1靜力學1-1 4.157×102kPa（表壓）1-2 （1）pB=-876.4Pa （2）R｀=0.178m1-3 R｀=0.491m質量守恒1-4 u=1.64m/s1-5 u1=0.885m/s（大管）u2=1.274m/s（小管）qm=4.60kg/s機械能守恒1-6 qv=57.76m3/h1-7 dmin=0.0466m1-8 hf,1-2=0.767J/kg1-9 qv=0.1814m3/s1-10 4.16m1-11 (1)hf,1-2=2.58J/kg；(2)若管道傾斜，qvu1，u2hfR相同1-12 H=7.08m流動型式1-13 （1）Re=1315<2000,是層流流動；(2)l=7309.9m1-14 （1）q=3.33m3/h（2）p1下降，2管路計算1-15 11.63%1-16 （1）q=95.52m3/h（2）pB=39166.7N/21-17 hf1=0.32m，hf21.11m，hf3=3.98m。比較：Hf2/Hf1=3.47，Hf3/Hf1=12.441-18 qv=3.18m3/h流量測量1-19 qv=25.6m3/h1-20 Rmax=1.092m1-21 （1m(2)2=68.26m（3，因高位槽水位不變，流量aPa泵的安裝高度1-22 [Hg]=－0.823m1-23 [Hg]=4.49m泵的特性1-24 He=50.4m1-25 Pe=539W；η=51.3%1-26 (1)Pe=439.8（2）Pa=0.733kW泵的選用1-27 He=20m，qv=40m3/hB帶泵管路1-28 （1）q=6.67m3/h（2）P=13.8kPa表壓)1-29 Pa=4.436kW1-30 qv=42.39m3/h1-31 qv=6.0m3/hRe=1698.5<2000，處于層流區(qū)，假設正確計算有效。1-32 qv=22.0m3/h1-33 (1)qv=14.76m3/h；(2)Pa=3.61kW1-34 (1)Pa=855W；(2)P3=215.62kPa1-35 (1)51.5kPa；(2)Pa=4.26kW；(3)H=29.7m2章傳熱熱傳導2-1 b1=0.25m，b2=0.14m，t3=242.8℃2-2 Q=4140kJ/h2-3 (1)q=608W/m2；(2)t3=678℃2-4 (1)Q－45W(2)Q－59W（3）保溫材料置于保溫內層，保溫效果更好。2-5 t2=t1-0.152Q/(λl)2-6 (1)Q/l=351.7W/m；(2)t2=273.8℃2-7 (1)λ=44.9W/(m·K)；(2)δ=30mm；(3)119.8℃2-8 Q=1034.4kW2-9 Q=221.3kW, qm=0.0982kg/s2-10 W=3380kg/h對流給熱2-11 3.482倍2-12 α1’=0.583α12-13 (1)α=5023.7W/(m2·K)；(2)α’=5812.6W/(m2·K)傳熱系數(shù)計算2-14 (1)Ko=44.66W/(m2·K)(2)Ko’=80.70W/(m2·K)，即傳熱系數(shù)增大了80.74%；(3)Ko’’=45.94W/(m2·K)，即僅增大了2.87%2-15 (1)Ko=93.95W/(m2·K)；(2)Ko=85.95W/(m2·K)2-16 K=2022W/(m2·K)2-17 K=446.03W/(m2·℃), qm2=3521.5kg/h2-18 并流時，Δtm=64.52℃；逆流時，Δtm=84.90℃2-19 并流時，Δtm=39.9傳熱過程計算2-20 Ko=40.39W/(m·K)，Ao=174.1m22-21 (1)qm2=7982kg/h(2)Δtm=27.19mΔt=32.74℃，l =2.813mm逆2-22 15%2-23 (1)T=124.2℃；(2)t2＇=88.05℃2-24 l＇=1.8553m

=3.39m；逆流時，并2-25A需=10.382A實際=112>10.382,用。2-26(1)l=2.994m≈3m；(2)t2＇=92.02℃,(3)在給定的溶液流量下，產生垢層熱阻后，要保持溶液的進、出口溫度為原值，采取的措施為清除污垢或提高加熱蒸汽溫度（即調節(jié)加熱蒸汽的壓強）2-27（1A需=2.805m2<A實際=32（2A需=3.442>A實際=32，故不可用2-28 （1i=90.21W/(m2·（2Ko=71.64W/(m2·℃（3Q=144444.44W,Q負荷=16344.8W，可見：換熱器的熱負荷大于要求的換熱量，故此換熱器可（4）Tw=107.6℃，所以壁溫接近于外側蒸汽溫度（α體的溫度。2-29 （1）W=102.95kg/（2）A=1.3032；(3)T’=145.℃2-30 (1)W=359.2kg/h; (2)Ki=378.76W/(m2·℃)（3）l=50.81m換熱器核算2-31 t=73.08℃2-32 t2＇=84.54℃2-33 W/(m2·K)；(2)30t2＇=30℃2-34 Q=496218.75W2-35 2-36 (1)t=50.6℃，l=11.01（2）9.58%2-37 （1）T=124.3℃; (2)t2＇=88.13℃2-38 W/(m2·℃)，αi=3598.2W/(m2·℃)，αo=2492.88W/(m2·℃)；（2）39.5%2-39 (1)αi=937.422·℃)（2）l=11.49（3）t2＇=7℃2-40 （1）Ai=33.35m2（2）t2＇=55.7℃2-41 (1)A需=72.6m2>A實際=60.61m22t2=103.8℃，W=302.17kg/h2-42 5.67×10-4(m2·℃)/W2-43 (1)T2＇=59.6℃; (2)0.5072倍；(3)t2＇=29.4℃T2＇=57.5（3）Q’’/Q’=1.04,即傳熱速率增大4%3顆粒沉降3-1 μ=0.0152Pa·s3-2 dp=75.3μm3-3 ut’=0.02m/s3-4 dp=17.5μm3-5 qv=807m3/h，氣體處理量增大一倍，可設置一層中間水平隔板。4d(4d()gp sut3-7

ut,300.588ut,603-8 在水中，ut=8.06×10-4m/s；常壓空氣，ut=0.072m/s3-9 （1）先除塵后升溫，q=10.923/h（2）q=6.0m3/h過濾3-10 τw=2.182h3-11 K=2×10-4m2/s3-12 (1)1=26.67min（2）q2-1=0.828/2（）w=19min3-13（1）1=1.277（2）2.07m3（3）=35min3-14（1）83（2）233-15 τ2=2.25h3-16（1）0.671h（2）0.194m3/h4氣液相平衡4-1 （1pl=5.4kPa=p（2p2e=2.7kPa<p（kPa>（4）x=3.610-5，x=5.4×10-4x>x，故解吸4-2 pe=26.19kPa，pco2=15kPa，pe>pco2推動力為：Δp=11.19kPa擴散和相際傳質速率4-3 Ky=3.656×10-4kmol/(m2·s)吸收過程數(shù)學描述4-4 略吸收過程物料衡算4-5 y1=0.04，y2=0.002，x1=0.01267，x2=0填料層高度計算4-6 H=3.06m4-7 （1x1=0.026（2H=8.58.5m6m該塔不合用4-8 （1）3（2）x1=0.028（3）O=194-9 （1）x1=0.00（2）H=5.9m4-10（1）2（2）x1=0.022，O=7.844-11（1）x1=0.000（2）O=0.505（3）H=5.4m填料塔核算4-12（1）O=4.（2）1.46倍4-13（1）O=0.695m，Kya=0.0467kmol/(m2·s（2）W=253kg/h4-14 y2=0.0024-15 (1)η’=0.8（2）x1’=0.003255相平衡5-1 （1）t=65.3℃（2）x=0.5125-2 (1)t=81.3℃（2）A=0.187物料衡算、操作線方程D V V5-3 （1）F

0.228（2）L

0.470

0.595L5-4 D=17.1kmol/h，F(xiàn)=82.9kmol/h，xw=0.4385-5 V=11kmol/h5-6 （1）D=20kmol/h，W=80kmol/（2）R=25-7 (1)D=43.8kmol/h，W=56.2kmol/h（2）R=2.015-8 xD=0.8755-9 （1）Rmin=0.8（2）V=V=130kmol/h（3y=0.6154x+0.36545-10（1）x=0.8（2）q=1/（3）y=1.375x-0.018755-11（1）n+1=0.76xn+0.2（2）y=1.52x-0.021理論板數(shù)計算5-12 16塊理論板（含塔釜8塊理論板5-13 N=14.3，NT=15（含塔釜）精餾塔核算5-14 xD，max=0.755-15 xmax=1n+1=0.75n+0.2ym+1=2xm-0.1255-16 xD=0.889，xw=0.1946萃取計算6-1 (1)x=0.0，=0.046，E=64.1k，R=25.9kg（2）k=0.76，6-2 (1)x=0.1=0.1E=92.2kR=87.8kg（20=21.31kR0=78.69kg6-3 (1)B=0.0526，xB=0.82，R=88.6k，E=130.5kg（2）S=119.1kg6-4 (1)S’=59k（2）xAmin=0.06，結晶計算6-5 m=4.47kg6-6 t=44.9℃吸附計算6-7 α=138.3m2/g6-8 τB=6.83h膜分離計算6-9淡水2=0.000；濃鹽水3=0.082；進口端：JV=0.0125kg（m2.s；出口端：JV2=0.00436kg/（m2.s）第7章固體干濕空氣的性質7-1 0.9247-2 W水=0.0174kg水/kg干氣，Q=87.6kJ/kg干氣7-3干球溫干球溫濕球溫相對濕熱焓水汽分露濕度度度度/(kJ/kg干氣)壓點/℃/℃水/kg干氣）/%/kPa/℃0.031911.01654.832.5350.026201254.1280.020953.2255733213.728300.01962598237-4 (1)ΔI=1.25kJ/kg7間歇干燥過程計算自由含水量=0.243kg水/kg干料；結合水含水量=0.02kg水/kg非結合水量=0.23kg水/kg干料7-6 τ=7.06h7-7 τ =2.95h，τ =18.14h，τ=21.09h恒 降連續(xù)干燥過程的計算7-8 （1）V =250.75kg干氣/h（2）Q =25797.2kJ/h（3）Q =13983.3kJ/h空氣 預 補7-9 （1）V=223kg/（2）t=16℃（3）7-10 （1）V=10.9kg/s,8（2）V=6.59kg/，干燥1、干燥實驗中，哪些干燥條件應恒定不變？在此條件下進行長時間干燥，最終能否得到絕干物料？2、結合水與平衡水分有何區(qū)別和聯(lián)系？答平衡水分是在一定空氣狀態(tài)下不能被干燥除去的水分，是干燥的極限。料所含水分的最低值，濕物料的含水量低于此值便會從飽和濕空氣中吸收水分。一定狀態(tài)的空氣干燥除去。3、如何區(qū)別平衡水分和自由水分？（5分）4、請示意性的畫出濕空氣的濕焓圖，對于任意空氣狀態(tài)指出它的狀態(tài)點：水氣分壓；焓；露點t；濕球溫度t。d W水氣分壓p，濕度H；焓I；t；d濕球溫度t；W相對濕度φ畫出圖（2分）并指出上述六個參數(shù)（4）5、濕球溫度6、絕熱飽和溫度下冊干燥濕度、相對濕度、焓帶循環(huán)的干燥器物料衡算（求循環(huán)量熱量衡算（求溫度）預熱器熱量【例5－5】三、請回答下列問題（10分）（２０分）1kg/s含水量為3.5%，干燥產品的濕基含水量為0.5%?？諝獾臓顩r為：初始溫度為250.005kg/kg干空氣，經預熱后進干燥器的溫度為140℃，若離開干燥器的溫度選定為60℃，試計算需要的空氣消耗量及預熱器的傳熱速率。假設空氣在干燥器內經歷等焓過程，I=（1.01+1.88H）t+2490H。一、（20分）采用常壓干燥器干燥物料，每小時處理2000kg，干燥操作使物料的濕基含量40%5%20C，濕度水/kg120C40C，若在干燥器中空氣狀態(tài)沿等焓線變化。已知濕空氣焓的計算式為I=(1.01+1.88H)t+2490H，試求：水分蒸發(fā)量W(kg/s)；絕干空氣消耗量L(kg/s)；95%時的產品量；如鼓風機裝在新鮮空氣入口處，風機的風量應為多少（20分）（）水分蒸發(fā)量wG

w w1

20000.40.050.205Kg/s （4分）1 1w2

3600 10.05（2）絕干空氣消耗量

L wH H2 1H其中H1=H0=0.009kg水/kg絕干求 ：H2因 =I21.88H)t 2490H 1.88H)t 2490H1 1 1 2 2 21.880.009)12024900.0091.88H)402490H2 2解得 H2=0.041kg水/kg絕干空氣則 L

0.205 6.406kg絕干空氣/s （6分）0.0410.009（3）G2或G

G W11wG 1

20000.2050.351kg/s3600200010.40.351kg/s2 11-w2

3600 0.05又干燥收率的定義為實際產品量

G100% 2100%理論產品量 G2所以 G2

0.35195%0.333kg/s （6分）2（4）t 20CH 0.009kg水/kg絕干空氣時空氣的濕比容為0 0273tv (0.7731.244HH

273(0.7731.2440.009)273202730.842m3

/kg絕干空氣體積流量VLv 6.4060.8425.394m3/s (4分)H120℃飽和蒸汽加熱后進入干燥器以干燥某種濕物料，已知空氣狀況為：進預熱器前濕空氣中水氣分壓P=1.175Kpa，0溫度為15℃，進干燥器前溫度為90℃，出干燥器后溫度為50℃，物料狀況為：進干燥器前X0.15Kg/KgX0.01Kg/Kg250Kg/h1 2（按干燥器出口產品計，預熱器總傳熱系數(shù)為50w/(2·1絕干空氣消耗量；2風機送風量；3預熱器傳熱面積。注：H=0.622P0

/(P-P);0υ=(1/29+H/18)×22.4×(t+273)/273;I=(1.01+1.88H)t+2490HH 0 G

H2502絕干物料流量：G2

1x2

248kg絕干料/h （1分）10.01wG(x1

x248(0.150.01)34.7kg/h （1分）2H0

p0pp00

0.622 1.175 0.0073kg/kg絕干氣（2分）101.331.175I (1.011.88H)t2490H (1.011.880.0073)1524900.007333.5kJ/kg（2分）H0 0 0 0進干燥器前：H H 0.0073kg/kg絕干氣1 0I (1.011.880.0073)9024900.0073110kJ/kg絕干氣 （2分）H1出干燥器后：IH2

I 110kJ/kg絕干氣H1即I (1.011.88H)502490H 110kJ/kg絕干氣H2 2 2得H 0.023kg/kg絕干氣 （2分）2w 34.7風機送風量：

H H2

2210kg干空氣/h （2分）0.0230.0073V

L(

1

t 273022.40 1822m3/h （3分）H 29 18 273預熱器傳熱面積：Q L(Ip

I 2210(11033.5)169100kJ/h47kw （2分）H2t (12015)(12090)59.9Cm ln1201512090QS

47103 16m2 （3分）KTm

5059.9用熱空氣干燥某種濕物料，要求干燥產品為0.1kg/s，進干燥器時濕物料溫度為含水量13（濕基，出干燥器的產品溫度為4℃，含水量1%（濕基。原始空氣的溫度為150.0073kg/kg，在預熱器采用絕壓）的飽和蒸汽加熱至100℃進入干500.0235kg/kg。求:水分蒸發(fā)量WL。單位時間內預熱器消耗熱量Qp蒸汽消耗量D。注：200kPa（絕壓）飽和蒸汽的汽化焓I-I=(1.01+1.88H)(tt1 0 0 1 0五（20分）X1分）

1w1ww1w

0.13 0.149kg/kg （110.130.01物料出干燥器時干基含水量：X2分）

21w2

0.0101kg/kg （110.01GG2

W2

)0.10.099kg絕干料/s （2分）水分蒸發(fā)量：WG(X X)0.099(0.1490.01375kg水分/s（41 2分）L

w 0.01375 0.849kg絕干氣/s （4H H2 1分）

0.02350.0073單位時間內預熱器消耗熱量：Q L(Ip 1

I)L(1.011.88H0

)(t1

t)00.8491.880.0073)15)73.9kW （5分）3D

73.92205

0.0335kg/s120.6kg/h （3分）（20分）在常壓絕熱干燥器中將 1500kg濕物料從原始含水量 18%降至1.5%(均為濕)t 25℃、H 0.010kg/kg絕干氣的空氣在預熱器0 0升溫至90℃后進入干燥器，離開干燥器空氣的溫度為50℃。試求：完成上述干燥任務所需要的空氣量；預熱器中加熱蒸汽的消耗量（2205kJ/kg略預熱器熱損失；干燥系統(tǒng)的熱效率；通過恒定條件下的干燥實驗測得，物料的臨界含水量X 01kg /kg X*/kg絕干料；c48m2，恒速階段的干燥速率Uc

2.2kg/(m2h)，假定降速階段干燥速率與自由含水量XX*)需干燥時間為若干。）所需空氣量G'G1

w1w

)1500(10.18)1230kg18X 11 1w11.5X

100180.015322 1001.5WG'(X1X2)1230(0.21950.01523)251.3kgL W

（1）H H2 0H 由焓的衡算求得。對于絕熱干燥過程，空氣進出干燥器的焓值相等，即21.889024900.011.88H )502490H2 2解得：H 0.02593kg/kg絕干氣2將有關數(shù)值代入式1，得到L 253.1 1.578104kg絕干氣0.025930.01L H )1.578104)1.594104kg新鮮氣w 0預熱器中加熱蒸汽的消耗量Q 1.88H)(t t)1.5781041.88p 0 1 01.055106kJ加熱蒸汽消耗量為Q 1.055106W p 478.6kgh r 2205干燥系統(tǒng)的熱效率對于絕熱干燥過程，可用兩種方法計算W(24901.88t2Qp

1.8850)1.055106

0.615761.57%或

t t1

100%

9050100%61.54%t t1 0(4)干燥時間G'

9025X X* [(X X )(XSU 1 c c

X*)ln c ]X X*2

[(0.21950.10)(0.10ln

0.10-

]4.375h482.2 0.015230.01溫度為20°C、濕度為0.01kg/kg絕干氣的常壓新鮮空氣，經預熱器預熱至120°C后用于干燥某濕物料?？諝怆x開干燥器的溫度為60°C、濕度為0.05kg/kg絕干氣，濕物料進出干燥器的溫度分別為30°C、50°C，濕基含水量分別為20%、5%，干燥產品流量為60kg/h，濕物料的平均比熱容為2.134kJ/(kg濕物料.°C)，忽略干燥系統(tǒng)的熱損失。試求：(

QL(I2

I)G(I'1

I')Q1 L

)L1.01(t2

t )W(2490.0

)GC ( m 2

)Q1 L(）（）干燥系統(tǒng)的熱效率。20% 5%六、答） X1

120%

0.25 X2

15%WG(X1

X )GG2 1

L(H2

H)1GG1

w1

)60*(120%)48Kg/h48*0.250.053)L*0.05所以L236.4Kg絕干氣/h（2）干燥的水分量WG*(X X )48*(0.250.053)9.46Kg水/h1 2總干燥的熱量：QL(I2

I)G(I'1

I')Q1 LL1.01(t2

t )W(2490.0

)GC m

)Q1 L236.4*1.01*(6020)9.46*(24701.88*60)60*2.134*(5030)03550.5624622.492560.830733.85KW干燥系統(tǒng)熱效率為W(24901.88t2)*100%9.46*(24901.88*60)*100%80.1%Q 30733.85七、計算題。（10分）2100Kg0.012Kg水/Kg6040濕物料處理量為400Kg/2℃升到310干燥至0.5（均為濕基，濕物料的平均比熱容Cm3.2KJ/(Kg絕干料。干燥器的熱損失速率QL1.2。若干燥過程可視為等焓過程。1）Kg/（2）空氣離開干燥器的濕度（）干燥器的熱效率。Q1.01L(t t)W(24901.88t)Gc )Q2 0 2 c m 2 1 L一、（20分）15%4h0.11kg/kg0.002kg/kg1kg求此干燥器的生產能力，以每晝夜（24h）獲得的干燥產品質量計。一、（20分）[解]由題意可知，每批操作處理濕基含水量為15%，即X 15% 31 115% 17在恒速干燥階段全部需要時間t G

X)

12.5(3

0.830h4h （1）1 SU C

C 1 17

(10分)由此可知干燥過程還需經歷降速干燥階段其降速干燥階段用的時間CtGXC

X

Xln

X* （2）1 S UC

XX*2其中X 0.11，X*C且（3）做物料衡算得

500 G2

tt1

4h每晝夜獲得干燥產品質量

1X1Q

1X2 G

聯(lián)立(1)(2)(3)(4)(5)解得

224 10460Q干燥產晝夜 （10分）六、計算題。（10分）今有一干燥器，濕物料處理量為800kg/h。要求物料干燥后含水量由30%減至均為濕基H=0.005kg/kg經預熱器加熱至120℃進入干燥器，出干燥器時降溫至45℃，相對濕度為80%（濕度為/kg）。試a）水分蒸發(fā)量W5分（b）空氣消耗量、單位空氣消耗量l（5分10分）（5分）水分蒸發(fā)量WG=800kg/h，w=30%，w=4%，則1 1 2G=G（1-w）=800（1-0.3）=560kg/h （1）c1 1w

0.3

（1分）X 1 1 1w1w

10.30.04

0.429

（1分）2X 22 1w2

10.04

0.042（X-X）=560×（0.429-0.042）=216.7kg水/h （2分）c 1 2（b5分）空氣消耗量、單位空氣消耗量l空氣通過預熱器濕度不變，即H=H。 （1分）0L W W

1216.7

4610kg絕干空/h （2分）H H2 1l 1

H H2 1

0.0520.00521.3kg干空/kg水 （2分）H H2 0

0.0520.005(20分）有一連續(xù)干燥器在常壓下操作，生產能力為1000kg/h以干燥產品計12%降至3%（均為濕基250.01kg水/kg7045H-I圖上表示空氣的狀態(tài)變化過程；H（I=（1.01+1.88H)t+2500H，vH

(0.7721.244H0

273t1273 ）1320分）110分）干燥系統(tǒng)示意圖見附圖。在H-I圖上的空氣狀態(tài)變化見附圖2.w=0.121t=25oC0

t=70oC t=45oC預熱器 1 干燥器 2H=0.010

w=0.032G=1000kg/h2附圖1 干燥系統(tǒng)示意圖12120Ht1t2t0（210分）

附圖2 空氣狀態(tài)變化圖

（10分）蒸發(fā)水分量WG2

ww1 1w1

10000.120.03102.3kg/h10.12因水分在干燥器進出口處焓值相等，所以I1=I2，即（1.01+1.88H1)t2+2500H1=(1.01+1.88H2)t2+2500H2因H1=H0=0.01kg/kg,t1=70℃,t2=45℃,故有（1.01+1.88×0.01)×70+2500×0.01=(1.01+1.88H2)×45+2500H2解得H2=0.107kg/kg干空氣用量L=W/(H2-H1)=102.3/(0.107-0.01)=10