1、化工原理第十三章 干燥復習題及參考答案一、填空題1.干燥進行的必要條件是物料表面所產(chǎn)生的水汽（或其它蒸汽）壓力_。 *答案* 大于干燥介質(zhì)中水汽（或其它蒸汽）的分壓。2. 相對濕度值可以反映濕空氣吸收水汽能力的大小，當值大時，表示該濕空氣的吸收水汽的能力_;當=0時。表示該空氣為_。 *答案* ?。?絕干空氣3. 干燥速率曲線是在恒定干燥條件下測定的，其恒定干燥條件是指：_均恒定。 *答案* 干燥介質(zhì)（熱空氣）的溫度、濕度、速度以及與物料接觸的方式。4. 在一定溫度下，物料中結(jié)合水分和非結(jié)合水分的劃分是根據(jù)_而定的；平衡水分和自由水分是根據(jù)_而定的。 *答案* 物料的性質(zhì)； 物料的性質(zhì)和接觸的

2、空氣狀態(tài)5. 在一定空氣狀態(tài)下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分為_；首先除去的水分為_；不能用干燥方法除的水分為_。 *答案* 自由水分； 非結(jié)合水分； 平衡水分6. 已知某物料含水量X=水.kg-1絕干料，從該物料干燥速率曲線可知：臨界含水量X=水.kg-1絕干料，平衡含水量X*= 水.kg-1絕干料，則物料的非結(jié)合水分為_，結(jié)合水分為_，自由水分為_，可除去的結(jié)合水分為_。 *答案* 、（單位皆為：kg水.kg-1絕干料）7. 作為干燥介質(zhì)的濕空氣，其預熱的目的_。 *答案* 降低相對濕度（增大吸濕的能力）和提高溫度（增加其熱焓）8. 固體物料的干燥，一般分為_兩個階段。*答案* 恒速和

3、降速9. 在對流干燥器中最常用的干燥介質(zhì)是_，它既是_又是_。 *答案* 不飽和的熱空氣、 載熱體、 載濕體10. 對于不飽和空氣，表示該空氣的三個溫度，即：干球溫度t，濕球溫度tw和露點td間的關(guān)系是_。 *答案* ttwtd11. 在干燥過程中，當物料中表面水分汽化速率_內(nèi)部水分擴散速率時，干燥即進入恒速干燥階段。 *答案* 小于12. 1kg絕干空氣及_所具有的焓，稱為濕空氣的焓。 *答案* 其所帶的H kg水汽13. 根據(jù)水分與物料的結(jié)合方式不同，其物料中的水分可分_。 *答案* 吸附水分、毛細管水分、溶脹水分14. 濕空氣通過預熱器預熱后，其濕度_，熱焓_，相對濕度_。(增加、減少、

4、不變) *答案* 不變、 增加、 減少15. 飽和空氣在恒壓下冷卻，溫度由1降至2，此時其相對濕度， 濕度，濕球溫度，露點。 *答案* 不變，下降，下降，下降。16. 恒定的干燥條件是指空氣的、以及都不變。 *答案* 濕度、溫度、速度,與物料接觸的狀況17. 測定空氣中的水汽分壓的實驗方法是測量. *答案* 露點。18. 對于為水蒸汽所飽和的空氣,則其干球溫度,濕球溫度w，絕熱飽和溫度as,露點溫度d的關(guān)系是dwas。 *答案* ，。19. 干燥操作的必要條件是_ 干燥過程是相結(jié)合的過程。 *答案*濕物料表面的水蒸汽分壓大于干燥介質(zhì)中的水蒸汽分壓 ; 傳質(zhì)過程與傳熱過程。H=(50-30)=水

5、.kg絕干氣20. 已知在常壓及25下水份在某濕物料與空氣之間的平衡關(guān)系為：相對濕度=100時, 平衡含水量X*=水.kg-1絕干料；相對濕度=40時, 平衡含水量 X*=。現(xiàn)該物料含水量為水.kg-1絕干料,令其與25,=40的空氣接觸, 則該物料的自由含水量為kg水.kg-1絕干料, 結(jié)合水含量為kg水.kg-1絕干料,非結(jié)合水的含量為kg水.kg-1絕干料。 *答案* 自由含水量 X-X*= 結(jié)合水量為 X= 非結(jié)合水量 X-X= 22. 若維持不飽和空氣的濕度H不變，提高空氣的干球溫度，則空氣的濕球溫度，露點，相對濕度(變大,變小,不變,不確定)。 *答案* ， 不變； ；23.用相對

6、濕度0. 6的空氣干燥含水量為（干基）的濕木材。木材水份含量和空氣相對濕度的關(guān)系如圖所示。 則平衡水份； 自由水份； 非結(jié)合水份。 并將有關(guān)水分數(shù)據(jù)標注在圖上。24. 恒定條件下恒定干燥傳質(zhì)速率方程是； 恒定條件下恒速干燥傳熱速率方程是。 *答案* UGcX/（A）=KX（HW-H）,Q=A（t-tW)25. 濕空氣在293K和總壓 下，濕度為水.kg-1絕干氣，則100m3該空氣中含有的絕干空氣量L為kg絕干氣。 *答案* L=絕干氣 二、選擇題1.影響降速干燥階段干燥速率的主要因素是（ ）。 A. 空氣的狀態(tài)； B.空氣的流速和流向； C. 物料性質(zhì)與形狀。*答案* C 2. 干燥進行的必

7、要條件是物料表面所產(chǎn)生的水汽（或其它蒸汽）壓力（ ）干燥介質(zhì)中水汽（或其它蒸汽）的分壓。 A. 等于； B. 小于； C. 大于 *答案* C3. 若離開干燥器的空氣溫度（t)降低而濕度（H）提高，則干燥器的熱效率會（ ），而空氣消耗量會（ ）。 A. 減少； B. 不變； C. 增加; *答案* C、 A4. 干燥過程中預熱的熱量消耗隨空氣進入預熱器的溫度的降低而（ ）。所以干燥在任務相同的條件下（ ）的熱量消耗量大于其它季節(jié)，故預熱器的傳熱面積應以（ ）為計算基準。 A. 冬季； B. 夏季； C. 增加； D. 不變 ； E. 減少 *答案* C、 A、 A5. 濕空氣在預熱過程中不變化

8、的參數(shù)是( ) A. 焓; B. 相對濕度; C. 露點溫度; D. 濕球溫度。 *答案* C6. 指出“相對濕度，絕熱飽和溫度、露點溫度、濕球溫度”中，哪一個參量與空氣的溫度無關(guān)( )。 A. 相對濕度 B. 濕球溫度 C. 露點溫度 D. 絕熱飽和溫度 *答案* C7. 絕熱飽和溫度 tas是大量的循環(huán)水與進入的空氣在絕熱增濕塔接觸時濕空氣最后達到的飽和狀態(tài)溫度，它等于循環(huán)水的溫度。濕球溫度 tw是濕球溫度計所指示的平衡溫度，但它并不等于濕紗布中水分的溫度。 對以上兩種說法正確的判斷是：( )。 A. 兩者都對； B. 兩者都不對； C. 對不對； D. 對不對。*答案* C8. 對于一定

9、干球溫度的空氣，當其相對濕度愈低時，其濕球溫度：( )。 A. 愈高； B. 愈低； C. 不變； D. 不一定，尚與其它因素有關(guān)。*答案* B 9. 空氣的飽和濕度Has是濕空氣的如下參數(shù)的函數(shù)：( ) 。 A. 總壓及干球溫度； B. 總壓及濕球溫度； C. 總壓及露點； D. 濕球溫度及焓。 *答案* A10. 在濕球溫度w的計算式中，kH/之比值：( )。 A. 與空氣的速度變化無關(guān)； B. 與空氣速度u的次方成正比，即kH/u C. kH/u； D. 不一定，與多種因素有關(guān)。*答案* A11. 當濕度和溫度相同時，相對濕度與總壓的關(guān)系是：( )。 A. 成正比； B. 成反比； C.

10、 無關(guān)； D. 與ps成正比。 *答案* A 在相同的 H值和溫度t(即相同的飽和蒸汽壓P)下,當總壓由p 減低至p,設其對應的相同濕度由變?yōu)?其間變化可由下列關(guān)系表示: H=(ps/(p-ps)=(pS/(p-pS) ;pS/(p-pS)=ps/(p-ps) p/p=/ 12. 一定濕度H的濕空氣，隨著總壓的降低，露點相應地：( )。 A. 升高； B. 降低； C. 不變； D. 不一定，還與其它因素有關(guān)。 *答案* B13. 同一物料，如恒速段的干燥速率增加，則臨界含水量:( ) 。 A. 減?。?B. 不變； C. 增大； D. 不一定。*答案* C14. 同一物料， 在一定的干燥速率

11、下，物料愈厚，則臨界含水量 ( )。 A. 愈低； B. 愈高； C. 不變； D. 不一定。 *答案* B15. 真空干燥的主要優(yōu)點是：( ) A. 省錢; B. 干燥速率緩慢; C. 能避免物料發(fā)生不利反應; D. 能避免表面硬化。 *答案* C16. 干燥熱敏性物料時，為提高干燥速率，可采取的措施是( ) A. 提高干燥介質(zhì)的溫度； B. 增大干燥面積； C. 降低干燥介質(zhì)相對濕度； D. 增大干燥介質(zhì)流速 *答案* B17. 已知濕空氣的下列哪兩個參數(shù)，利用H圖可以查得其他未知參數(shù)( )。 A. (tw,t); B. (td,H); C. (p,H); D. (I,td)。*答案* A

12、18 物料中的平衡水分隨溫度升高而 ( )。 A. 增大； B. 減?。?C. 不變； D. 不一定，還與其它因素有關(guān)。*答案* B 19. 空氣的濕含量一定時，其溫度愈高，則它的相對濕度（ ）。 A. 愈低、 B. 愈高； C. 不變 *答案* A三、問答題1.為什么濕空氣進入干燥器前，都先經(jīng)預熱器預熱 *答案* 一是使?jié)窨諝獾闹迪陆?，以增大其吸取水汽的能力；二是提高其溫度（即增大焓?），使其傳給物料的熱增多，以供給汽化水分所需之熱。2. 要提高恒速干燥階段的干燥速率，你認為可采取哪些措施 *答案* 措施：(1）提高熱空氣進干燥器的溫度和降低其濕度； (2）提高熱空氣通過物料的流速 (3）

13、改變熱汽空氣與物料的接觸方式（如將物料充分分散在氣流中，增大氣、固兩相接觸表面，或氣流垂直通過比平行通過物料層效果好）。3. 測定濕球溫度時，當水的初溫不同時，對測量結(jié)果有無影響為什么 *答案* 無影響。若水溫等于空氣溫度時，則由于濕紗布表面的水分汽化而使其水溫下降、若水溫高也會降溫（一方面供給水分汽化需要的熱量，一方面散熱至空氣中）、若水溫低、則水分汽化需要的熱量就會從空氣中吸熱。最終都會達到濕、熱平衡（即所測的溫球溫度）。4. 在對流干燥過程中。為什么說干燥介質(zhì)一濕空氣既是載熱體又是載濕體 *答案* 因物料中水分汽化需要熱量，此熱量由空氣供給，而汽化的水汽又要靠空氣帶走（破壞其平衡狀態(tài)），

14、使干燥能穩(wěn)定連續(xù)地進行。故濕空氣在干燥過程中起到供熱、去濕的作用，故稱濕空氣是載熱體又是載濕體。5. 如何強化干燥過程 *答案* 強化干燥過程要依據(jù)干燥的不同階段而采取不同的措施。在等速干燥階段：要使干燥速率提高，其措施：增大熱空氣的溫度、降低其濕度；增大熱空氣的流速；改變其接觸方式（如垂直流過物料層效果比平行好，若將物料充分分散于氣流中更好） 在降速干燥階段：主要改變物料的尺寸（變?。⒑穸龋p?。┗?qū)⑽锪铣浞址稚⒂跉饬髦性龃笃錃?、固兩相的接觸面積或加強攪拌等措施來提高干燥速率。6. 為什么臨界含水量Xc的確定對于如何強化具體的干燥過程具有重要的意義下列兩種情況下Xc將會變大還是變小 （1）

15、提高干燥時氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時；（2）物料的厚度減小時。試從干燥機理加以分析。 *答案* 干燥中，與臨界點對應的物料含水量c稱為臨界含水量。臨界點是恒速與降速階段之分界點。在恒速階段與降速階段內(nèi)，物料干燥的機理和影響干燥速率的因素是各不相同的。 物料在干燥過程中，一般均經(jīng)歷預熱階段、恒速干燥階段和降速干燥階段，而其中恒速階段和降速階段是以物料的臨界含水量來區(qū)分的。若臨界含水量c值愈大，便會較早地轉(zhuǎn)入降速干燥階段，使在相同的干燥任務下所需的干燥時間愈長。由于兩個干燥階段物料干燥的機理和影響干燥速率的因素不同，因此確定c值對于如何強化具體的干燥過程有重要的意義。因為臨界含水量隨物料

16、的厚度和干燥條件而不同，所以對兩種情況下值的變化可作如下的分析： （1）c 提高干燥時氣流速度可導致等速階段Uc的增加（Uc為等速階段的干燥速率） ，但隨著U，內(nèi)部水分擴散不及的現(xiàn)象就可能提前來臨，即c。也就是：臨界含水量c隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。 （2）c c隨物料厚度的增加而增大，隨物料厚度的減小而減小。因為物料厚度大，內(nèi)部擴散路徑長，阻力大，容易出現(xiàn)供不應求（來不及供應水分的表面汽化），故當c還較高時便已到達降速階段。 c。 同理，物料的厚度減小時，c。四、計算題1. 在常壓干燥器中，將某物料從含水量干燥到（均為濕基），干燥產(chǎn)品產(chǎn)量為1000kg.h-1。溫度25、相對濕度55

17、%的原空氣經(jīng)過預熱器加熱到85后再進入干燥器，離開干燥器時的溫度為30，物料進、出干燥器時的溫度分別為24和60，絕干物料比熱為kg絕干料.，假設干燥器的熱損失為，試求：（1）絕干空氣流量（kg絕干氣.h-1）；（2）預熱器中的傳熱量（）。（25時水的飽和蒸汽壓）。 *答案* 物料衡算：L(H2H1)=Gc(X1X2)=W；GC=G2(12)=1000(1=998kg絕干料.h-1X1=(1= ；X2=(1= W=GC(X1X2)=998=水.h-1 已知25時水的飽和蒸氣壓PS=； Pw=PS= H1=H0=W/(PW)=水.kg-1絕干氣 L(H2= () 熱量衡算： LI0+GCCPmt

18、1+QP+QdLI2+GCCPmt2+Q損其中：0=+25+2490 = 絕干氣 1=+85+2490 =絕干氣 2=+30+2490H2=2546H2 濕物料的焓 Cpmt1= (psX1pL)t1=+24= 絕干料 產(chǎn)品的焓 Cpmt2= (psX2pL)t2 =+60=絕干料;Qp=L(1-0)=L61.8L損= =L(I1-I2)=L+2546H2)= GC(CPmt2-CPmt1)+ Q損- WpLtm1 =998即：L=28930 () 聯(lián)立式()和()解得： H=0.02661 kg水.kg絕干氣-1 L=23112.5kg絕干氣.h-1; Qp =L(1-0)=61.8L= =

19、142913 =2. 在常壓絕熱干燥器內(nèi)干燥某濕物料。將500kg的濕物料從最初含水量20降至2（均為濕基） 。0=20，H00.01kg水/kg絕干氣的空氣經(jīng)預熱器升溫至100后進入干燥器，在干燥器內(nèi)空氣經(jīng)歷一個等焓干燥過程，廢氣溫度為60。試計算：1完成上述干燥任務所需的濕空氣量；2空氣經(jīng)預熱器獲得的熱量； 3在恒定干燥條件下對該物料測得干燥速率曲線如圖所示。已知恒速干燥段所用時間為1h求降速段需多少時間。(1)X1 = , X2 = Gc =500=400kg W=40091.84kg I1 =+ )t1 +2490H0 =I2I2=+t2+2490H2 H2 = L=W/(H2 -H0

20、 )=5805kg /絕干氣。(2)QP =L+ )(t1 -t0 )=104kJ(3)AUC=GC（X1-X2）/=40060kg =GC（XC-X*）ln（XC-X*）/（X2-X*）/AUC=400（）ln（）/60= 3.某食品廠物料的干燥流程如下圖示。試求：(1)產(chǎn)量為多少 (2)空氣預熱器消耗的熱量為多少kw(3)風機抽送的濕空氣量為多少注：圖中代號單位：w濕基含水量； I干空氣, Hkg水汽.kg-1干空氣 , v干空氣 *答案* 1）產(chǎn)量G：G2=G1-W=2000-2000（ =1837kg.h-12)預熱器消耗的熱量Q：Qp=L（I1-I0）Q=W(I1-I0)/(H2-H1)Q =(108-45)/風機抽送的風V：V=Lv=（H-H）= =103m3.h-14. 如附圖所示，濕物料含水量為42，經(jīng)干燥后為4（均為濕基），產(chǎn)品產(chǎn)量為0.126kg.s-1，空氣的干球溫度為21,相對濕度40,經(jīng)預熱器k1加熱至93后再送入干燥器k2中,離開干燥器時空氣的相對濕度為60, 若空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓干燥過程，試求：（1）在H圖上示意作出空氣的狀態(tài)變化過程，標出狀態(tài)點的位置，并注