《化工原理》第十三章干燥復(fù)習(xí)題及參考答案一、填空題干燥進(jìn)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。相對濕度φ值可以反映濕空氣吸收水汽能力的大小，當(dāng)φ值大時，表示該濕空氣的吸水汽的能力 ;當(dāng)φ=0時表示該空氣為 。***答案*** ?。唤^干空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。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)和接觸的空氣狀態(tài)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；首先除去的分為 ；不能用干燥方法除的水分為 。***答案*** 自由水分；非結(jié)合水分； 平衡水分已知某物料含水量X=0.4kg水.kg-1絕干料，從該物料干燥速率曲線可知：臨界含水量X=0.25kg水.kg-1X*=0.05kg.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***0.15、0.25、、0.2（單位皆為：kg水.kg-1絕干料）作為干燥介質(zhì)的濕空氣，其預(yù)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）固體物料的干燥，一般分為 兩個階段。**答案*** 恒速和降速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t 和露點(diǎn)t間的w d關(guān)系是 。***答案*** t＞t＞tw d在干燥過程中，當(dāng)物料中表面水分汽化速率 內(nèi)部水分?jǐn)U散速率時，干燥即進(jìn)入恒速干燥階段。***答案*** 小于1kg絕干空氣及 所具有的焓，稱為濕空氣的焓。***答案*** 其所帶的Hkg水汽根據(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(xì)管水分、溶脹水分濕空氣通過預(yù)熱器預(yù)熱后，其濕度 ，熱焓 ，相對濕度 。(增加、減少、不變) ***答案*** 不變、增加、減少飽和空氣在恒壓下冷卻，溫度由ｔ降至ｔ＿＿＿，濕度＿＿＿＿1 2＿，濕球溫度＿＿＿＿＿，露點(diǎn)＿＿＿＿＿。***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,與物料接觸的狀況測定空氣中的水汽分壓的實(shí)驗(yàn)方法是測量＿＿＿＿＿＿＿. ***答案*** 露點(diǎn)。,則其干球溫度ｔ,濕球溫度ｔw

，絕熱飽和溫度ｔ

,露點(diǎn)溫度asｔ的關(guān)系是ｔ＿＿ｔd

＿ｔw

＿＿ｔas

。***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?！郒=0.0276-(1.09/2423.7)(50-30)=0.0186kg水.kg絕干氣20.已知在常壓及φ=100％時,X*=0.02kg.kg-1φ=40,平衡含水量X*=0.007?，F(xiàn)該物0.23kg水.kg-1絕干料,,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*=0.23-0.007=0.223結(jié)合水量為X=0.02非結(jié)合水量X-X=0.23-0.02=0.21若維持不飽和空氣的濕度H點(diǎn)＿＿＿，相對濕度＿＿＿(變大,變小,,不確定)。***答案*** ↑， 不變； ↓；φ＝0.6干基）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?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)注在圖上。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***U＝－GcｄX/（Aｄθ）=K（H-H）,Q=αA（t-t )X W W293K101.3kN.m-20.0438kg水.kg-1100m3該空氣中含有的絕干空氣量L為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿kg絕干氣。***答案*** L=112.7kg絕干二、選擇題影響降速干燥階段干燥速率的主要因素是（ ?？諝獾臓顟B(tài)； 空氣的流速和流向； C.物料性質(zhì)與形狀。***答案*** C干燥進(jìn)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（ ）干燥介質(zhì)水汽（或其它蒸汽）的分壓。等于； B.小于； C.大于***答案*** C若離開干燥器的空氣溫度t)降低而濕度（）提高，則干燥器的熱效率會（ 而空氣消耗量會（ 。減少； B.不變； C.增加;***答案*** 、A（相同的條件下（）的熱量消耗量大于其它季節(jié)，故預(yù)熱器的傳熱面積應(yīng)以（）算基準(zhǔn)。冬季；B.夏季；C.增加；D.不變；E.減少***答案*** 、、A()焓; B.相對濕度;C.露點(diǎn)溫度; D.濕球溫度。***答案*** C指出相對濕度，絕熱飽和溫度、露點(diǎn)溫度、濕球溫度中，哪一個參量與空氣的溫度無關(guān)( )。相對濕度 B.濕球溫度 C.露點(diǎn)溫度 D.絕熱飽和溫度***答案*** C絕熱飽和溫度t 是大量的循環(huán)水與進(jìn)入的空氣在絕熱增濕塔接觸時濕空氣最后達(dá)到的as飽和狀態(tài)溫度，它等于循環(huán)水的溫度。濕球溫度t 是濕球溫度計所指示的平衡溫度，但w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：( )。兩者都對； B.兩者都不對；C.對不對；D.對不對。*答案***C對于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對濕度愈低時，其濕球溫度)。愈高；B.愈低； C.不變；D.不一定尚與其它因素有關(guān)***答案*** B空氣的飽和濕度Has

是濕空氣的如下參數(shù)的函數(shù)：( )。總壓及干球溫度； B.總壓及濕球溫度；C.總壓及露點(diǎn)；D.濕球溫度及焓。***答案*** A在濕球溫度ｔw

的計算式中，kH

/α之比值：( )。與空氣的速度變化無關(guān)；B.與空氣速度u0.8kH

/α∝uC.kH

D.不一定，與多種因素有關(guān)。***答案*** A當(dāng)濕度和溫度相同時，相對濕度與總壓的關(guān)系是：( )。成正比； B.成反比；C.無關(guān)； D.φ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(dāng)總壓由p減低至p',設(shè)其對應(yīng)的相同濕度由φ變?yōu)棣?,其間變化可由下列關(guān)系表示:H=0.622(φp/(p-φp)=0.622(φ'p/(p'-φ'p));φp/(p-φp)=φ'p/(p'-φ'p) s s S S S S s s一定濕度H的濕空氣，隨著總壓的降低，露點(diǎn)相應(yīng)地：( )。升高； B.降低； C.不變；D.不一定還與其它因素有關(guān)。***答案* B同一物料，如恒速段的干燥速率增加，則臨界含水量:( )。減?。?B.不變； C.增大； D.不一定。***答案*** C同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，則臨界含水量( )。愈低；B.愈高； C.不變； D.不一定。***答案*** B真空干燥的主要優(yōu)點(diǎn)是)省錢;B. 干燥速率緩慢;C. 能避免物料發(fā)生不利反應(yīng);D. 能避免表面硬化。***答案*** C干燥熱敏性物料時，為提高干燥速率，可采取的措施( )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*** B已知濕空氣的下列哪兩個參數(shù)，利用圖可以查得其他未知參數(shù)( )。A.(tw,t); B.(t,H); C.(p,H); D.(I,t)。**答案*** Ad d18物料中的平衡水分隨溫度升高而( )。A.增大； B.減?。籆.不變；D.不一定，還與其它因素有關(guān)。***答案***B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、問答題為什么濕空氣進(jìn)入干燥器前，都先經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱？***答案*** 一是使?jié)窨諝獾摩罩迪陆狄栽龃笃湮∷哪芰Χ翘岣咂錅兀ㄔ龃箪手?，使其傳給物料的熱增多，以供給汽化水分所需之熱。要提高恒速干燥階段的干燥速率，你認(rèn)為可采取哪些措施？***答案*** 措施：(1）提高熱空氣進(jìn)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改變熱汽空氣與物料的接觸方（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。測定濕球溫度時，當(dāng)水的初溫不同時，對測量結(jié)果有無影響？為什么？***答案***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（即所測的溫球溫度。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***帶走（破壞其平衡狀態(tài)，使干燥能穩(wěn)定連續(xù)地進(jìn)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。如何強(qiáng)化干燥過程？***答案***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（變小、厚度（減?。┲性龃笃錃?、固兩相的接觸面積或加強(qiáng)攪拌等措施來提高干燥速率。Xc的確定對于如何強(qiáng)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?（提高干燥時氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時物料的厚度減小時。試從干燥機(jī)理加以分析。***答案***干燥中，與臨界點(diǎn)對應(yīng)的物料含水量值對于如何強(qiáng)化具體的干燥過程有重要的意義。因?yàn)榕R界含水量隨物料的厚度和干燥條件而不同，所以對兩種情況下ｘ值的變化可作如下的分析：（1）ｘc↑提高干燥時氣流速度可導(dǎo)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?jǐn)U散不及的現(xiàn)象就可能提前來臨，即ｘc↑。也就是：臨界含水量ｘc隨恒速階段的干燥速率的增加而增大。（2）ｘc↓ｘc隨物料厚度的增加而增大，隨物料厚度的減小而減小。因?yàn)槲锪虾穸却螅瑑?nèi)部擴(kuò)散路徑長，阻力大，容易出現(xiàn)供不應(yīng)求（來不及供應(yīng)水分的表面汽化，故當(dāng)ｘc還較高時便已到達(dá)降速階段。∴ｘc↑。同理，物料的厚度減小時，ｘc↓。四、計算題在常壓干燥器中，將某物料從含水量3.7％干燥到0.2％（均為濕基1000kg.h-155%的原空氣經(jīng)過預(yù)熱器加熱到開干燥器時的溫度為℃和為0.36kJ.kg.9.05kw（1）絕干空氣流量（kg干氣.h-1（2）預(yù)熱器中的傳熱量（kJ.h-1（25＝3.168k。***答案***物料衡算：L(H－H)=Gc(X－X)=W；G=G(1－ｗ2 1 1 2 C 2 2

)=1000(1－0.002)=998kg絕干料.h-1X=0.037/(1－0.037)=0.0384；X=0.002/(1－0.002)=0.0021 2W=G(X－X)=998(0.0384－0.002)=36.33kg水.h-1C 1 2

=3.168kPａ；S

=0.55×3.168=1.7424kPａSH=H=0.622ｐ/(P－ｐ

)=0.0109kg水.kg-1絕干氣1 0 W W∴L(H－0.0109)=36.33 (ａ)2熱量衡算：+GC t+Q+Q+Q ＝LI+GC t+Q0 C Pm1 P d 補(bǔ) 2 C Pm2 損其中：Ｉ=(1.01+1.88×0.0109)×25+2490×0.0109 =52.9kJ.kg-1絕干氣0Ｉ=(1.01+1.88×0.0109)×85+2490×0.0109=114.7kJ.kg絕干氣1Ｉ=(1.01+1.88H)×30+2490×H=30.3＋2546H1濕物料的焓(ｃps

＋ｘｃ)tpL

=(0.36+4.187×0.0384)×24=12.5 kJ.kg-1絕干料GCpmt(0.36+4.187×0.002)×60=22.1kJ.kg-1絕干料;C 2Q=L(Ｉp

－Ｉ0

)=L(114.7－52.9)=61.8L;=9.05kJ.s-1=32580 kJ.h-1∴L(114.7-30.3-2546.4H)=998(22.1-12.5)+32580-36.33×4.187×24L(84.4－2546.4H)=38510(ｂ)聯(lián)立式(ａ)和(ｂ)解得：H=0.02661kg水.kg絕干氣-1L=23112.5 kg絕干氣.h-1;Q=L(Ｉ1

－Ｉ)=61.8L=61.8×2312.5=142913kJ.h-1=39.7 kw0500kg202％（均為濕基）。ｔ＝0.01kg水/kg0 0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(wù)所需的濕空氣量；2．空氣經(jīng)預(yù)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)．X=0.2/0.8=0.25, X=0.02/0.98=0.02041 2Gc=500(1-0.2)=400kgW=400(0.25-0.0204)=91.84kgI=(1.01+1.88H1

)t+2490H1

=127.8=I2I=(1.01+1.88H2

)t+2490H2 2→H=(127.8-60.6)/2603=0.025822L=W/(H2

-H)=91.84/0.01582=5805kg/絕干氣.0(2)QP

=L(1.01+1.88H0

)(t1

-t)=4.78×104kJ0(3)AU=G（X-X）/θ=400(0.25-0.1)/1=60kg/hC 1 2θ=G（x-x*）ln[（X-X*）/（X-X*）]/AU=400C C C 2（0.1-0.01）ln（0.09/0.0104）/60=1.295h某食品廠物料的干燥流程如下圖示。試求：(1)產(chǎn)量為多少kg.h?(2)空氣預(yù)熱器消耗的熱量為多少kw？(3)m3.h-1?I—kJ.kg-1干空氣,水汽.kg-1干空氣,v—m3.kg-1干空氣***答案***1）G：G=G2 1

-W=2000-2000（0.1-0.02)/(1-0.02)=2000-163.3=1837kg.h-1Q：Q=0-I0）＋Q'p 1=W(I-I)/(H-H)＋Q'=163.3(108-45)/(0.025-0.01)＋18800=7.047×10kJ.h-1=195.7kw1 0 2 1V=Lv=W.v/（H-H）=163.3×0.93/(0.025-0.01)=1.013×103m3.h-1均為濕基0.126kg.s-1，40％,k1k2中,離開干燥器時空氣的相對濕度為60％,1）在H－Ｉ圖上示意作出空氣的狀態(tài)變化過程，標(biāo)出狀態(tài)點(diǎn)A.B.C的位置，并注明其有關(guān)的參數(shù)；）設(shè)已查得H＝0.008kg水.kg-1＝0.03kg水.kg-1絕干氣量（kg絕干氣.s-（3）預(yù)熱器供應(yīng)之熱量Q（k（設(shè)忽略預(yù)熱器的熱損失。p***答案***（1）如答圖所示（2）G＝G1（1－ｗ）c 1＝0.126（1－0.04）＝0.121 kg.s-1ｘ＝42/58＝0.724 kg.kg-1絕干料;1ｘ＝4/96＝0.04