化工原理管国锋主编第三课后习题答案固体干燥.docx
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化工原理管国锋主编第三课后习题答案固体干燥
1）已知空气的干燥温度为60C，湿球温度为30r，试计算空气的湿含量H,相对湿
焓I和露点温度
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
0
序号
干球温度
湿球温度
湿度
相对湿度
焓
露点
水气分压
0C
0C
kg水/kg
绝干空气
0/0
kJ/kg绝干气
0C
kPa
1
60
30
0.015
13.3
98
21
2.5
2
40
27
0.016
33
79
20
2.4
3
20
17
0.012
80
50
16
2
4
30
29
0.026
95
98
28
4
）经预热后送入常压干燥器。
试求：
①将空气预热到100C所需热量：
②将该空气预热到120C时相应的相对湿度值。
4）湿度为的湿空气在预热器中加热到
128C后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为49C，求离开干燥器时露点温度。
解：
I=（1.01+1.88H）t+2500H
•••等焓•••I1=I2
•••（1.01+1.88H1）t+2500H=（1.01+1.88H2）t2+2500H
（1.01+1.880.018）128+25000.018=（1.01+1.88H2）49+2500H
•••H2=0.0498kg水/kg干气
•H汽0'622
/.004980622——
1013105p
p=7510Pa
查表得td=40C
5）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：
①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？
②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：
（1）t=40
•••Hl=H2
P
•-Ps士
02
C时查表
•••p=p
5.1639
0.2
Ps=7.377KPa,二p=ps=0.77.377=5.1639Kpa
=5.1639Kpa
258195KPa
查表得t=63.3C
（2）•••t不变•••ps=25.8195KPa
由63.3C,=10%查图得H=0.014kg水/kg干空气
258195'
0.0140.622一•••P=117.29Kpa
P2.58195
6）某干燥器冬季的大气状态为
夏季空气状态为
O如果空气离开干燥器时的状态均为
。
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20C和70C。
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80C。
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燥某物料，温度
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，设干燥
过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。
试求：
①新鲜空气的流量；②整个干燥系统所需热量；③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
，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
温度为20C
湿度为
，试求：
①空气的循环量为多少？
②新鲜空气经预热后的温度为多少度？
③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
•••AMB在一直线上
--A点：
••BM
'MA
H=0.0054kg水/kg干空气，t=127C
新鲜空气中绝干空气质量循环空气中绝干空气质量
5.50.49
4.4W
•••W=0.392kg干空气/s
•••W=W（1+H）=0.392（1+0.16）=0.455kg/s
Q=0.49（1.01+1.880.0054）（127—20）=53.49kJ/s
11）干球温度
的空气预热至80
为20C、湿球温度为15C
C后进入干燥器，空气离开干燥器时相对湿度
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：
①若等焓干燥过程，则所需空气流量和热量为多少？
②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
，初始湿含量（湿基，下同）为3.5%，
干燥产品的湿含量为0.5%。
空气状况为：
初始温度为25°C、湿度为
10C，试分析以上两种情况下物料是否返
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40C,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潮？
绝干物料：
G=Gi（1—w）=1（1—0.035）=0.965kg/s
W=G（Xi—X2）=0.03kg/s
水分蒸发量：
空气消耗量:
L一W一H1=H0=0.005kg水/kg干空气
t2=60C时
H2H1
•••干燥为等焓过程
•••查图h2=0.0438kg水/kg干空气
•••L=0.773kg干空气/s
Q=L（I1—10）=L（1.01+1.88H0）（t1—to）
=0.773（1.01+1.880.005）（160—25）=106.4kJ/s
t2=40C时，查图Hb=0.0521kg水/kg干空气
•••L=0.637kg干空气/s
Q=L（I—10）=87.68kJ/s
（2）H=0.0438kg水/kg干空气时td=38C<50C•不返潮
H=0.0521kg水/kg干空气时td=40C>30C•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
。
设氧化锌含水量
若与温度为25C、相对湿度
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*=0.007kg水/kg干料
结合水分x=0.02kg水/kg干料
非结合水x=0.35—0.02=0.33kg水/kg干料
成正比。
45疝燥到3%湿物料的处理量为8000kg湿染料，实验测得：
临界湿含量为30%
时所蒸发的水分量
GcX1X0
259.3kg水/h
GcX0X2
81.8kg水/h
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
17）在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得干球温度为50C,湿球温度为437C,
气体的质量流量为，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
，干燥处于恒速阶段，所需干燥时间为1时，试问：
①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,
球温度变为483C，所需干燥时间为多少？
②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？
2h
Gc1
G71
18）试设计一气流干燥器，用以干燥某颗粒状物料。
基本数据如下：
①干燥器的
生产能力：
;②空气状况：
进预热器
=15
预热器
=60r;③物料状况：
物料干基含水量从0.2
降至0.002，物料进、出干燥器温度分别为20r和50r，物料密度为
绝干物料比热为
颗粒平
均直径为
临界含水量为
。
④干燥器的热损失：
取蒸发水分量的15%。
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