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

3、气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

5、吸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

6、方向：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

7、热过程所需热量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

12、要将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 (0.0173-0.0064)=514.3kg水.h 3）冷却

13、前空气的体积流量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T-H图) *答案* 1）水份蒸发量W：W=G (W -W )/(1-W )=1000(0.02-0.002)/(1-0.02) =18.37kg水

14、.h 2)离开干燥器的空气体积流量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%=(84-45)/(84-22)100%=62.9%5.、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

15、%，（均为湿基）。已知生产车间的气温为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T-H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）/（1-0.02）=3.306kg水.h 2)干空气消耗量L: L=W/（H -H ）依t =

16、32,t =25查T-H图得H =0.02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T-H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)/(94-25)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。

17、6.、某连续干燥器的生产能力为300kg.h (产品），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

18、: L=W/(H -H )依t =39,t =22查出H =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

19、， 离开干燥器的废气温度为70；绝干物料的比热为.26kJ.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 -

20、t )=Q Q Q 蒸发水量所需要的热量Q =W(25001.88t -4.187 ) =3.306(25001.8870-4.18718)=8451kJ.h 加热物料需要的热量Q =G C ( - )G =G (1-W )=180(1-0.002)=179.64kg绝干料.h C =CsX C =CsW C /(1-W )=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)(83-70)=8451113

21、891653即L=1607kg干空气.h L=1607(1+0.01)=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

22、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.

23、0165kg水汽.kg 干空气 v =0.99m .kg 干空气 I =111 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.

24、5。试求：(1)将湿空气在干燥流程中的参数变化用线图在T-H图上表示出来。(2)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 )/(1-W )=450(0.04-0.00125)/(1-0.04) =18.16kg水.h 依已知条件，查出：H =H =0.018

25、kg水汽.kg 干空气 H =0.024 kg水汽.kg 干空气 v =0.88m .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：ABC；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

26、-HS） =V（H -HS）/v =1000(0.09-0.0546)/1.18 =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)/(1-0.02) =48.98kg水.h 依已知条件查出：H =H =0.0095kg水汽

27、.kg 干空气 H =0.0304kg水汽 .kg 干空气 VH =0.84m .kg 干空气代入得：V =48.980.84/(0.0304-0.0095)=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%

28、，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）。 *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 )/(1-w )=1000(0.16-0.005)/(1-0.16) =184.5 (kg水.h )L =L(1