干燥习题与题解（完整版）

1、一、填空题1. 在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越.*案2. 恒速枯燥阶段物料外表的温度等于 。_*答案答案*自由水分； 零枯燥介质一热空气的湿球温度3枯燥这一单元操作，既属于传热过程，又属 *答案答案*自由水分；非结合水分；平 XX分（以上2题二选一）10. 当空气的湿含量一定时，其温度愈高，那么相对温度愈 说明空气的吸湿能力愈,所以湿空气在进入枯燥器之前都要经 。_*答案*低、强、预热器预热11. 固体物料的枯燥，一般分为 和 个阶段。*答案* 恒速和降速15. 假设将湿空气的温度降至其露点以下，那么湿空气中的局部水蒸汽 传质过程$值大时，表示该湿空气的吸收4相对湿度$值可以

2、反映湿空气吸收水汽能力的大小，当 水汽的能力。.word.zl.*答*5湿空气通过预热器预热后，其湿度 加、减少、不变）*答案* 不变、增加、减少6.某物料含水量为0.5 kg水.kg绝干料, 水.kg绝干料，那么此物料的自由水分为*答案* 0.4 kg水.kg 绝干料*答案*冷凝析出_热焓目对湿度。（增当与一定状态的空气接触时，测出平XX分为0.1kgO7.在上=50C、P= 1atm时空气中水蒸汽分压 Pw =55.3mmHg，那么该空气的湿含量H =;相对湿度$ =; 50C时，水的饱和蒸汽压为92.51mmHg* 答案 * 0.0488 ,0.598&在一定的枯燥条件下，湿物料中能被除

3、去的水分称为；假设要获得绝干物料，所采用枯燥介质的相对湿度应为。t，湿球温度tw和露点td间的16. 对于不饱和湿空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度关系是 :寸于饱和湿空气，三者的关系为。* 答案 * t tw td t=tw=td&一枯燥器要将某固体物料中水分除去，假设枯燥器生产能力及进出枯燥器的空气温度 定，那么冬季的空气消耗量较，夏季的空气消耗量较。小;9.枯燥进展的必要条件是物料外表所产生的水汽压力枯燥介质中水汽的分压。大于10. 作为枯燥介质的湿空气，其预热的目的 。*答案*降低相对湿度增大吸湿的能力和提高温度增加其热焓11. 某状态下空气的干球温度为tC,湿度为H kg水/k

4、g干空气，空气的干球温度等于露点时，其相对湿度。* 答案 * 100%12. 在常压及25C下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度$ =100 %时，平衡含水量X =0.02kg水.kg 绝干料；相对湿度 $ =40 %时，平衡含水量 X =0.007。现该物料含水量为0.23kg水.kg 绝干料，令其与25 C ,$ =40 %的空气接触，那么该物料的自由含水量为的含量为kg水.kg绝干料，结合水含量为kg水.kg绝干料。kg水.kg绝干料,非结合水*答案* 自由含水量 X-X =0.23-0.007=0.223; 结合水量为 X =0.02非结合水量 X-X =0.23-0.02

5、=0.21二、选择题过程。1. 枯燥是A.传质；B.传热；C.传热和传质。* 答* c2. 作为枯燥介质的热空气，一般应是的空气。A.饱和；B.不饱和；C.过饱和* 答*b3. 影响恒速枯燥速率的主要因素是。A.物料的性质；B.物料的含水量；C.空气的状态* 答*c4. 影响降速枯燥阶段枯燥速率的主要因素是。A.空气的状态；B.空气的流速和流向；C.物料性质与形状。* 答* c(以上2题二选一)1 .空气的干、湿球温度差越小，说明空气()。(A)越枯燥；(B)越潮湿(C)热焓越高；(D)热焓越低2、露点是指空气的总压恒定，的情况下冷却至饱和时的温度。A相对湿度不变B焓不变(C) H不变(D)水

6、汽分压不变3 枯燥器出口气体状态的限制条件是：气体在离开设备之前()。(A)不降至湿球温度；(B)不降至露点(C)不降至绝热饱和温度;(D)不降至空气的初始温度4枯燥计算中，湿空气的热焓是以()为根底的。(A)1kg湿空气；(B)1kg干空气(C)1kg饱和湿空气；(D)4mol干空气答 *5 气体湿比容定义为()所占有的体积。(A)1kg湿空气；(B)1kg干气及其带有的 Hkg湿汽共同(C)1kg湿气体中绝干空气； (D)1kg湿气体中湿分()之比。6 气体的相对湿度是指在一定的总压下湿气体中的湿分蒸汽压与(A)气体的总压；(B)湿分在tw下的饱和蒸汽压,温度升高，相对湿度()。(C)湿分

7、在td下的饱和蒸汽压；(D)湿分在t下的饱和蒸汽压7湿空气经过预热器用饱和水蒸汽间接加热(A)增加；(B)减小；(C)不变；(D)不确定& 为了测准空气的湿球温度，应将干湿球温度计放在()。(A)不受外界干扰的静止空气中(C)气速5m/s辐射传导较强处10.不饱和湿空气的干球温度，湿球温度，露点三者间的关系为()。；(B)气速5m/s的空气中；(D)气速5m/s辐射传导可忽略处9 对一定湿度的气体，固定气体的温度，增大总压，其相对湿度()。(A)增大；(B)减小；(C)不变；(D)或增大或减小(A)(B)(C)(D)t=tw=td 11.物料含自由水分和平 XX分的相对多少取决于()。(A)物

8、料含结合水分的多少；(B)物料含非结合水分的多少(C)枯燥介质的温度 ；(D)枯燥介质的相对湿度三、判断题40. 在一定的温度下，物料中的结合水分与非结合水分的划分只与物料本身性质有关，而与 空气状态无关。V41. 绝热枯燥过程又称为等焓枯燥过程或理想枯燥过程。V42. 平XX分一定是结合水分，非结合水分一定是自由水分。V43水之结合与否是固体物料的性质，与空气状态无关。V44. 物料的平XX分与空气状态无关。X45. 对指定的物料，速率曲线不随空气条件的变化而变化。X46. 在高温下易于变质、破坏的物料不允许在恒速阶段采用较高的气流温度。X47. 在连续枯燥器和间歇枯燥器内，枯燥过程均存在恒

9、速阶段。V四、计算题-11、一常压枯燥器，处理湿物料量为2000kg X h，要求含水量从30%降至3%湿基。枯燥介质为湿空气，其初温为25 C,相对湿度为40%,经预热后温度为90 C,湿空气在枯燥器中为 等焓过程，废气离开枯燥器时的温度为50 C。试求空气的消耗量和预热器的加热量。25 C水的饱和蒸汽压为 3.168 kPa，当地大气压为100 kPa。1解： Gc=Gi 1- 3 1=2000 X 1-30%=1400 kg .h-1-1X1= 3 1 X 1- 3 1=30%X 1-30%=0.429-1-1X2= 3 2 X 1- 3 2=3%X 1-3%=0.0309W=GcX1-

10、X2=557.3 kk.h-1Ho=0.622. 0s P 总-4厂、-1=0.622 X 0.4 X 3.168 X 100-0.4 X 3.168=0.008h= 1.01+1.88H 0b+2490Ho|2= 1.01+1.88H 2t2+2490H2T 11= I21.01 + 1.88 X 0.008X 90+2490 X 0.008= 1.01 + 1.88H 2X 50+2490H 2H2=0.024 W=L H2-H0-1557.3= L 0.024-0.008L=35122 kg .hQp=L I1-I0=35122/3600 X 1.01+1.88H。X 90-25X 10

11、3 =645 kw2.在一常压气流枯燥器中枯燥某种湿物料，数据如下：空气进入预热器的温度为15 C湿含量，焓；空气进枯燥器温度为90 C,焓，空气出枯燥器温度为 50 C ;湿含量，进枯燥 器物料含水量为；出枯燥器物料含水量为 ；枯燥器生产能力按枯燥产品计。试求：1 绝干空气的消耗量；2 进预热器前风机的流量；3 预热器参加热量kw预热器热损失可忽略。*答案* 1 .求绝干空气量 V2 .求风机流量V3 .求预热器参加热量 Q:3 .有一连续枯燥器在常压下操作，生产能力为1000 kg/h （以枯燥产品计）。物料水分由12%降至3%均为湿基，空气的初温为25 C,湿度为0.01 kg水/kg干

12、空气，经预热器后升温至 70C，枯燥器出口废气的干球温度为45 C。设空气在枯燥器进出口处焓值相等。试求：初始状态下的空气用量为多少kg/s ?解：1枯燥系统示意图见附图1。附图1枯燥系统示意图求空气用量因水分在枯燥器进出口处焓值相等，所以h = l2，即1.01 + 1.88H i)t2+2500 H i=(1.01 + 1.88H 2) t2+2500 H 2 因 Hi=Ho=O.O1 kg/kg, t i=70 C , t2=45 C，故有1.01+1.88 X 0.01) X 70+2500 X 0.0仁(1.01 + 1.88H 2) X 45+2500H 2 解得 H2=0.107

13、 kg/kg干空气用量 L=W/(H 2-H 1)=102.3/(0.107-0.01)=1054.6 kg/h4、在一连续枯燥器中盐类结晶，每小时处理湿物料为1000 kg ,经枯燥后物料的含水量由40%减少至5%均为湿基，以热空气为枯燥介质，初始湿度H1为0.009 kg水/kg绝干气，离开枯燥器时湿度H2为0.039 kg水/kg绝干气，假定枯燥过程中无物料损失，试求：1水分蒸发量W kg水/h2丨空气消耗量L kg绝干气/h枯燥产品量。匚?【例7-1】湿空气的总压pt=101.3kPa，相对湿度=0.6，干球温度t=30 C。试求: 湿度H;露点td;绝热饱和温度；将上述状况的空气在预

14、热器中加热至100C所需的热量。空气质量流量为100kg以绝干空气计/h ;送入预热器的湿空气体积流量，3m /h。解：pt=101.3kPa ,=0.6 , t=30 C。由饱和水蒸气表查得水在 30C时的蒸气压ps=4.25kPa 湿度H可由式7-4求得：kg/kg 按定义，露点是空气在湿度不变的条件下冷却到饱和时的温度，现kPa由水蒸气表查得其对应的温度td=21.4 C。 求绝热饱和温度tas。按式7-18at=30 C 并已算出 H=0.016kg/kg，又 6=1.01+1.88 H=1.01+1.88 X 0.016=1.04kJ/kg，而 as、Has是tas的函数，皆为未知，

15、可用试差法求解。设 tas=25 C , pas=3.17kPa , Has=0.622kg/kg ,ras=2434kJ/kg，代入式a得 tas=30-2434/1.04 0.02-0.016=20.6 C v 25C。 可见所设的tas偏高，由此求得的 Has也偏高，重设tas=23.7 C，相应的pas=2.94kPa ,Has=0.622 x 2.94/ 101.3-2.94=0.0186kg/kg , =2438kJ/kg，代入式a得 tas=30- 2438/1.04 0.0186-0.016=23.9 C。两者根本相符，可认为tas=23.7 C。 预热器中参加的热量Q=100

16、 x 1.01+1.88 x 0.016 100-30=7280kJ/h 或2.02kW 送入预热器的湿空气体积流量3m /h【例7-2】湿空气的总压为101.3kPa相对湿度为50%,干球温度为20 C。试用I-H图求解:a水气分压P ；b湿度H;c焓I;d露点td ；e湿球温度tW；f如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117 C,求所需热量Q。 解：见此题附图。由条件：pt=101.3kPa ,0=50%, to=20 C 在 I-H图上定出湿空气状态 A点。a水气分压：由图 A点沿等H线向下交水 气分压线于C,在图右端纵坐标上读得p=1.2kPa。b湿度H:由A点沿等H线交水平辅助

17、轴于点 H=0.0075kg水/kg绝干空气。c焓I:通过A点作斜轴的平行线，读得|o=39kJ/kg绝干空气。d露点td :由A点沿等H线与 =100%饱和线相交于 B点，由通过B点的等t线读 得 td=10 C。e湿球温度tW绝热饱和温度tas：由A点沿等I线与=100%饱和线相交于 D点，由通过D点的等t线读得tW=14 C即tas=14 C。f热量Q:因湿空气通过预热器加热时其湿度不变，所以可由A点沿等H线向上与t1=117 C线相交于G点，读得I1=138kJ/kg绝干空气即湿空气离开预热器时的焓值。含1kg 绝干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为：Q =h-|o=138-39=9

18、9kJ/kg每小时含有500kg干空气的湿空气通过预热器所获得的热量为：Q=500 Q =500 x 99=49500kJ/h=13.8kW通过上例的计算过程说明，采用焓湿图求取湿空气的各项参数，与用数学式计算相比， 不仅计算迅速简便，而且物理意义也较明确。【例7-3】今有一枯燥器，湿物料处理量为800kg/h。要求物料枯燥后含水量由 30%减至4均 为湿基。枯燥介质为空气，初温15 C,相对湿度为50%经预热器加热至120 C进入枯燥器， 出枯燥器时降温至45 C，相对湿度为80%试求：a水分蒸发量 W；b丨空气消耗量L、单位空气消耗量；V。c如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量 解a水分蒸发

19、量 WG=800kg/h ，wi=30%，W2=4%,那么Gc=G 1-wi=800 1-0.3=560kg/hW=Gc X1-X2=560 X 0.429-0.042=216.7kg 水/hb空气消耗量L、单位空气消耗量由I-H图中查得，空气在 t=15 C, =50%时的湿度为 H=0.005kg水/kg绝干空气。在t2=45 C ,2=80%时的湿度为 H2=0.052kg水/kg绝干空气。空气通过预热器湿度不变，即Ho= H1。kg绝干空气/hkg干空气/kg水c风量V用式7-14丨计算15 C、101.325kPa下的湿空气比容为3=0.822m /kg绝干空气3V=Lvh=4610

20、 X 0.822=3789.42m /h 用此风量选用鼓风机。【例7-4】采用常压气流枯燥器枯燥某种湿物料。在枯燥器内，湿空气以一定的速度吹送物 料的同时并对物料进展枯燥。的操作条件均标于本例附图1中。试求：1新鲜空气消耗量；2单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失；3枯燥器的热效率。解：1新鲜空气消耗量先按式7-27计算绝干空气消耗量，即求Wkg绝干料/h绝干物料Gc=W=Gc X1-X2=248 0.15-0.01=34.7kg/h求H2因QlM 0,故枯燥操作为非绝热过程，空气离开枯燥器的状态参数不能用等焓线 去寻求，下面用解析法求解。当 to=15 C、Ho=0.0073kg/

21、kg 绝干空气时， h= 1.01+1.88 Heto+roHo=34kJ/kg 绝干空气当t1=90 C、H1= H=0.0073kg/kg 绝干空气时，同理可得|1=110kJ/kg绝干空气。|1 =cs B1 + X16 e 1=1.156 X 15+0.15 X 4.187 X 15=26.76kJ/kg 绝干料同理 |2 =1.156 X 40+0.01 X 4.187 X 40=47.91kJ/kg 绝干料围绕本例附图1的枯燥器作焓衡算，得Lh+ GI1 =L|2+Gl2 +Ql或 L11-12=Gc I2 -11+Ql将值代入上式，得L 110- |2=248 47.91-26.

22、76+3.2 X 3600 或 L 110-12=16770(a)根据式7-11可以写出空气离开枯燥器时焓的计算式为|2= 1.01+1.88 H2t2+2490 H2或 |2= 1.01 + 1.88 H2X 50+2490 出=50.5+2584 H2 b绝干空气消耗量 L= c联立式a、式b及式c，解得H2=0.02055kg/kg 绝干空气 |2=103.6kJ/kg 绝干空气L=2618.9kg绝干空气/h2预热器消耗的热量 Qp用式7-29丨计算，即Qp=L I1-I0=2618.9 110-34=199000kJ/h=55.3kW3枯燥系统的热效率n假设忽略湿物料中水分带入系统中

23、的焓，那么用式7-35计算枯燥系统的热效率，即因Qd=0，故Q=Qp,因此【例7-5】有一间歇操作枯燥器，有一批物料的枯燥速率曲线如图7-15所示。假设将该物料由含水量w1=27%枯燥到w2=5%均为湿基，湿物料的质量为200kg，枯燥外表积为20.025m /kg干物料，装卸时间t =1h，试确定每批物料的枯燥周期。解绝对干物料量 Gc =G1 1-wJ =200 X 1-0.27=146kg2枯燥总外表积S=146 X 0.025=3.65m将物料中的水分换算成干基含水量最初含水量kg水/kg干物料最终含水量kg水/kg干物料由图7-15中查到该物料的临界含水量Xc=0.20kg水/kg干

24、物料，平衡含水量 X*=0.05kg水/kg干物料，由于Xc，所以枯燥过程应包括恒速和降速两个阶段，各段所需的枯燥时间分别计算。a恒速阶段t 12由 X1=0.37 至 Xc=0.20，由图 7-15 中查得=1.5kg/ m hhb.降速阶段t 2由 Xc=0.20 至 X2=0.053 , X*=0.05 代入式7-42，求得kg/(m 2 h)C.每批物料的枯燥周期Tt = t 1+ t 2+ t =4.53+15.7+1=21.2h【例7-6】在气流枯燥器中，每小时将3000kg的粒状湿物料从 X1为0.25枯燥到为0.003均为干基。枯燥介质为用空气稀释了的重油燃烧气，进口温度t1为

25、400 C,湿度H1为0.025。物料的进口温度 0 1为20C，临界含水量Xc为0.02，平XX分视为零。绝对干料的比热容为 1.26kJ/ kgC。假设气体出口温度t?为95 C,试求物料的出口温度 0 2。假设枯燥器的热 损失可忽略。解：按式7-45求0 2,必须知道气体出枯燥器时的状态。为了求出w,先需求绝干空气流量L,而L及H2的求解又与物料的出口温度0 2有关，因此求0 2必须用试差法。绝干物料量为：kg/h枯燥器的物料衡算式为：L H2-H1=GX1-X2即 LH2-0.025=24000.25-0.003=593a设e 2=80 c，作枯燥器的热量衡算得：Lh+ GI1 =Lb

26、+Gbb其中 I= 1.01 + 1.88 Ht+2490 H所以 h= 1.01 + 1.88 x 0.025x 400+2490 x 0.025=485kJ/kg 及 I2= 1.01 + 1.88 x H2x 95+2490 W=96+2669 H又 I = cs e + 8X e所以 I1 =1.26 x 20+4.187 x 0.25 x 20=46kJ/kg及 12 =1.26 x 80+4.187 x 0.003 x 80=102kJ/kg将 I1 , |2, |1，|2 代入式b得：485L+2400 x 46= L 96+2669 H2+2400 x 102 C联立式a及式c

27、，解得：L=5340kg/hH2=0.136kg 水/kg 绝干气由H-l图查得；tw2=59 C由附录水蒸气表查得于 59 C下水的气化潜热为2357kJ/kg。 将有关数据代入7-45式得：解得 e 2=79.8 C计算结果与初设的e 2值根本相符，不再试算，e 2衣80 c即为所求。习题1 .湿空气总压为50.65kPa，温度为60 C，相对湿度为40% 试求1湿空气中水气分压；2湿度;3湿空气的密度。2利用湿空气的I-H图查出此题附表中空格项的数值，并绘出习题4的求解过程示意图。附表序 干球 湿球湿度相对焓水气 露点号 温度 温度 /kg水 kg-1绝 湿度 /kJ kg-1绝干 水气 /C/ C/ C干气X 100气分压/kPa1603524025320754304.03. 将某湿空气t0=25 C , Ho=0.0204kg水/kg绝干气，经预热后送入常压枯燥器。试 求：1将该空气预热到80 C时所需热量，0以kJ/kg绝干气表示；2将它预热到120 C时相应的相对湿度值。4