化工原理干燥复习题.docx

1、化工原理干燥复习题一、填空题:1、干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽)压力_。 2、干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属_。3、 相对湿度值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力_；当=0时。表示该空气为_。4、 干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_均恒定。5、 在一定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是根据_而定的；平衡水分和自由水分是根据_而定的.6、在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为_;首先除去的水分为_；不能用干燥方法除的水分为_.7、已知某物料含水量X1=0.4kg水/kg绝干料，从

2、该物料干燥速率曲线可知：临界含水量XC=0.25kg水/kg绝干料,平衡含水量X=0。05kg水/kg绝干料，则物料的非结合水分为_,结合水分为_，自由水分为_，可除去的结合水分为_。8、作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_。9、当空气的湿含量一定时，其温度愈高,则相对温度愈_，表明空气的吸湿能力愈_，所以湿空气在进入干燥器之_都要经_。10、在等速干燥阶段，干燥速率_，物料表面始终保持被润湿，物料表面的温度等于_,而在干燥的降速阶段物料的温度_。11、 固体物料的干燥,一般分为_两个阶段.12、在对流干燥器中最常用的干燥介质是_,它既是_又是_。13、等焓干燥过程的条件是_.14、若将湿空气

3、的温度降至其露点以下，则湿空气中的部分水蒸汽_。15、对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t，湿球温度tW和露点td间的关系是_。16、由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是_,降速干燥阶段除去的水分是_。17、等速干燥阶段物料表面的温度等于_。18、 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为_；其对应的物料含水量称为_。19、在干燥过程中，当物料中表面水分汽化速率_内部水分扩散速率时，干燥即进入恒速干燥阶段。 20、湿空气通过预热器预热后，其湿度_，热焓_,相对湿度_。(增加、减少、不变）21、在一定干燥条件下，物料厚度增加,物料的临界含水量会_,而干燥所需的时间会_。22、

4、饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度， 湿度，湿球温度，露点。23、对不饱和湿空气，干球温度湿球温度，露点温度_湿球温度.（，)24、干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后，湿度， 温度.当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时， 物料的表面温度等于温度。25、对不饱和空气通过间壁换热器进行加热， 使温度由t1升至t2,此时其湿球温度， 相对湿度，露点，湿度。26、在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对温度为60，当加热到373K时，该空气下列状态参数将如何变化?(只填变化的情况，不填变化的具体数值） 湿度， 相对湿度，湿球温度,露点，焓。27、一吸

5、湿性物料和一非吸湿性物料，具有相同的干燥面积,在相同的干燥条件下进行干燥,前者的干燥速率为NA，后者的干燥速率为NB，则在恒速干燥段NANB.（，=，)28、干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定，则气体离开干燥器的湿度H 越，干燥器的热效率越.29、对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度tW，绝热饱和温度tas,露点温度td的关系是ttWtastd。30、一定湿度H的气体，总压P加大时，露点温度td_。而当气体温度t升高时，则td。31、温度30，水汽分压为2kPa的湿空气与水温为40的水接触（假定湿空气状态和水温恒定不变）,则传热方向：水空气,传质方

6、向:水空气. (用箭头符号表示）已知30、40下水的饱和蒸汽压分别为4。2472和7。3766kPa 。32、已知湿空气总压为101.3kN/m2，温度为40，相对湿度为50，已查出40时水的饱和蒸气压Ps为7375 N/m2，则此湿空气的湿度H是kg水/kg绝干气，其焓是kJ/kg绝干气。33、已知湿空气的干球温度t为50，湿球温度tW为30，总压为100kN/m2,若已查出在30时水的饱和蒸气压为4.25N/m2，汽化潜热为2423。7kJ/kg,则该空气的湿度H为。34、原湿空气（温度 t0，湿度 H0）经预热器温度升高至t1后再送入常压干燥器中。现若 t0、H0及 t1均已知,则该预热

7、过程所需热量Q的计算式为QkJ/kg绝干气。35、已知在常压及25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,=40%的空气接触，则该物料的自由含水量为kg水。kg 绝干料，结合水含量为kg水.kg 绝干料，非结合水的含量为kg水.kg 绝干料.36、维持不饱和空气的湿度H不变,提高空气的干球温度，则空气的湿球温度，露点，相对湿度（变大,变小，不变，不确定）.37、湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下，湿度为0.04

8、38kg水/kg绝干气，则100m3该空气中含有的绝干空气量L为kg绝干气。38、有关降速干燥阶段物料的内部水分移动的机理存在着两种理论，一个是_理论,第二个是理论。问答题：1.有人说:“自由水分即为物料的非结合水分”.这句话对吗?（扼要说明原因）2。 固体物料与一定状态的湿空气进行接触干燥时,可否获得绝干物料？为什么？3. 为什么湿空气进入干燥器前，都先经预热器预热?4. 物料中的非结合水分是指哪些水分？在干燥过程中能否除去？5. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率,你认为可采取哪些措施？6. 测定湿球温度时，当水的初温不同时，对测量结果有无影响？为什么？7。 在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一

9、湿空气既是载热体又是载湿体？8。 如何强化干燥过程？9.湿物料经干燥后达不到产品含水量的要求（偏高），你认为应采取什么措施来解决它.10.欲在298K时用相对湿度为60的空气干燥木材，使其中水分降到11。5（湿基)，你认为是否可能?为什么？已知在此条件下木材的平衡水分为12（干基）. 11. 回答下列问题：(1） 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等,什么情况下不等? （2) 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处?12. 试说明为什么在干燥过程中，湿空气作为干燥介质时，一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。五、计算题:1。（1

10、0分) 已知空气的H=0。009kg水汽。kg 干空气,=40%。试算出该空气的t 和t （空气总压 P=101.3kN.m ）,水的饱和蒸汽压数据如下：蒸汽压p (kN.m ) 1.0 1。5 2.0 2.5 3.0 3。5 4.0温度t () 6.3 12。5 17.0 20.9 23。5 26.1 28.7 *答案* 由H=0。622p/（P-p）可得: 0.009=0。622P/（101。3-p）P=1.445kN.m 又由=p/ps得：ps=p/=1.445/0.4=3.613kN。m 由此值查出：t=26。7； 依p=1.445kN.m 查出：t =11.82、已知空气的t=30，

11、t =20,试算出该空气的H和值。（空气总压=101.3kP )水的饱和蒸汽压数据如下：温度t （) 15 20 25 30 35蒸汽压P（kN.m ) 1。71 2。33 3。17 4.25 5.62 *答案 依t =20查出 p =p =2。33kN.m 代入下式：H=H =0。622p /（P-p )=0。6222。33/（101.3-2.33） =0。01464 kg水汽。kg 干空气.依t=30查得:ps=4.25kN。m ,=2.33/4.25=0.548或依入H=0。622.p /(P-。p ）得：0。01464=0。624.25/（101.3-4。25)=0。5483、每小时要

12、将48T常压的饱和空气自露点22冷却至露点7,试求：（1）冷却前空气的湿球温度和干球温度？（2)应从空气中除去多少水量？(3)冷却前空气的体积流量为多少m 。h ?(附T-H图一张） *答案 1）由于是饱和空气,故t =t=t =22 2）应除去的水量W;W=L（H H ）依t =22查出H =0.0173kg水汽。kg 干空气，t =7查出H =0.0064kg水汽.kg 干空气， 又冷却前湿空气的量L=L（1H )故L=L/(1H )=481000/（10.0173） =4。71810 kg干空气。h W=4。71810 （0。01730.0064)=514。3kg水。h 3）冷却前空气的

13、体积流量V :v =Lv =4。71810 0。86=4.05810 m 。h （v ,由T-H图查出或算出)4、某干燥器的生产能力为1000kg。h （产品），物料从含水量2干燥至含水量0.2（均为湿基）。已知生产车间的气温为22，相对湿度为60%;空气离开干燥器时的温度为45，湿球温度为32.干燥为等焓过程。试求:（1）水分蒸发量；(2）离开干燥器时空气的体积流量为多少m .h ？（3）空气进入干燥器的温度；（4)热效率为多少？（附TH图） *答案* 1）水份蒸发量W：W=G （W -W )/（1W ）=1000(0.02-0.002）/(10.02） =18.37kg水.h 2）离开干燥

14、器的空气体积流量V ：V =L.v =W.v /(H -H ）依t =22, =60查出H =H =0。01kg水汽.kg 干空气t =45 ， t =32 , 查出H =0。026kg水汽。kg 干空气， v =0。94m .kg 干空气V =18。370。94/（0。026-0。01）=1079m .h 3）空气进入干燥器的温度t ：I =I 故可查出 t =357K=844)热效率h =(t t ）/（t -t ）100%=(8445）/(8422)100=62.95。、某气流干燥器的生产能力为180kg产品.h ，现要求将物料从含水量2干燥至含水量0。2,（均为湿基)。已知生产车间的气

15、温为25，空气的湿含量为0。01kg水汽.kg 干空气。空气经预热器预热至94进入干燥器，若空气离开干燥器时的湿球温度为32，露点为25。问:（1)水分蒸发量为多少kg。h ? (2)干空气消耗量为多少kg。h （3)干燥器的热效率为多少？(4)空气离开干燥器的温度？(5)干燥过程是否等焓（说明原因）（附TH图一张）本题目有题图：titu131。bmp *答案* 已知：图示. 1）水分蒸发量W： W=G （W -W ）/（1-W ） =180（0。02-0。002）/（10。02）=3.306kg水。h 2）干空气消耗量L: L=W/（H H ）依t =32，t =25查TH图得H =0.02

16、而H =0。01 L=3.306/(0。02-0.01）=330。6kg干空气。h 3）空气离开干燥的温度t ：由t =32,t =25在TH图上找到C点，再由C点找到t =332.4K=59.4 4）干燥器的热效率 : =(Q /Q ）100%=（t -t )/（t -t ）100代入得： =（94-59.4）/（9425)100%=50.1 5）是否等焓干燥：依t =94， H =H =0。01kg水汽.kg 干空气，查出 I =121kJ。kg 干空气依t =32，t =25查出I =110kJ.kg 干空气I I ,故干燥不是等焓过程。6。、某连续干燥器的生产能力为300kg。h (产

17、品）,现要将湿物料从含水量4干燥至含量0。2（均为湿基），湿空气的干球温度为39，湿球温度为22，经预热器预热到83后进入干燥器。已知废气离开干燥器的温度为59，且干燥为等焓过程。试求： （1）每小时处理的湿料量为多少kg?(2)绝干空气消耗量为多少kg。h ? （3）若风机设置在新鲜空气入口处，其风量为若干m .h ？(附T-H图一张） *答案* 1）处理的湿料量G ：W=G (W -W ）/（1-w ） =300（0。04-0.002）/（1-0.04）=11.88kg水.h G =G W=30011.88=311.88kg。h 2)L: L=W/（H H )依t =39,t =22查出H

18、 =0.01kg水汽。kg 干空气依H =H0，t 查找到B点，又由B点和等焓干燥找到C点，由C点找到H =0.0199kg水汽.kg 干空气。L=11.88/（0。0199-0。01）=1200kg干空气.h 3)V ： V =L v =12000。895=1074m 。h （式中v 由t ，t 找到）7.、某厂用一台气流干燥器干燥某物料.已知进干燥器的湿物料的温度为18,含水量为2（湿基)；产品量为180kg.h ，含水量为0。2%(湿基),产品温度为68,空气进预热器前的干球温度为22，湿球温度为17,经预热器预热至83进入干燥器, 离开干燥器的废气温度为70;绝干物料的比热为。26kJ

19、.kg .K ，干燥器的热损失为500kJ。kg 汽化水分.试求：（1)蒸发水量；（2）湿空气消耗量；（3）预热器所需的热量；（4)若风机设置在干燥器后,其风量为若干m 。h (附：TH图一张） *答案* 1）蒸发水量W:W=G 。（W -W ）/(1-W ）=180(0。02-0。002)/(1-0.02） =3.306kg水。h 2）湿空气消耗量L: L=L(1H ）依空气参数查出：H =H =0。01kg水汽。kg 干空气 I =48kJ。kg 干空气 I =109kJ.kg 干空气依热平衡式得：L（1.011。88H )(t t ）=Q Q Q 蒸发水量所需要的热量Q =W(25001

20、.88t -4.187 ） =3。306(25001.8870-4.18718）=8451kJ.h 加热物料需要的热量Q =G C （ ）G =G （1W )=180（10。002）=179。64kg绝干料.h C =CsX C =CsW C /（1W ）=1。260。0024。187/（1-0.002)=1.268kJ。（kg。K) Q =179.641.268(68-18)=11389kJ.h 干燥器的热损失Q =5003。306=1653kJ。h 代入上式得:L(1.011.880。01）（8370)=8451113891653即L=1607kg干空气.h L=1607（1+0.01）=

21、1623kg湿空气。h 3）预热器所需的热量Q :Q =Q Q 预热器的散热损失Q=0故:Q =Q =L（I -I )=1607（109-48）=98030kJ.h =27.2kw4）V ： V =Lv L=W/(H -H ) 1607=3.306/(H -0.01)解出H =0.0121kg水汽。kg 干空气：依t =70 , H =0。0121kg水汽。kg 干空气，查出v =0。99m 。kg 干空气 V =16070.99=1591m .h 8。、某一连续常压干燥器每小时处理的湿物料1850kg,从含水量2干燥至0.2（均为湿基），空气在温度为22，湿球温度为17的状态下，预热到84后

22、进入干燥器,而废气的出口温度为67，若此干燥为等焓过程。试求：(1)除去的水分量kg.h ;（2）绝干空气消耗量kg。h ;（3)预热器需要的热量为多少kw？ （4）风机设置在干燥器后，其输风量为多少m .h （附T-H图一张） *答案* 1)除去水分量W：W=G (W -W ）/(1-W ）=1850（0。02-0.002）/（1-0.002） =33.37kg水.h 2）绝干空气消耗量L： L=W/（H -H ） 依已知条件查出:H =H =0.01kg水汽.kg 干空气 I =48 kJ.kg 干空气 H =0.0165kg水汽。kg 干空气 v =0。99m 。kg 干空气 I =11

23、1 kJ水汽。kg 干空气L=33。37/(0.0165-0.01）=5134 kg干空气.h 3）预热器需要的热量Q :Q =L（I -I0）=5134（111-48）=3.23410 kJ。h =89.8kw4）风机输风量V ：V =Lv =51340。99=5083m 。h 9.、某物料由含水分4%，在一个常压干燥器内干燥至含水分0。125（均为湿基)，此干燥器的生产能力450kg。h （产品）。生产车间内的平均气温为30，湿球温度为25,空气经预热至90进入干燥器内，而离开干燥器的废气温度为65,露点为27.5。试求：（1）将湿空气在干燥流程中的参数变化用线图在TH图上表示出来。（2）

24、若风机设置在空气预热器前,其输风量为多少m 。h ? (附T-H图一张）本题目有题图：titu132.bmp *答案* 1）空气状态变化如右图示。A点-空气进入预热器的状态点(由t0=30,t =25定出）B点空气进入干燥器的状态点(由t =90和H =H 定出)C点-空气离开干燥器的状态点(由t =65，t =27。5定出）变化： A-B-C2）输风量V :W=G (W -W )/（1W ）=450(0.04-0。00125)/（1-0.04） =18.16kg水.h 依已知条件，查出：H =H =0.018kg水汽。kg 干空气 H =0.024 kg水汽.kg 干空气 v =0.88m

25、。kg 干空气代入式V =Lv =W.v /(H H ） =18.160。88/(0.024-0.018)=2.66410 m .h 10。、将温度为92，湿度为0。09kg水汽.kg 干空气的湿空气1000m 在101.3kN.m 的恒定压力下加以冷却至42.试求所析出的水分量为多少kg？（附T-H图一张)本题目有题图:titu133.bmp *答案* 冷却路线如右图示，即：A-BC；由C点查出：HS=0.0546kg水汽。kg 干空气由A点查出：v =1。18m .kg 干空气故析出的水量W: W=L(H -HS） =V（H -HS）/v =1000（0.09-0.0546）/1.18 =

26、30kg水11、某乳品厂用喷雾干燥设备生产奶粉。每小时处理浓奶量100kg含水量为50%，干燥后奶粉含水量为2(均为湿基）。空气进入预热器的温度为20，湿球温度为16，离开干燥器时的温度为79,相对湿度为10.风机设置在鲜空气入口处，试求其输风量为若干m 。h (附-T-H图一张) 答案* 风机输送的空气量V .V =L。V =W。V /(H H ）W=G （W -W ）/(1-w )=100(0.5-0.02）/(10。02) =48。98kg水.h 依已知条件查出：H =H =0.0095kg水汽。kg 干空气 H =0.0304kg水汽 。kg 干空气 VH =0.84m .kg 干空气

27、代入得：V =48.980.84/(0.03040.0095）=1.96910 m .h 12、某树脂厂采用一台气流干燥器将聚氯乙烯的含水量从16干燥至0.5%（均为湿基），此干燥器的生产能力为1t.h (产品）。已知空气进入预热器的温度为20，湿球温度为16，预热至110进入干燥器，从干燥器排出的废气温度为80，设此干燥器为理想干燥器。试求： (1）若风机设置在干燥器之后，其风机的抽风量为多少m 湿空气.h ,又为多少kg湿空气.h ？(2）若预热器的热损失相当空气在预热器中预热需要的热量的5，其预热器需要消耗加热蒸汽为多少kg.h (蒸汽的汽化潜热为2205kJ。kg ）（附T-H图一张）

28、。 答案 1）抽风量V ，L :V =L。v =W.v /（H =H ）依已知条件,查出：H =H =0。0095kg水汽.kg 干空气 I =44kJ .kg 干空气 公式计出I =I I =（1.01+1.88H ）t 2500H =(1。011.880。0095)11025000.0095 =136。8kJ .kg 干空气依I =I =136。8kJ .kg 干空气,T =27380=353K查出H =0。0215 kg水汽。kg 干空气，v =1.04m 。kg 干空气 代入得：V =184。51.04/(0.0215-0.0095)=1.59910 m 。h （其中:W=G （w w )/(1w ）=1000(0.16-0。005）/（1-0.16) =184。5 (kg水。h ）L =L(1