 LR, t2=45, H2=? Ql t0=20 t t1 1= =9 90 0H0=0.008 kg 水水/kg 干干气气 H1

9、 t2=45 L H2 QP Qd=40.25kWLLR L有废气循环的实际干燥过程举例有废气循环的实际干燥过程举例 现将上题流程改为废气循环流程设计，如图所示。将出口废气现将上题流程改为废气循环流程设计，如图所示。将出口废气中的中的50%引到新鲜空气处与新鲜空气混合。混合气经预热器仍引到新鲜空气处与新鲜空气混合。混合气经预热器仍加热至加热至90后，再送入干燥室，出干燥室的废气温度仍为后，再送入干燥室，出干燥室的废气温度仍为45，干燥室加热量干燥室加热量Qd不变，仍为不变，仍为40.25kW，被干燥的物料及干燥要，被干燥的物料及干燥要求不变，热损失仍可取为求不变，热损失仍可取为QP的的5%。试

10、计算：。试计算：(1)新鲜空气的用量，新鲜空气的用量，kg/h； (2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW；(3) 热效率热效率 ； (4)画出湿空气状态变化，并与例画出湿空气状态变化，并与例1对比。对比。习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11133.640.00934Wkg hkg s由上题知： 02HHLW 008. 000934. 02 HL- (1)(1)新鲜空气用量，新鲜空气用量，kg/h 01IILLQRP (2)预热器的加热量预热器的加热量QP，kW 0000249288. 101. 1HtHI 100020002 RLLttttHHHH =1 C H2

11、M H 0 H A H0 t0 t2 t1干气干气kgkgHHHH004. 02122020 Cttto5 .32220452020 杠杆原理杠杆原理习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 112 0000249288. 101. 1HtHI 255.127604.43H 201016 .133054.101249288. 101. 1HHtHI 01IILLQRP 2221 .10811755.127604.436 .133054.1012LHLHHL 22222226 .257645.4524924588. 101. 1249288. 101. 1HHHHtHI 112212

12、1205. 02MMPMMdtcGQtcGIILQ 习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 113 226 .133054.1016 .257645.45225.40HHL 2052. 3360012001 .10811705. 06050. 336003 .11662 LHL 0317. 433.106405.24972 HL- (2)0.32/1152/Lkgskgh干气干气干干气气水水 kgkgH/0372. 02 联立式联立式1、2得：得：21 .108117LHLQP kW73.380372. 032. 01 .10832. 0117 习题课习题课化工原理化工原理2 0

13、 1 12 0 1 114例例 1 结结果果 hkgL/8 .2402干干气气 QP=47.89kW H2=0.022 %4 .26 例例 2 结结果果 hkgL/1152干干气气 QP=38.72kW H2=0.0372 %5 .29 结论：结论：采用采用废气循环流程，新鲜干空气用量减少，预热器热负荷减小，废气循环流程，新鲜干空气用量减少，预热器热负荷减小，干燥效率提高，但干燥过程速率下降，干燥设备变大。干燥效率提高，但干燥过程速率下降，干燥设备变大。 =1 C C M B H A B t0 t2 t1例例1例例2习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 115 循环废气循环废气

14、 LR, t2=45, H2=0.022 Ql t0=20 t t1 1=90=90H0=0.008 kg 水水/kg 干气干气 H1 t2=45 L H2=0.022 QP Qd现将例现将例1流程改为废气循环流程设计，如图所示。将出口废气中流程改为废气循环流程设计，如图所示。将出口废气中的的50%引到新鲜空气处与新鲜空气混合。混合气经预热器仍加引到新鲜空气处与新鲜空气混合。混合气经预热器仍加热至热至90后，再送入干燥室，出干燥室的废气温度仍为后，再送入干燥室，出干燥室的废气温度仍为45，湿度仍为湿度仍为0.022kg水水/kg干气干气,被干燥的物料及干燥要求不变，热被干燥的物料及干燥要求不变

15、，热损失仍可取为损失仍可取为QP的的5%。试计算：。试计算：(1)新鲜空气的用量，新鲜空气的用量，kg/h； (2) QP、Qd，kW；(3) 热效率热效率 ； (4)画出湿空气状态变化，并与例画出湿空气状态变化，并与例2对比。对比。习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 116例：某湿物料例：某湿物料10kg，均匀地平铺在面积为，均匀地平铺在面积为0.50m2的平底浅盘内，的平底浅盘内，并在恒定干燥条件下进行干燥。物料的初始含水量为并在恒定干燥条件下进行干燥。物料的初始含水量为15%，已，已知在此条件下物料的平衡含水量为知在此条件下物料的平衡含水量为1%，临界含水量为，临界含水

16、量为6%（均（均为湿基），并已测出在恒速阶段的干燥速率为为湿基），并已测出在恒速阶段的干燥速率为0.394kg/(m2h)，假设降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）成线性假设降速阶段的干燥速率与物料的自由含水量（干基）成线性关系。试求关系。试求：（：（1）将物料干燥至含水量为）将物料干燥至含水量为2%（湿基），所需（湿基），所需的总干燥时间为多少小时？（的总干燥时间为多少小时？（2）现将物料均匀地平铺在两个）现将物料均匀地平铺在两个与上述尺寸相同的浅盘内，并在同样的空气条件下进行干燥，与上述尺寸相同的浅盘内，并在同样的空气条件下进行干燥，只需只需4小时便可将物料的水分降至小时便可将物料

17、的水分降至2%（湿基），问物料的临界（湿基），问物料的临界含水量有何变化？恒速及降速两个干燥阶段的时间各为多少小含水量有何变化？恒速及降速两个干燥阶段的时间各为多少小时？（中科院时？（中科院07年考题）年考题）习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 117解：解：（1）因恒速与降速阶段干燥时间的计算公式不同，首先应确定因恒速与降速阶段干燥时间的计算公式不同，首先应确定X2与与XC的关系的关系2220.02041wXw0.06381CCCwXwkg水水/kg干料干料kg水水/kg干料干料*0.01011wXwkg水水/kg干料干料1110.1761wXwkg水水/kg干料干料习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 118X2XC共分两个阶段共分两个阶段将物料干燥至将物料干燥至XC所需时间：所需时间：C11CC()GXXAU11CC1()GwXXAU4.84h继续将物料干燥至继续将物料干燥至X2所需时间：所需时间：22lnCCCCGXXXXAUXX3.83h习题课习题课化工原理化工原理2 0 1 12 0 1 11912总干燥时间：