1、Rupture9第5章 干燥的習(xí)題解答1已知濕空氣的總壓強(qiáng)為50Pa,溫度為60,相對濕度為40%,試求:(1)濕空氣中水汽的分壓;(2)濕度;(3)濕空氣的密度。解：（1）濕空氣的水汽分壓， 由附錄查得時水的飽和蒸汽壓 (2) 濕度（1） 密度 濕空氣絕干氣密度 濕空氣2在總壓101.33KPa下,已知濕空氣的某些參數(shù),利用濕空氣的H-I圖查出本題附表中空格內(nèi)的數(shù)值,并給出序號4中各數(shù)值的求解過程示意圖。習(xí)題2附表序號干球溫度濕球溫度濕度相對濕度始水汽分壓露點Kg/Kkg絕干氣%KJ/kg絕干氣KPa(60)(35)2(40)(25)3(20)(75)4(30)(4)解：序號干球溫度濕球溫度

2、濕度相對濕度焓水汽分壓露點1（60）（35）0.027211304.18292（40）280.0243923.16（25）3（20）170.011（75）481.8164（30）290.0269496（4）28上表中括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為已知，其余值由圖查得。分題4的求解示意圖如附圖所示，其中為狀態(tài)點。3.干球溫度為20、濕度為0.009kg水/kg絕干氣的溫空氣通過預(yù)熱器加熱到50后,再送至常壓干燥器中,離開干燥器時空氣的相對溫度為80%,若空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓干燥過程,試求:(1)1m3原溫空氣在預(yù)熱過程中始的變化;(2)1m3原溫空氣在干燥器中獲得的水分量。解：（1）原濕空氣在預(yù)熱器中焓的變化

3、當(dāng)時，由圖查出。當(dāng)時，由圖查出絕干空氣在預(yù)熱器中焓的變化為：原濕空氣的比容為 濕空氣絕干氣原濕空氣的焓變?yōu)闈窨諝猓?）原濕空氣在干燥器中獲得的水分當(dāng)時，在圖上確定空氣的狀態(tài)點，由該點沿等焓線向右下方移動與的線相交，交點即為離開干燥器時空氣的狀態(tài)點。由該點讀出空氣離開干燥器時的濕度故原濕空氣在干燥器中獲得的水分原濕空氣4.將t0=25、=40%的常壓新鮮空氣,與由干燥器排出的t2=50、=80%的常壓廢氣混合,兩者中絕干氣的質(zhì)量比為1：3。試求:(1)混合氣體的溫度和焓;(2)現(xiàn)需將此混合溫空氣的相對濕度降至10%后用于干燥濕物料,應(yīng)將空氣的溫度升至多少度。解：（1）對混合氣列濕度和焓的衡算，得

4、 （1） （2）由附錄查得時，水的飽和蒸汽壓 時，水的飽和蒸汽壓當(dāng)，時，空氣的濕度和焓分別為 當(dāng)，時，空氣的濕度和焓分別為 將以上數(shù)據(jù)代入式子（1）、（2），即 分別解得 由并代如及的值解得(2)加熱到相對濕度為10時，空氣濕度不變水汽分壓不變，則，解得 由 , 解得 查水的飽和蒸汽壓表，得對應(yīng)的溫度為 5采用如圖所示的廢氣循環(huán)系統(tǒng)干燥濕物料,已知數(shù)據(jù)標(biāo)于本題附圖中。假設(shè)系統(tǒng)熱損失可忽略,干燥操作為等始干燥過程。試求:(1)新鮮空氣的耗量;(2)進(jìn)入干燥器的濕空氣的溫度及焓;(3)預(yù)熱器的加熱量。解：（1）新鮮空氣消耗量 蒸發(fā)水量 絕干空氣用量 新鮮空氣用量 （1） 由于干燥過程為等焓過程，故

5、進(jìn)出干燥器的空氣的焓相等 即：將代入上式，解出 （的值在第4題中已解出）所以，進(jìn)入干燥器的濕蒸汽的溫度為，焓為（2） 預(yù)熱器的加熱量 其中 所以 6. 干球溫度t0=26、濕球溫度tw0=23的新鮮空氣,預(yù)熱到tl=95后送至連續(xù)逆流干燥器內(nèi),離開干燥器時溫度t2=85。濕物料初始狀態(tài)為:溫度=25、含水量=15%;終了時狀態(tài)為:溫度=25、含水量=0.2%。每小時有9200kg溫物料加入干燥器內(nèi)。絕干物料的比熱容cs=1.84KJ/(kg絕干料·)。干燥器內(nèi)無輸送裝置,熱損失為580KJ/kg汽化的水分。試求:(1)單位時間內(nèi)獲得的產(chǎn)品質(zhì)量;(2)寫出干燥過程的操作線方程,在H-I

6、圖上畫出操作線;(3)單位時間內(nèi)消耗的新鮮空氣質(zhì)量;(4)干燥器的熱效率。 解：操作流程示意圖見本題附圖1干燥器預(yù)熱器 （1）單位時間內(nèi)獲得的產(chǎn)品質(zhì)量 絕干物料流量 干燥產(chǎn)品流量 （2）干燥過程的操作線由查出，求出由,求出熱損失速度 由焓的定義可計算出干燥器的焓分別為 同理對干燥器作水分衡算，得 或 （1）再對干燥器做物料衡算，得 或 (2)聯(lián)立（1）、（2）解得 (3)上式為本題干燥操作的操作線方程。經(jīng)過本題附圖2的點，故任意設(shè)一值，如，由式（3）求得。據(jù)此在附圖2上標(biāo)出點，過點及點的直線即為干燥過程的操作線。該線與的線交于點,點為空氣離開干燥器的狀態(tài)點，由點讀出，（3）單位時間內(nèi)消耗新鮮空

7、氣的質(zhì)量由式（1）得 新鮮空氣消耗量 （3） 干燥器的熱效率 其中 7在一常壓逆流轉(zhuǎn)筒干燥器中,干燥某種晶狀物料。溫度t0=25、相對濕度=55%的新鮮空氣經(jīng)過預(yù)熱器使溫度升至t1=85后送入干燥器中,離開干燥器時溫度t2=30。濕物料初始溫度=24、濕基含水量=0.037,干燥完畢后溫度升到=60、濕基含水量降為=0.002。干燥產(chǎn)品流量G2=1000kg/h。絕干物料比熱容cs=1.507KJ/(kg絕干料·)。轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑D=1.3m,長度Z=7m。干燥器外壁向空氣的對流輻射傳熱系數(shù)為35KJ/(m2·h·)。試求絕干空氣流量和預(yù)熱器中加熱蒸汽消耗量。加

8、熱蒸汽的絕對壓強(qiáng)為180KPa。解：（1）絕干空氣流量 絕干空氣流量 水分蒸發(fā)量 由附錄查出時水的飽和蒸汽壓為3168.4，故濕度為 對干燥器作水分的物料衡算，取1為基準(zhǔn)，得 （1）對干燥器做物料衡算，得其中 題給 題給所以 將以上各值代入熱量衡算式，得 (2)聯(lián)立式（1）、（2），解得 （2）預(yù)熱器中加熱蒸氣消耗量加熱蒸氣壓強(qiáng)為180，由附錄查出相應(yīng)的汽化熱為2214.3，,預(yù)熱器中消耗熱量的速度為 其中 所以 加熱蒸氣消耗量8在恒定干燥條件下進(jìn)行間歇干燥實驗。已知物料的干燥面積為0.2m2,絕干物料質(zhì)量為15kg。測得的實驗數(shù)據(jù)列于本例附表中。試標(biāo)繪干燥速率曲線,并求臨界含水量Xc及平衡含

9、水量X*。習(xí)題8附表時間00.20.40.60.81.01.21.4物料質(zhì)量/kg44.137.030.024.019.017.517.017.0解：以表中第1、2組數(shù)據(jù)為例計算如下：開始時物料的干基濕含量 ，終了時 蒸發(fā)的水份量 干燥時間的增量 干燥速度 與干燥速率對應(yīng)的物料的平均濕含量為 由上法計算的數(shù)據(jù)列于下表時間物料質(zhì)量044.11.940.237.01.47-7.100.2-177.51.7050.430.01.0-7.00.2-1751.2350.624.00.6-6.00.2-1500.80.819.00.27-5.00.2-1250.4351.017.50.167-1.50.2

10、-37.50.2191.217.00.13-0.50.2-12.50.1491.417.00.1300.200.13以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)繪圖，從圖中讀出臨界含水量 平衡含水量 9某濕物料經(jīng)過5.5h進(jìn)行恒定干燥操作。物料含水量由X1=0.35kg/kg絕干料降至X2=0.1kg/kg絕干料。若在相同條件下,要求將物料含水量由X1=0.35kg/kg絕干料降至X=0.05k/kg絕干料。試求新情況下的干燥時間。物料的臨界含水量Xc=0.15k/kg絕干料、平衡含水量*=0.04kg/kg絕干料。假設(shè)在降速階段中干燥速率與物料的自由含水量(X-X*)成正比.解：恒速干燥的干燥時間為 降速干燥階段，

11、干燥速率與物料的自由含水量成正比。因此， 降速干燥的干燥時間為 總干燥時間為 將第一次干燥實驗的數(shù)據(jù)代入，得于是 第二次干燥時間由于第二次干燥實驗的條件與第一次相同，即所有定性的參數(shù)均不變，所以 10對lOkg某溫物料在恒定干燥條件下進(jìn)行間歇干燥,物料平鋪在0.8m×lm的淺盤中,常壓空氣以2m/s的速度垂直穿過物料層。空氣t=75,H=0.018kg/kg絕干氣,物料的初始含水量為X1=025Kukg絕干料。此干燥條件下物料的Xc=0.1kg/kg絕干料,r=0。假設(shè)陣速段干燥速率與物料含水量呈線性關(guān)系。試求:(1)將物料干燥至含水量為0.02kg/kg絕干料所需的總干燥時問:(2

12、)空氣的t、H不變,而流速加倍,此時將物料由含水量0.25kg/kg絕干料干燥至0.02kg/kg絕干料需1.4h,求此干燥條件下的Xe。解：（1）恒速段干燥速率 由空氣，查圖得相應(yīng)水的汽化熱 ，空氣對物料的對流傳熱系數(shù)濕空氣的質(zhì)量速度 濕空氣密度 濕空氣的比容 降速干燥階段時間降速段為線性關(guān)系，故降速段干燥時間因為 ，所以 總干燥時間為 （2）空氣流速加倍后 恒速干燥時間為 降速干燥時間為 總干燥時間為 即 解得 11在常壓間歇操作的廂式干燥器內(nèi)干燥某種溫物料。每批操作處理濕基含水量為159毛的濕物料500kg物料提供的總干燥面積為40。經(jīng)歷4h后干燥產(chǎn)品中的含水量可達(dá)到要求。操作屬于恒定干

13、燥過程。由實驗測得物料的臨界含水量及平衡含水量分別為0.11kg水/kg絕干料及0.002kg水/kg絕干料。臨界點的干燥速率為1kg水/(-h),降速階段干燥速率線為直線。每批操作裝卸物料時間為10min,求此干燥器的生產(chǎn)能力,以每晝夜(24h)獲得的干燥產(chǎn)品質(zhì)量計。解：一批物料中的絕干空氣流量 恒速干燥階段時間為 降速階段干燥速率線為直線，所以降速段干燥時間為 總干燥時間為 代入已知數(shù)據(jù)得 解得 干燥一批物料的干燥產(chǎn)品量 干燥一批物料所用時間 因此，生產(chǎn)能力為 12在常壓并流操作的干燥器中,用熱空氣將每種物料由初含水量X1=1kg/kg絕干料干燥到最終含水量X2=0.lkg/kg絕干料?？諝膺M(jìn)干燥器的溫度為135、濕度為0.01kg/kg絕干氣;離開干燥器的溫度為60?？諝庠诟稍锲鲀?nèi)經(jīng)歷等熔過程。根據(jù)實驗得出的干燥速率表達(dá)式為:干燥第一階段干燥第二階段式中干燥速度,/(絕干料h)試計算完成上述干燥任務(wù)所需要的干燥時間。解：本題為變動干燥操作，但給出了本題特定條件下的干燥速率微分式。根據(jù)，在圖上確定空氣的狀態(tài)點，由該點沿等焓線向右下方移動與的線相交，讀出交點處的；與的飽