化工原理(下册)答案

1、化工原理(大学第二版)下册部分答案第8章2.在温度为25C及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%(体积分数)的混合空气与含二氧化碳为350g/m?的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数E=1.66xlO5kPa,水溶液的密度为997.8kg/m。解：水溶液中CO的浓度为2对于稀水溶液，总浓度为997.8c=kmol/m3=55.43kmol/m?t18水溶液中CO2的摩尔分数为由p*=Ex=1.66x105x1.443xlOkPa=23.954kPa气相中CO的分压为2p=pty=101.3x0.03kPa=

2、3.039kPaU达到最小喷淋密度的要求。min16.矿石焙烧炉送出的气体冷却后送入填料塔中，用清水洗涤以除去其中的二氧化硫。已知入塔的炉气流量为2400m3/h，其平均密度为1.315kg/iw；洗涤水的消耗量为50000kg/h。吸收塔为常压操作，吸收温度为201。填料采用DN50塑料阶梯环，泛点率取为60%。试计算该填料吸收塔的塔径。解：查得20T下，水的有关物性数据如下：卩=100.5x10-5Pa.sp=998.2kg/m3LL/炉气的质量流量为采用埃克特通用关联图计算泛点气速，横坐标为查图8-23，得纵坐标为对于DN50塑料阶梯环，由表8-10和附录二分别查得=1271/mFu2x

3、127x11.315故fxx1.OO5o.2=0.0389.81998.2解出u=1.492m/sF操作空塔气速为由D=；4qVVnu圆整塔径，取D=1.0m校核D=型=208，故所选填料规格适宜。d50取(L)=0.08m3/(m.h)Wmin最小喷淋密度为操作喷淋密度为50000/998.2U=m3/(m2-h)=63.81m3/(m2-h)U.n、minX1.024操作空塔气速为泛点率为经校核，选用D=1.0m合理。第九章蒸馏在密闭容器中将A、B两组分的理想溶液升温至82C,在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为p*=107.6AkPa及p*=41.85kPa，取样测得液面上方气相中组分A

4、的摩尔分数为0.95。试求平衡的液相组成及容器中液B面上方总压。解：本题可用露点及泡点方程求解。解得p=99.76kPa总本题也可通过相对挥发度求解由气液平衡方程得试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯一甲苯混合液在总压100kPa和10kPa的相对挥发度和平衡的气相组成。苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系为式中p头的单位为kPa，t的单位为C。苯一甲苯混合液可视为理想溶液。（作为试差起点，100kPa和10kPa对应的泡点分别取94.6C和31.5C)解：本题需试差计算(1)总压p总=100kPa总初设泡点为94.6C，则同理lgpA*=6.032-1206.3594.6+220.2

5、4=2.191lgp*B=6.078-1343.9494.6+219.58=1.80得p*=155.37kPaAp*=63.15kPaB或p=(0.4x155.37+0.6x63.15=Pa=100.04kPa总p*155.37a=$=2.46p*63.15B(2)总压为P总=10kPa总通过试差，泡点为31.5C,p*=17.02kPa,p*=5.313kPaAB随压力降低，a增大，气相组成提髙。在100kPa压力下将组成为0.55(易挥发组分的摩尔分数)的两组分理想溶液进行平衡蒸馏和简单蒸馏。原料液处理量为100kmol，汽化率为0.44。操作围的平衡关系可表示为y=0.46x+0.549

6、。试求两种情况下易挥发组分的回收率和残液的组成。解：(1)平衡蒸馏(闪蒸)依题给条件q=1-0.44=0.560.56y=X-污0.56-1x-册=125-1-273x由平衡方程y=0.46x+0.549联立两方程，得y=0.735，x=0.4045n=0.44n=0.44x100kmol=44kmolDF2)简单蒸馏nD=44kmoln=56kmolW10.549-0.54x0.5798=丄50.540.549-0.54x0.55解得x=0.3785W简单蒸馏收率髙(61.46%)，釜残液组成低(0.3785)在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5(苯的摩尔分数，下同)苯甲苯混合液，其流量为10

7、0kmol/h。已知馏出液组成为0.95，釜液组成为0.05，试求(1)馏出液的流量和苯的收率；(2)保持馏出液组成0.95不变，馏出液最大可能的流量。解：(1)馏出液的流量和苯的收率(2)馏出液的最大可能流量当n=100%时，获得最大可能流量，即A5在连续精馏塔中分离A、B两组分溶液。原料液的处理量为100kmol/h,其组成为0.45(易挥发组分A的摩尔分数，下同)，饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96，釜液的组成为0.033。试求(1)馏出液的流量和组成；(2)若操作回流比为2.65,写出精馏段的操作线方程；(3)提馏段的液相负荷。解：(1)馏出液的流量和组成由全塔物料衡算

8、,可得1.8q=kmol/h=54.55kmol/hn,W0.033q=q一q=(100-54.55)kmol/h=45.45kmol/hn,Dn,Fn,W精馏段操作线方程提馏段的液相负荷在常压连续精馏塔中分离A、B两组分理想溶液。进料量为60kmol/h，其组成为0.46(易挥发组分的摩尔分数，下同)，原料液的泡点为92C。要求馏出液的组成为0.96,釜液组成为0.04，操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q值和提馏段的气相负荷。40C冷液进料；饱和液体进料；饱和蒸气进料。已知：原料液的汽化热为371kJ/kg，比热容为1.82kJ/(kgC)。解：由题给数据，可得40C冷液进料q值

9、可由定义式计算，即饱和液体进料此时q=1饱和蒸气进料q=0三种进料热状态下，由于q的不同，提馏段的气相负荷(即再沸器的热负荷)有明显差异。饱和蒸气进料V最小。在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94%。已知精馏段操作线方程为y=0.75X+0.23&q线方程为y=2-3x。试求(1)操作回流比及馏出液组成；(2)进料热状况参数及原料的总组成；(3)两操作线交点的坐标值x及y；(4)提馏段操作线方程。qq解：(1)操作回流比及馏出液组成由题给条件，得=0.75及xD=0.238R+1解得R=3，x=0.952D2)进料热状况参数及原

10、料液组成由于丄=一3及车=2q一11一q解得q=0.75(气液混合进料)，XF=0.5两操作线交点的坐标值x及y联立操作线及q线两方程，即qq解得x=0.4699及y=0.5903qq提馏段操作线方程其一般表达式为式中有关参数计算如下：耳qxq=anF_Fn,Dx0.94X50X0.5kmol/h=24.68kmol/h0.952q=qq=(5024.68)kmol/h=25.32n,Wn,Fn,Dkmol/hq=Rq+qq=(3x24.68+0.75x50)kmol/h=111.54kmol/hn,Ln,Dn,Fq=qq=(111.5425.32)kmol/h=86.22kmol/hn,Vn

11、,Ln,W111.5425.32y=xx0.0592=1.294x0.0173986.2286.228在连续精馏塔中分离苯甲苯混合液，其组成为0.48（苯的摩尔分数，下同），泡点进料。要求馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。操作回流比为2.5，平均相对挥发度为2.46，试用图解法确定所需理论板层数及适宜加料板位置。解：由气液平衡方程计算气液相平衡组成如本题附表所示。x00.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.110.210.380.510.620.710.780.850.900.9501.05413117287习题8附图习题8附表在x-y图上作出平衡线，

12、如本题附图所示。由已知的x,x，x在附图上定出点a、e、c。DFW精馏段操作线的截距为-V=_竺=0.271，在y轴上定R+12.5+1出点b，连接点a及点b，即为精馏段操作线。过点e作q线（垂直线）交精馏段操作线于点d。连接cd即得提馏段操作线。从点a开始，在平衡线与操作线之间绘阶梯，达到指定分离程度需11层理论板，第5层理论板进料。9在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数，下同）釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93kmol/h，从塔顶回流的液体量为58.5kmol/h，泡点回流。试求（1）原料液

13、的处理量；（2）操作回流比为最小回流比的倍数。解：（1）原料液的处理量由全塔的物料衡算求解。对于泡点进料，q二1qn,D=qn,Vq=（9358.5）kmol/h=34.5kmol/hn,L0.6q=0.95x34.5+(q34.5)x0.05解得q=56.45kmol/hqn,F=n,Fn,F(2)R为R的倍数minR=1.70对于泡点进料，R的计算式为min于是=丄乙=1.275R1.333min在常压连续精馏塔分离苯一氯苯混合物。已知进料量为85kmol/h，组成为0.45（易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜残液组成为0.02。操作回流比为3.5。

14、塔顶采用全凝器，泡点回流。苯、氯苯的汽化热分别为30.65kJ/mol和36.52kJ/mol。水的比热容为4.187kJ/（kgC）o若冷却水通过全凝器温度升髙15C,加热蒸汽绝对压力为500kPa（饱和温度为151.7C，汽化热为2113kJ/kg）。试求冷却水和加热蒸汽的流量。忽略组分汽化热随温度的变化。解：由题给条件，可求得塔的气相负荷，即对于泡点进料，精馏段和提馏段气相负荷相同，则（1）冷却水流量由于塔顶苯的含量很髙，可按纯苯计算，即（2）加热蒸汽流量釜液中氯苯的含量很髙，可按纯氯苯计算，即在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥发度为2.0。原料液流量为100kmo

15、l/h.进料热状态参数q=1,馏出液流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分的摩尔分数），试求（1）操作线方程；（2）由塔最下一层理论板下降的液相组成x，。m解：本题为提馏塔，即原料由塔顶加入，因此该塔仅有提馏段。再沸器相当一层理论板。（1）操作线方程此为提馏段操作线方程，即式中q=qq=100kmol/hn,Ln,Fq=q=60kmol/hn,Vn,Dq=q-q=（100-60）kmol/h=40kmol/hn,Wn,Fn,D则y=I00 x40 x0.01=1.667x0.00676060（2）最下层塔板下降的液相组成由于再沸器相当于一层理论板，故xz与y，符合操作关系，则

16、mW提馏塔的塔顶一般没有液相回流。在常压连续精馏塔中，分离甲醇一水混合液。原料液流量为100kmol/h，其组成为0.3（甲醇的摩尔分数，下同），冷液进料（q=1.2）,馏出液组成为0.92，甲醇回收率为90%，回流比为最小回流比的3倍。试比较直接水蒸气加热和间接加热两种情况下的釜液组成和所需理论板层数。甲醇一水溶液的t-x-y数据见本题附表习题12附表温度t液相中甲醇的气相中甲醇的温度t液相中甲醇的气相中甲醇的C摩尔分数摩尔分数C摩尔分数摩尔分数1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.825

17、91.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.800.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.57964.51.01.078.00.300.665解：(1)釜液组成由全塔物料衡算求解。间接加热直接水蒸气加热关键是计算Ro由于q=1.2，则q线方程为在本题附图上过点e作q线，由图读得：x=0.37,y=0.71qq于是q=6.85x29.35+1.2x100lmol/h=174.3kmol/hn,W显然，在塔顶甲醇收率相同条件下，直接水蒸气加热时，由于冷凝水的稀释

18、作用，x明显降低。W(2)所需理论板层数在x-y图上图解理论板层数附图1习题12附图间接加热精馏段操作线的截距为由XD=0.92及截距0.323作出精馏段操作线ab,交q线与点do由x=0.0425定出点c,连接cd即为提馏段操作线。W由点a开始在平衡线与操作线之间作阶梯，N=5(不含再沸器)，第4层理论板进料。T直接蒸汽加热图解理论板的方法步骤同上，但需注意x=0.0172是在x轴上而不是对角线上，如本题W附图所示。此情况下共需理论板7层，第4层理论板进料。计算结果表明，在保持馏出液中易挥发组分收率相同条件下，直接蒸汽加热所需理论板层数增加。且需注意,直接蒸汽加热时再沸器不能起一层理论板的作

19、用。在具有侧线采出的连续精馏塔中分离两组分理想溶液，如本题附图所示。原料液流量为100kmol/h,组成为0.5(摩尔分数，下同)，饱和液体进料。塔20kmol/h，组成x为0.98，釜残液组成为0.05。从D1为0.9的饱和液体。物系的平均相对挥发度为2.5o回流，回流比为3.0，试求(1)易挥发组分的总收率方程。解：(1)易挥发组分在两股馏出液中的总收率顶馏出液流量q为习题13附图精馏段抽出组成:D2习题13附图塔顶为全凝器，泡点(2)中间段的操作线由全塔的物料衡算，可得嘔的计算如下1)qx=20 x0.98+0.9qn,FFn,D2+0.05(100-20-q)n,D2整理上式，得到则q

20、=31.06kmol/hn,D2于是20 x0.98+31.06x0.9100 x0.5x100%=95.1%（2）中间段的操作线方程由s板与塔顶之间列易挥发组分的物料衡算，得qy=qx+qx+qxn,Vss十1n,Lssn,DD1n,D2D2式中q=(R+1)q=(4x20)kmolfh=80kmolhn,Vsn,D1将有关数值代入式（1）并整理，得到14在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气加料。已知精馏段操作线方程为y二0.75x+0.20,试求（1）操作回流比与最小回流比的比值；（2）若塔顶第一

21、板下降的液相组成为0.7,该板的气相默弗里效率E。MV1解：（1）R与R的比值先由精馏段操作线方程求得R和x,再计算R。minDmin由题给条件，可知解得R=3对饱和蒸气进料，q=0，y=0.35q则旦=3=1.152R2.604min（2）气相默弗里效率气相默弗里效率的定义式为yyE=r2-M,Vy*-y121)式中y=x=0.81D将有关数据代入式（1），得15在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽

22、加热。塔釜的汽化量为最小汽化量的1.6倍，试求（1）塔釜汽化量；（2）从塔顶往下数第二层理论板下降的液相组成。解：先求出最小回流比，再由最小回流比与最小汽化量的关系求得q。液相组成x可用逐板计算得到。n,Vmin21)塔釜汽化量对于饱和蒸汽进料q=0，y=0.5,R可用下式计算，即Fminq=qf_=100 x_0.05kmol/h=50kmol/hn,Dn,Fx-x0.95-0.05DWq=(2.7+1)x50kmol/h=185kmol/hn,Vmin也可由提馏段操作线的最大斜率求得，即n,Vmin将qn,Wq一n,VminnW=qn,Vmin=50kmol/h代入上式，解得罟加=仃88（

23、2）第2层理论板下降液相组成x2逐板计算求x2需导出精馏段操作线方程。解得R=3.72塔顶全凝器y=x=0.951D16某制药厂拟设计一板式精馏塔回收丙酮含量为0.75（摩尔分数，下同）水溶液中的丙酮。原料液的处理量为30kmol/h,馏出液的组成为0.96，丙酮回收率为98.5%。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试根据如下条件计算塔的有效高度和塔径。进料热状况饱和液体操作回流比2理论板层数17.0板间距0.40m解：由题给条件，可得总板效率61全塔平均压力110kPa全塔平均温度81C空塔气速0.82m/sN=Nt=170=27.88PE0.61T取28式中于是1)2)塔的有效高度塔

24、径精馏段和提馏段气相负荷相同，则22.4qTp22.4x69.3x(273+81)x101.33q=nVl=V,V3600Tp03600 x273x110m3：s=0.5151m3D=0.894mV0.82n根据系列标准，选取塔径为900mm。17.在连续精馏中分离A、B、C、D、E（按挥发度降低顺序排列）五组分混合液。在所选择流程下，C为轻关键组分，在釜液中组成为0.006（摩尔分数，下同）；D为重关键组分，在馏出液中的组成为0.005。原料液处理量为100kmol/h，其组成如本题附表1所示。17题附表1组分ABCDExF0.2130.2440.1830.1420.218试按清晰分割法估算

25、馏出液、釜残液的流量和组成。解：由题意，A、B组分在釜残液中不出现，E组分在馏出液中不出现，且x=0.006,x=0.005。作全塔物W,CD,D料衡算，得将有关数据代入上式，解得计算结果列于本题附表2。17题附表2组分ABCDE工q/(kmol/h)n,Fi21.324.418.314.221.8100./(kmol/h)n,Di21.324.418.080.320064.1qn,Wi/(kmol/h)000.2213.8821.835.90.33230.38070.28210.00501.0000.0060.38660.60721.0第十一章固体物料的干燥习题解答1.已知湿空气的总压力为1

26、00kPa，温度为50T，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。解：（1）湿空气的水汽分压由附录查得50C时水的饱和蒸气压p=12.34kPa，故s（2）湿度（3）密度=0.9737m3湿空气/kg绝干气密度p=1+H=100703723kgm3湿空气=1.06kgm3湿空气H2常压连续干燥器用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40C,相对湿度为43%，试求废气的露点。解：由附录查得40C时水的饱和蒸气压p=7.3766kPa，故湿空气中水汽分压为s查出p=3.172kPa时的饱和温度为25.02C,此温度即为废气露点。s在总压101.3kPa

27、下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H-I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。习题3附表序湿度干球温度湿球温度相对湿度焓水汽分压露点号kg/kg绝干气/CC%kJ/kg绝干气kPaC1(0.02)86(35)51403232(0.03)793711(160)4.2303(0.04)8642(10)1936354(0.05)(60)42371927.538.5解：附表中括号的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。将t=25oC、H=0.005kg水/kg绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的t=40C、002H2=0.034kg水/kg绝干气的常压废气混合

28、，两者中绝干气的质量比为1：3。试求（1）混合气体的温度、湿度、焓和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度？解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得TOC o 1-5 h z1H+3H=4H（a）02mb)1I+3I=4I02m当t=25C、H0=0.005kg水/kg绝干气时，空气的焓为o0当t二40C、H二0.034kg水/kg绝干气时，空气的焓为22将以上值代入式（a）及式（b）中，即分别解得：H=0.02675kg/kg绝干气mI=105.2kJ/kg绝干气m由I=（1.01+1.88H）xt+2490Hmmmm得t=36.4Cm混

29、合气体中的水汽分压解出p=4178Pat=36.4C时水的饱和蒸汽压为p=6075Pams所以混合气体的相对湿度为申=4178X100%=68.8%6075（2）将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10%故p=41780Pas查水蒸气表知此压力下的饱和温度为76.83C。故应将此混合气加热至76.83C。5干球温度为20C、湿度为0.009kg水/kg绝干气的湿空气通过预热器加热到80C后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）1m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。解：（1）1m3原湿空

30、气在预热器中焓的变化。当t=20C、H=0.009kg/kg绝干气时，由图11-3查出I=43kJ/kg绝干气。000当t=80C、H=H=0.009kg/kg绝干气时，由图11-3查出I=104kJ/kg绝干气。1101故1kg绝干空气在预热器中焓的变化为：原湿空气的比体积：故1m3原湿空气焓的变化为；（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分。由t=80C、H=H=0.009kg/kg绝干气在H-1图上确定空气状态点，由该点沿等I线向右下方移动与1100=80%线相交，交点为离开干燥器时空气的状态点，由该点读出空气离开干燥器时的湿度H2=0.027kg/kg绝干气。故1m3原空气获得的水分量

31、为：6.用4题（1）的混合湿空气加热升温后用于干燥某湿物料，将湿物料自湿基含水量0.2降至0.05，湿物料流量为1000kg/h，假设系统热损失可忽略，干燥操作为等焓干燥过程。试求（1）新鲜空气耗量；（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓；（3）预热器的加热量。解：（1）新鲜空气耗量蒸发水量绝干空气用量新鲜空气用量（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓由于干燥过程为等焓过程，故进出干燥器的空气的焓相等将H=0.02675kg/kg绝干气代入，解出：m所以，进入干燥器的湿空气的温度为57.541,焓为127.6kJ/kg绝干气。（3）预热器的加热量在常压下用热空气干燥某湿物料，湿物料的处理量为l000k

32、g/h,温度为20C,含水量为4%（湿基，下同），要求干燥后产品的含水量不超过0.5%，物料离开干燥器时温度升至60C，湿物料的平均比热容为3.28kJ/（kg绝干料.C）。空气的初始温度为20C,相对湿度为50%，将空气预热至100C进干燥器，出干燥器的温度为50C，湿度为0.06kg/kg绝干气，干燥器的热损失可按预热器供热量的10%计。试求（1）计算新鲜空气的消耗量；（2）预热器的加热量Q；（3）计算加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数；（4）干燥系统的热效率。解：（1）新鲜空气消耗量，即绝干物料G=G（1-w）=1000（L-0.04）kg绝干料讣=960kg绝干料fh11所以W=G

33、（X-X）=960（0.04167-0.00503）kg/h=35.17kg/h1220C时空气的饱和蒸汽压为p=2.3346kPas（2）预热器的加热量Q,用式11-31计算Q，即pP（3）加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数加热物料耗热总耗热量加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数：125952x100%=51.9%242484（4）干燥器的热效率耳，若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则用式11-37计算干燥系统的热效率。用通风机将干球温度t=26oC、焓/=66kJ/kg绝干气的新鲜空气送入预热器，预热到t=120oC后进入001连续逆流操作的理想干燥器，空气离开干燥器时相对湿度申2=

34、50%。湿物料由含水量w1=0.015被干燥至含水量w2=0.002，每小时有9200kg湿物料加入干燥器。试求（1）完成干燥任务所需的新鲜空气量；（2）预热器的加热量；（3）干燥器的热效率解：（1）新鲜空气耗量绝干物料流量根据t=26C、1=66kJ/kg绝干气，求出H=0.0157kg/kg绝干气000根据t=120c、H=H=0.0157，求出I=163.8kJ/kg绝干气1101理想干燥器，所以I=I=163.8kJ/kg绝干气210.311p1013300.5psa）0.622申p2sP申P总2sI=（L.01+1.88H丄+2490H=163.8kJkg绝干气2222设温度t，查水

35、蒸气表得相应的饱和蒸汽压p,由（a）式求湿度H，再代入（b）式反求温度t，若与初2s22设值一致，计算结束。若与初设值不一致，则需重复以上步骤。解得：p=13180Pa，对应的饱和温度为：t=51.34Cs2p=6590Pa，H2=0.04326kg/kg绝干气绝干空气消耗量新鲜空气消耗量（2）预热器的加热量（3）干燥器的热效率本题亦可利用HI图求t。2在一常压逆流的转筒干燥器中，干燥某种晶状的物料。温度t二25oC、相对湿度p=55%的新鲜空气经00过预热器加热升温至t二95oC后送入干燥器中，离开干燥器时的温度t二45oC。预热器中采用180kPa的饱12和蒸汽加热空气，预热器的总传热系数

36、为85W/（m2K），热损失可忽略。湿物料初始温度&二24C、湿基含水1量w=0.037；干燥完毕后温度升到0=60C、湿基含水量降为w=0.002。干燥产品流量G=1000kg/h,绝1222干物料比热容c二1.5kJ/（kg绝干料C）,不向干燥器补充热量。转筒干燥器的直径D=1.3m、长度Z=7m。s干燥器外壁向空气的对流一辐射联合传热系数为35kJ/（m2hC）。试求（1）绝干空气流量；（2）预热器中加热蒸汽消耗量；（3）预热器的传热面积。解：（1）绝干空气流量绝干物料流量水分蒸发量查出25C时水的饱和蒸气压为3168.4Pa，故新鲜空气的湿度为：0.622ppH=0_se0101.33

37、pp0s00.622x0.55x3168.4101.330.55x3168.4kg；kg绝干气=0.0109kgkg绝干气对干燥器做水分的衡算，取为1h基准，得:a)L（H20.0109）=36.33对干燥器做热量衡算得：其中I=(1.01+1.88H)t+2490H1111题给c=L5kJ/(kg绝干料C)sI=c0+cX0=1.5X24+4.187x0.0384x24hjkg绝干料=39.86kJ.kg绝干料1s1w1112=(L.5x60+4.187x0.002x60)kJkg绝干料=90.5kJkg绝干料题给a=35kJ/(m2h)aQ=aSAt=a(nDL)(r2t)Laa20将以上

38、诸值代入热量衡算式，得：整理得79.59L=2574.6HL+93042.5(b)联立式(a)和式(b)，解得H2=0.02093kg/kg绝干气L=3621kg绝干气/h(2)预热器中加热蒸气消耗量加热蒸气压强为180kPa,查出相应的汽化热为2214.3kJ/kg,T=116.6C。预热器中消耗热量的速率为:其中I/.01+1.88x0.0109)x25+2490 x0.0109kJkg绝干气=52.9kJkg绝干气0Q=3621(125.0452.9)kJh=261205kJh=72.56kWP加热蒸气消耗量=-=118kg/h2214.3(3)预热器的传热面积采用常压并流干燥器干燥某种

39、湿物料。将20C干基含水量为0.15的某种湿物料干燥至干基含水量为0.002,物料出干燥器的温度是40C,湿物料处理量为250kg/h,绝干物料的比热容为1.2kJ/(kg绝干料C)。空气的初始温度为15C,湿度为0.007kg水/kg绝干气，将空气预热至100C进干燥器，在干燥器，空气以一定的速度吹送物料的同时对物料进行干燥。空气出干燥器的温度为50C。干燥器的热损失3.2kW。试求(1)新鲜空气消耗量；(2)单位时间预热器消耗的热量(忽略预热器的热损失)；(3)干燥器的热效率；(4)若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10C,试分析物料是否会返潮。解：(1)新鲜空气消耗量对非理想干燥器，I丰I,H需联解物料衡算和热量衡算方程求出。122由物料衡算式得32.17=L(H20.007)(a)由热量衡算式其中：代入上式,得L(2584H269.25)+1407