干燥知识题(计算题)解答

1、习题解答7-25已知湿空气的温度为20C,水汽分压为2.335kPa，总压为101.3kPa。试求：（1）相对湿度；（2）将此空气分别加热至50C和120C时的相对湿度；（3）由以上计算结果可得出什么结论？解：（1）查表得20C时水的饱和蒸汽压ps=2.335kPa故相对湿度厶xioo%=2335xlOO%=100%p2.335s即空气已被水蒸汽饱和，不能作为载湿体。（2）查表得50C时水的饱和蒸汽压ps=12.34kPa,故相对湿度申二厶X100%=2335X100%=18.9%p12.34s即温度升高后，甲值减小，又可作为载湿体。当总压为101.3kPa时，温度升高到100C水开始沸腾，此

2、时它的最大蒸汽压为101.3kPa（等于外界压力）当温度为120C时，蒸汽处于过热状态，饱和水蒸气压仍为101.3kPa,故相对湿度申二厶X100%=2335X100%=2.3%p101.3s（3）湿空气的温度升高后，其中的水汽分压不变，但水的饱和蒸汽压随温度的升高而增加，因此，甲值减小，载湿能力增强，即升温对干燥有利。7-26已知在总压101.3kPa下，湿空气的干球温度为30C,相对湿度为50%,试求：（1）湿度（2）露点（3）焓；（4）将此状态空气加热至120C所需的热量，已知空气的质量流量为400kg绝干气/h;（5）每小时送入预热器的湿空气体积。解：（1）查得30C时水的饱和蒸汽压p

3、s=4.247kPa,水汽分压：.5x4.247=2.124kPavS湿度H=0.622=0.622x2124=0.0133kg水汽/kg干气p-pv101.3-2.124露点由Pv=2.124kPa，可查得对应的饱和温度为18C,即为露点。焓I=(1.01+1.88H)t+2492H=(1.01+1.88x0.0133)x30+2492x0.0133=64.2kJ/kg干气所需热量Q=Lc(tt)TOC o 1-5 h zH10=400 x(1.01+1.88x0.0133)x(12030)=3.726x104kJ/h=10.35kW湿空气体积273+1V=400v=400 x(0.773+

4、1.244H)一H273273+30=400 x(0.773+1.244x0.0133)一-273=350.5m3/h7-27常压下某湿空气的温度为25弋,湿度为0.01kg水汽/kg干气。试求：（1）该湿空气的相对湿度及饱和湿度；（2）若保持温度不变，加入绝干空气使总压上升至220kPa，则此湿空气的相对湿度及饱和湿度变为多少？（3）若保持温度不变而将空气压缩至220kPa，则在压缩过程中每kg干气析出多少水分？解：（1）水汽分压pH101.3x0.01=1.60kPapv0.622一H0.622一0.01查表得25C时水的饱和蒸汽压pS=3.168kPa,故相对湿度申=厶xl00%=xl0

5、0%=50.5%p3.168饱和湿度：h=0.622=0.622x3168=0.020kg水汽/kg干气SppS101.33.168（2）当加入绝干空气时，水汽分压及饱和蒸汽压均不变，故相对湿度仍为50.5，但饱和湿度H=0.622Ps=0.622x3.168=0.0091kg水汽/kg干气Sp-ps220-3.168（3）若保持温度不变而将空气压缩至220kPa时，其饱和湿度为0.0091kg水汽/kg干气，故必有水析出。H-H=0.01-0.0091=0.0009kg/kg干气S7-28已知在常压、25弋下，水分在某物料与空气间的平衡关系为相对湿度为9=100%,平衡含水量X*=0.185

6、kg水/kg干料相对湿度为甲二50%,平衡含水量X*=0.095kg水/kg干料现该物料的含水量为0.35kg水/kg干料,令其与25C,9二50%的空气接触，问物料的自由含水量,结合水分含量与非结合水分含量各为多少？解：申二50%,平衡含水量X*=:0.095kg/kg干料则自由含水量XX*-0.350.095-0.255kg/kg干料申二100%,平衡含水量X*=:0.185kg/kg干料即结合水分含量X*000%-0185kg/kg干料则非结合水分含量XX如0回-0.350.185-0.165kg/kg干料7-29常压下用热空气干燥某种湿物料。新鲜空气的温度为20C、湿度为0.012kg

7、水汽/kg干气，经预热器加热至60C后进入干燥器，离开干燥器的废气湿度为0.028kg水汽/kg干气。湿物料的初始含水量为10%，干燥后产品的含水量为0.5%（均为湿基）干燥产品量为4000kg/h。试求：水分汽化量，kg/h;新鲜空气的用量，分别用质量及体积表示；分析说明当干燥任务及出口废气湿度一定时，是用夏季还是冬季条件选用风机比较合适0.1-0.005x4000=422kg/h1-0.1解：(1)水分汽化量1-ww-w=2G-G=-1w1-w221-w11或干基含水量X=亠一=0.111kg水/kg干料11-1-0.11X2=占=谯=.0唤水/弦干料2W2GC=G2(1-w2)=4000

8、X(1-0.005)=3980kg/hW=G(XX2)=3980 x(0.111-0.005)=422kg/h2)绝干空气用量422WL=2.64x104kg/hH-H0.028-0.01221湿空气用量L=L(1+H)=2.64x104x(1+0.012)=2.67x104kg/h0湿空气比容273+1vH=(0-773+1-244H)X-27T=(0.773+1.244x0.012)x273+20273=0.846m3/kg干气湿空气体积量V=Lv=2.64x104x0.846=2.23x104m3/hhH(3)夏季的气温高，且湿度大，故在产品、W、H2定的情况下，湿空气的消耗量L增加，同

9、时其湿比容又增大，共同导致体积流量增大，故用夏季条件选择风机比较合适。7-30在某干燥器中常压干燥砂糖晶体，处理量为450kg/h，要求将湿基含水量由42%减至4%。干燥介质为温度20弋，相对湿度30%的空气，经预热器加热至一定温度后送至干燥器中，空气离开干燥器时温度为50弋，相对湿度为60%。若空气在干燥器内为等焓变化过程，试求：水分汽化量，kg/h;(2)湿空气的用量，kg/h;预热器向空气提供的热量,kW解：(1)水分汽化量W=GG=G-JG=G=0.420.04x450=178kg/h1211w11w110.0422亠一=-04乙=0.724kg水/kg干料1w10.421w2X2=2

10、=唱=0.0417kg水/kg干料21w10.042GC=G1(1-wi)=450 x(1-0.42)=261kg/hW=G(X1X2)=261x(0.7240.0417)=178kg/h查得20C、50C下的水饱和蒸汽压分别为2.335kPa、12.34kPa,0.3x2.335H=0.622Pv0=0.622笠代0=0.622=0.0043kg水汽/kg干气0ppp9p101.30.3x2.335v00S0H=0.622pv2=0.62292ps2=0.6220.6x12.34=0.049kg水汽/kg干气2ppv2p92pS2101.30.6x12.34W178L=3982kg/hHH0

11、.0490.004321v0ppv0v2-p72ps21780.6x12.34湿空气用量L=L(1+H)=3982x(1+0.0043)=3999kg/h0新鲜空气焓：I=(1.01+1.88H)t+2492H0000=(1.01+1.88x0.0043)x20+2492x0.0043=31.1kJ/kg干气出口空气焓：I=(1.01+1.88H)t+2492H2222=(1.01+1.88x0.049)x50+2492x0.049=1772kJ/kg干气因为干燥为等焓过程，故I=I12预热器中的加热量：Q广L（11-10）=39823600 x（1772-31.1）=162kW7-31试在I

12、-H图中定性绘出下列干燥过程中湿空气的状态变化过程。（1）温度为t0、湿度为H的湿空气，经预热器温度升高到J后送入理想干燥器，废气出口温度为t2；（2）温度为t0、湿度为H的湿空气，经预热器温度升高到J后送入理想干燥器，废气出口温度为t2，此废气再经冷却冷凝器析出水分后，恢复到t。、H的状态；（3）部分废气循环流程：温度为t。、湿度为H。的新鲜空气，与温度为t2、湿度为H2的出口废气混合（设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m:n）,送入预热器加热到定的温度J后再进入干燥器，离开干燥器时的废气状态为温度t2、湿度h2；（4）中间加热流程：温度为t0、湿度为H。的湿空气，经预热器

13、温度升高到J后送入干燥器进行等焓干燥，温度降为t2时，再用中间加热器加热至J，再进行等焓干燥，废气最后出口温度仍为t2。图示如下：附图（1）附图（2）mn附图（4）7-32常压下，用空气干燥某湿物料的循环流程如附图所示。温度为30C、露点为20弋的湿空气，以600m3/h的流量从风机中送出，经冷却器后，析出3kg/h的水分，再经预热器加热至60C后送入干燥器。设在干燥器中为等焓干燥过程，试求：（1）循环干空气质量流量；（2）冷却器出口空气的温度及湿度；（3）预热器出口空气的相对湿度。解：查得20C下水的饱和蒸汽压为2.335kPa，即为风机输送湿空气中的水汽分压，故湿度Ha=J622P-ps2

14、.335=0-622而P5=0-0147kg水汽他干气湿比容273+1vha=(O-773+1.244H)X話273+30=(0.773+1.244X0-0147)x37亍=0.878m3/kg干气绝干空气质量流量2)L=WHa-Hb101-3X0-010=.60kPaHb=Ha-W/0-0146-3/683=0-010kg/kg干气其中水汽分压pvO.622+HO.622+O.O1O因此空气为饱和湿空气，故由pv二1.60kPa查其饱和温度为tB=13.4o(3)湿空气加热时，其水汽分压及湿度不变，故经预热器后湿空气的水汽分压仍为1.60kPa，查得60C下水的饱和蒸汽压为19.92kPa，

15、故相对湿度“fX100%=器X100%=8-03%S7-33常压下用热空气在一理想干燥器内将每小时1000kg湿物料自含水量50%降低到6%(均为湿基)已知新鲜空气的温度为25C、湿度为0.005kg水汽/kg干气，干燥器出口废气温度为38C,湿度为0.034水汽kg/kg干气。现采用以下两种方案：(1)在预热器内将空气一次预热至指定温度后送入干燥器与物料接触；(2)空气预热至74C后送入干燥器与物料接触，当温度降至38C时，再用中间加热器加热到定温度后继续与物料接触。试求：(1)在同一I-H图中定性绘出两种方案中湿空气经历的过程与状态；(2)计算各状态点参数以及两种方案所需的新鲜空气量和加热

16、量。解(1)一次预热时：如图，湿空气的状态变化为AtBtC水分汽化量W=GG=G1WG=W1W2G=0.500.06x1000=468kg/h1211w11w110.0646822绝干空气用量L=1.614x104kg/hHH0.0340.005CA新鲜空气用量L=L(1+化)=1.614x104x(1+0.005)=1.62x104kg/h预热后：HB二HA=0.005kg/kg干气BCa01+L88Hb)tB+2492Hb=m+L88Hc)tC+2492HC5+L88x0.005)tB+2492xO.。05=Q.01+L88x0034)x38+2492xO.34tB=111C所需热量Q=L

17、(II)=L(1.01+1.88H)(tt)BAABA=1.614xlO4x(1.01+1.88x0.005)x(11125)=1.415x106kJ/h=393kW(2)中间加热时：空气状态变化过程AB1C1B2C2因为两种情况下空气的初终态相同，故汽化水分量及新鲜空气的用量均不变。所需热量：Q=Q1+Q2=L(IB1IA)+L(IB2IC1)因为B1C1B2CB所以Q=L(IB-IA)故加热量也未发生变化。或进行下述计算：A：I=25C，Ha=O.5kg水汽/kg干气由I=IB1C1C1.01+1.88XOO05)X74+2492x0.005=(1.01+1.88H。)x38+2492Hq

18、】得H=0.0193kg水汽/kg干气C1也即H=0.0193kg水汽/kg干气B2又I=IB2C(1.01+1.88x0.0193)t+2492x0.0193=(1.01+1.88x0.034)x38+2492x0.034B2得t=74CB2Q=Q+Q=L(I-1)+L(I-1)12B1AB2C1=Lc(tt)+Lc(tt)H1B1AH2B2C1=1.613x104x(1.01+1.88x0.005)x(7425)+(1.01+1.88x0.0193)x(7438)=1.394x106kJ/h=387kW由以上计算可知，当空气的初、终态相同时，有无中间加热对新鲜空气的用量及加热量没有影响。为

19、达到相同的终态，一次预热的温度过高，对热敏性物料有破坏，故对不耐高温的物料宜采用中间加热式干燥器。7-34在某物料的干燥过程中，由于工艺的需要，采用部分废气循环以控制物料的干燥速率。已知常压下新鲜空气的温度为25弋、湿度为0.005kg水汽/kg干气干燥器出口废气温度为58兀,相对湿度为70%。控制废气与新鲜空气的混合比以使进预热器时的湿度为0.06kg水汽/kg干气。设干燥过程为等焓干燥过程，试计算循环比（循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）及混合气体进、出预热器的温度。解：查得58C时水饱和蒸汽压为18.25kPa，则废气湿度=0.622-s=0.6220.7x18.2510

20、1.30.7x18.25=0.0898kg水汽/kg干气L0H0+L2H2=(L0+L2)HMtt21t1=100%L_L_0Hm-H0=.6.05=185H2-Hm.898-.6则循环比L2L2+L0185=0.652.85新鲜空气焓：10+2492H0I0=(1.01+1.88H0)=(1.01+1.88x0.005x25+2492x0.005=37.9kJ/kg干气废气焓：I2=(1.01+1.88H2)t2+2492H2=d.01+1.88x0.0898)x58+2492x0.0898=292.2kJ/kg干气混合焓L0I+-L+L0L+L2020211.85x37.9+x292.2=

21、203kJ/kg干气2.852.85混合温度（预热器前温度）：M=O1+I88HM)tM+2492HM=2492Hm203-2492XO。6=47.6。CtMa.1+1-88hm)1-01+1-88x.06因为是等焓干燥过程，故I=I,H=H121MI1=(1.01+1.88H1)+2492H1离开预热器时的温度：292.2-2492x0.06127十=丄Z/Ct1=I-2492H1.01+1.88H1)1.01+1.88x0.067-35温度为t、湿度为H的空气以一定的流速在湿物料表面掠过，测得其干燥速率曲线如附图所示，试定性绘出改动下列条件后的干燥速率曲线。（1）空气的温度与湿度不变，流速

22、增加；（2）空气的湿度与流速不变，温度增加；3)空气的温度、湿度与流速不变，被干燥的物料换为另一种更吸水的物料。附图(1)附图(2)附图(3)7-36有两种湿物料，第一种物料的含水量为0.4kg水/kg干料，某干燥条件下的临界含水量为0.02kg水/kg干料，平衡含水量为0.005kg水/kg干料；第二种物料的含水量为0.4kg水/kg干料，某干燥条件下的临界含水量为0.24kg水/kg干料，平衡含水量为0.01kg水/kg干料。问提高干燥器内空气的流速，对上述两种物料中哪一种更能缩短干燥时间？为什么？答：对第一种物料更为有效。因为该物料的临界含水量较小，干燥过程主要为恒速阶段，该阶段去除的为

23、表面非结合水分，提高空气的流速，可提高干燥速率，进而缩短干燥时间。而对于第二种物料，临界含水量较大，干燥过程主要为降速阶段，该阶段干燥速率主要受物料内部水分扩散控制，提高空气的流速对其基本没有影响。7-37一批湿物料置于盘架式干燥器中，在恒定干燥条件下干燥。盘中物料的厚度为25.4mm,空气从物料表面平行掠过，可认为盘子的侧面与底面是绝热的。已知单位干燥面积的绝干物料量GC/A=23.5kg/m2物料的临界含水量XC二0.18kg水/kg干料。将物料含水量从X广0.45kg水/kg干料下降到X2二0.24kg水/kg干料所需的干燥时间为1.2h。问在相同的干燥条件下，将厚度为20mm的同种物料

24、由含水量X，二0.5kg水/kg干料下降到二0.22kg水/kg干料所需的干燥时间为多少？解：因X2XC,故由X二0.45kg/kg干料下降到X2二0.24kg/kg干料仅为恒速干燥阶段，干燥时间为：T=-G(X-X)1AU12C则恒速干燥阶段的干燥速率为u=纭(X-X)=235(0.450.24)=4.11kg/(m2h)CAT121.21干燥厚度为20mm的物料时，因为干燥条件没有变化，故恒速阶段干燥速率不变。因G=比二hPAA故此时的Ec=hGc=旦x23.5=18.5kg/m2AhA25.4物料减薄后，临界含水量减小，故物料含水量由X二0.5kg/kg干料下降到X2二0.22kg/kg干料的过程仍处在恒速阶段，此时干燥时间G18.5T=J(XX2)=X(0.50.22)=1.26h1Au124.11C7-38某湿物料5kg,均匀地平摊在长0.4m、宽0.5m的平底浅盘内，并在恒定的空气条件下进行干燥，物料初始含水量为20%(湿基，下同)，干燥2.5小时后含水量降为7%，已知在此条件下物料的平衡含水量为1%，临界含水量为5%，并假定