化工原理練習題-干燥

固體干燥

填空題：

1、溫度為40℃,水汽分壓為5kPa的濕空氣與水溫為30℃的水接觸，則傳熱方向

為：,傳質(zhì)方向為。已知30℃和40℃下水的飽和蒸汽壓分別為4.24kPa和7.38kPa。

答案：氣到水；氣到水

2、冬季將洗好的濕衣服晾在室外，室外溫度在零度以上，衣服有無可能結(jié)冰？，

其原因是。

答案：有，不飽和空氣的濕球溫度tWt,當tW0時可能結(jié)冰

3、在101.325kPa下，不飽和濕空氣的溫度為40℃,相對濕度為60%,

（1）若加熱至80℃,則空氣的下列狀態(tài)參數(shù)如何變化？濕度，相對濕度，濕球溫

度tW,露點溫度td,焙I。

（2）若在等溫條件下使總壓減至時，則該空氣下列參數(shù)符如何變化？

濕度，相對濕度，濕球溫度tW,露點溫度td,焰I。（變大，變小，不

變）

答案：（1）不變，變小，變大，不變，變大；（2）不變，變小，變小，變小，不變。

4、總壓恒定時，某濕空氣的干球溫度一定，若其露點溫度td增大，則以下參數(shù)如何變

化？P水汽，

（增大，減小，不變）II,,tW,I。

答案：增大，增大，增大，增大，增大

5、總壓恒定時，某濕空氣的干球溫度一定，而濕球溫度tW增大，則以下參數(shù)如何變

化？P水汽，

（增大，減小，不變）H,td,I。

答案：增大，增大，增大，增大，增大

6、不飽和濕空氣的干球溫度t,濕球溫度tW,露點溫度td的大小順序為。

答案：t>tW>td

7、干燥這一單元操作，既屬于傳熱過程，又屬。

答案：傳質(zhì)過程

8、在同一房間里不同物體的平衡水汽分壓是否相同？；它們的含水量是否相同？；濕

度是否相等？。

答案：是，否，是

9、若空氣中濕含量及溫度均提高以保持相對濕度不變，則對同一濕物料?，平衡含水量

量。（變大，變小，不變）

答案：不變，不變

10、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)和接觸的空氣狀態(tài)11、用某濕空氣干燥物料至其含水

量低于臨界含水量，則干燥終了時物料表面溫度

tWo（<,>,=）

答案：〉

12、間歇恒定干燥時，如進入干燥器的空氣中水汽分壓增加，溫度不變，則恒速階段物

料溫度，恒速階段干燥速率，臨界含水量X答案：增大，減小，減小

13.等焰干燥過程的條件是。

答案：干燥器內(nèi)無補充熱，無熱損失，且被干燥的物料帶進，帶出干燥器的熱量之差可

以忽略不計。

14、某干燥器無補充熱量及熱損失。則空氣通過干燥器后，干球溫度t露點溫度td,

濕球溫度tW相對濕度，烙I。（變大，變小，不變）

答案：變小，變大，不變，變大，不變

15、在連續(xù)干燥過程中，經(jīng)常采用濕物料與熱空氣并流操作。其目的在于其代價是。

答案：目的：避免物料溫度過高，脫水速度過快，防止物料變形；代價：推動力tm減

小，傳質(zhì)推動力H

減小，傳熱所需設備容積增大。

16、恒速干燥與降速干燥階段的分界點，稱為；其對應的物料含水量稱

為。

答案：臨界點、臨界含水量

17、在干燥過程中，采用中間加熱方式的優(yōu)點是：其代價是。

答案：優(yōu)點：（1）減小空氣用量，熱效率提高；（2）預熱溫度不必過高，防止物料

變質(zhì)變形；（3）不必使用高溫熱源。代價：推動力tm減小，傳質(zhì)推動力HrnnC。

（增大，減小，不變，不確定）減小，傳熱所需設備容積增大。

18、在干燥過程中，采用廢氣再循環(huán)的目的是：，其代價是。

答案：目的：（1）可增加氣速，提高傳質(zhì)和傳熱系數(shù)；（2）增加氣量可提高氣體分布

均勻性；（3）可提高空氣預熱溫度，減少空氣用量，提高熱效率，又可避免物料過熱。

代價：推動力tm減小，傳質(zhì)推動力H

傳熱所需設備容積增大

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

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系為：相對濕度100%

時，平衡含水量**m減小，X0.02kg水/kg絕干物料；相對濕度40%時，平衡含水量

X0.007o現(xiàn)該物料含水量為0.23kg水/kg絕干物料，令其與25℃,40%的空氣接觸,

則該物料的自由含水量為kg水/kg絕干物料，結(jié)合水含量為kg水/kg絕干物料,非結(jié)合

水的含量為kg水/kg絕干物料

答案：自由含水量XX0.230.0070.2232

結(jié)合水量為XI0.02；非結(jié)合水量XXI0.230.020.21

選擇題：

1、干燥是（）過程。

A.傳質(zhì)；B.傳熱；C.傳熱和傳質(zhì)。

答案：C

2、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

3、濕空氣經(jīng)預熱后，空氣的狀態(tài)參數(shù)焰增大，而（）。

A.H,力都升高；B.H不變。降低；C.H,。都降低

答案：B

4、用熱空氣作為干燥介質(zhì)，一般應是（）的空氣。

A.飽和；B.不飽和；C.過飽和

答案：B

5、在恒速干燥階段，物料的表面溫度維持在空氣的（）。

A.干球溫度；B.濕球溫度；C.露點

答案：B

6、固體物料在恒速干燥終了時的含水量稱為（）

自由含水量；B、結(jié)合水；C、臨界含水量

答案：C

7、將不飽和的空氣在總壓和濕度不變的情況下進行冷卻而達到飽和時的溫度，稱為濕

空氣的（）。

A.濕球溫度；B.絕熱飽和溫度；C.露點

答案：C

8、當干燥為熱敏性的濕物料時，可選用（）干燥器較適合。

A.氣流；B.廂式；C.轉(zhuǎn)簡；D.噴霧。

答案：D

9、當干燥一種團塊或者是顆粒較大的時物料，要求含水量降至降低時，可選用（）干

燥器較適合。

A.廂式；B.氣流；C.帶式；D.轉(zhuǎn)簡

答案：D

10、物料中非結(jié)合水與結(jié)合水的基本區(qū)別在于其產(chǎn)生的水蒸汽壓（）同溫度下純水的

飽和蒸汽壓。

A.大于；B.小于；C.等于

答案：C

11、在一定的干燥條件下，物料的臨界含水量xC隨物料厚度增加而（），而所需干燥

的時間（）。

A.增加：B.減少；C,不變

答案：A、A

12、物料中結(jié)合水與非結(jié)合水的基本區(qū)別在于其產(chǎn)生的水蒸汽壓（）同溫度下純水的

飽和蒸汽壓。

A.等于；B.大于；C.小于

答案：C

13、濕空氣在預熱過程中不發(fā)生變化的狀態(tài)參數(shù)是（）

A.燧；B.相對濕度；C.露點溫度；D.濕球溫度。

答案：C

14、空氣的濕度H與濕空氣下列哪些參數(shù)有關：（）。

A.總壓及干球溫度；B.總壓及濕球溫度；

C.總壓及露點；D.濕球溫度及焰。

答案：A

15、總壓一定的濕空氣，其狀態(tài)參數(shù)（t,P水汽，，H,I,tW）有幾個是相互獨立（）。

A.2；B.3；C.4；D.5

***答案***：B

16、空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw,露點為td,當空氣的相對濕度6=80%

時，則（）

A.ttWtd；B.t>tW>td；C.t<tW<td；D.t>tW=td。

答案：B

17、干燥操作的經(jīng)濟性主要取決于（）

A.能耗和干燥速率；B.能耗和熱量的利用率；C.干燥速率；D.干燥介質(zhì)。

答案：B

18、濕空氣在溫度300K和總壓L42MPa下，已知其濕度H為0.023kg水/kg絕干空

氣，則其比容

應為（單位均為m/kg絕干空氣）（）。

A.0.0628；B.1.673；C.0.0591；D.0.0224。

答案：A

19、濕物料在指定的空氣條件下被干燥的極限含水量稱為（）。

A.結(jié)合水；B.平衡含水量；C.臨界含水量；D.自由含水量

答案：B

20、大量空氣和少量水長期接觸后水面的溫度等于空氣的（）。

A.干球溫度；B.濕球溫度；C.絕熱飽和溫度；D.露點溫度

答案：B

判斷題：

1、（）當空氣狀態(tài)一定時，可用物料的平衡含水分來判斷干燥能否進行的最大限度。

答案：X

2、（）相對濕度4>值大小表示空氣中水分含量的相對大小。若。為1時，表示此空

氣吸水汽的能力強。答案：X

3、（）影響降速干燥速率的主要因素是物料的性質(zhì)，形狀。

答案：J

答案:

5、()在一定溫度下，物料中的平衡水分與自由水分的劃分只與物料本身性質(zhì)有

關，而與空氣狀態(tài)無關。答案：V

6、()物料的臨界含水量是劃分等速干燥和降速干燥階段的分界點。

答案：J

7、()恒速干燥階段，所除去的水分為非結(jié)合水與結(jié)合水分。

答案：X

8、()對于飽和濕空氣，其露點、濕球溫度、干球溫度為同一數(shù)值。

答案：V

9、()濕物料分散的越細。其臨界含水量越高。3H4、()干燥過程中，若增大空氣

出口的濕度H時，可減少空氣消耗量，但卻使干燥推動力下降。

答案：X

10、()等速干燥階段的干燥速率越大，臨界含水量越高，降速階段會較早開始。

答案：X

11、()工程上采用中間加熱干燥流程，好處可以提高熱效率。

答案：V

12、()平衡水分是在一定空氣狀態(tài)下，物料可能被干燥的最大限度，()若在同一

溫度下濕空氣的相對

濕度減少，其物料的平衡水分也隨之減少。

答案：J;4

13、()干燥操作中，濕空氣經(jīng)預熱器預熱后，濕度增大。

答案：X

14、()在干燥過程中首先除去的是結(jié)合水。

答案：X

15、()在濕空氣的I?H圖中，濕空氣的絕熱冷卻線即為等烙線。

答案：4

16、()固體物料的水分蒸發(fā)量可用W=G.(w-w)式來計算。

答案：X

17、()濕基是指水在濕物料中的質(zhì)量分數(shù)。

答案：V

18、()等給干燥過程又稱絕熱干燥過程，()也稱為理想干燥過程。

答案：V

19、()對于空氣冰蒸汽系統(tǒng)，當空氣的流速較高時，空氣的濕球溫度近似等于其

絕熱飽和溫度。答案：V

20、()實際干燥過程是指干燥器有熱損失的干燥過程。

答案：。

21、()濕球溫度計中的濕紗布的水溫恒定時，此溫度即為濕空氣的濕球溫度。

答案：V

四、簡答題

1、有人說：“自由水分即為物料的非結(jié)合水分”。這句話對嗎？(扼要說明原因)

答案：

不全對因為物料的自由水分包括非結(jié)合水分和能除去的結(jié)合水分。

2、固體物料與一定狀態(tài)的濕空氣進行接觸干燥時，可否獲得絕干物料？為什么？

答案：

不行。因物料即使干燥至極限時還含有水分，此水分即為平衡水分。在一定干燥條件下

此水分是不能

除去的。

3、為什么濕空氣不能直接進入干燥器，而要經(jīng)預熱器預熱？

答案一是使?jié)窨諝獾南鄬穸认陆?，目的增大其吸取水汽的能力；二是提高其溫度（?/p>

增大焰值），使其傳給

物料的熱增多，以供給汽化水分所需的熱量。

4、物料中的非結(jié)合水分是指哪些水分？在干燥過程中能否全部除去？

答案：物料中的非結(jié)合水分指機械地附著于固體表面的水分和顆粒堆積層中的大空隙中

的水分。這部分

水分在干燥過程能能夠全部除去。

5、通常物料除濕的方法有哪些？

答案：

（1）機械去濕：當物料帶水較多時，可用機械方法除去大量的水分；（2）吸附去濕：

用某種平衡水汽分壓很低

的干燥劑與濕物料并存，使物料中水分相繼經(jīng)氣相而轉(zhuǎn)入干燥劑內(nèi)。（3）供熱干燥：

向物料供熱以汽化其中的水分。

6、干燥速率對產(chǎn)品物料的性質(zhì)會有什么影響？

答案：在恒速階段，物料表面溫度維持在濕球溫度。因此，即使在高溫下易于變質(zhì)、破

壞得物料仍可在恒速階段采用較高的氣流速度，以提高干燥速率和熱的利用率，在降速階

段，由于物料溫度逐漸升高，物料性質(zhì)因脫水產(chǎn)生各種物理化學變化，例如在表面形成堅

硬的外殼，是干燥無法繼續(xù)進行或者干裂，起皺等不良現(xiàn)象，常常對降速階段的干燥條件

嚴格加以控制。

7、試簡要說明濕物料熱空氣流中的干燥過程？

答案：

干燥開始時，因物料表面被水分充分潤濕，表面形成對應的飽和水氣分壓〉熱空氣主體

的水汽分壓，而表面溫度〈熱空氣溫度，故物料表面的水汽即通過氣膜向熱空氣主體擴

散，而需要的熱量則由空氣主體以對流方式通過氣膜傳至物料表面，并導熱方式傳至內(nèi)

部。由于表面水汽擴散，使物料表面與內(nèi)部形成濕度差，這樣物料內(nèi)部的水分就會向表面

擴散供給其汽化。隨著干燥的不斷進行，物料中的水分就會不斷的減少而達到產(chǎn)品的含水

量。

8、對流干燥過程的特點使什么？

答案：對流干燥過程中，物料表面低于氣流溫度，氣體傳熱給固體；氣流中的水汽分

壓低于固體表面水的分壓，水被汽化進入氣相，濕物料內(nèi)部的水分以液態(tài)水的形式擴散至

表面。因此對流干燥是一熱、質(zhì)反向傳遞過程。

9、干燥器出口空氣的濕度增大（或溫度降低）對干燥操作和產(chǎn)品質(zhì)量有何影響？并說

明理由。

答案：

若，濕度H2增大會使露點溫度升高，對吸濕性物料，在氣流出干燥器進收集裝置時，

由于溫度I,

t,則干燥的推動力H會減小，延長了干燥時有可能達到露點溫度，會使收集的物料

反潮。同時，若H

間，造成產(chǎn)量I或設備尺寸t。

10、應從哪些方面著手提高干燥器的熱效率，？

答案：2

可采取廢氣循環(huán)加熱冷空氣和冷物料，充分利用干燥器排出的的熱量，也可對濕物料進

行預干燥等；另外減小干燥系統(tǒng)的散熱損失等。

11、對空氣?水系統(tǒng)，濕球溫度為什么可近似當作絕熱飽和溫度？對空氣?苯系統(tǒng)，這

兩個溫度是否也近似相等？

答案：

（1）濕球溫度：twtKIIw

（H（HwH）絕熱飽和：tastas

cllas11）,由試驗結(jié)果證明：對空氣?水系統(tǒng)，在氣速為3.8~10.201/5的

范圍內(nèi)，KH0.961.00,5而cH1.011.H88,在濕度不大的情況下H<0.01,

cH1.011.03,故cHKH。由此可知，對于空氣和水系統(tǒng)，濕球溫度可近似當作絕

熱飽和溫度。但對于空氣和苯系統(tǒng)，KH1.52,與cH相差較大，此時濕球溫度高于

絕熱飽和溫度。

12、已知:干球溫度T,及濕球溫度,、總壓P101.3kPa,在濕度圖或焰?濕圖上表示

空氣的狀態(tài)點（A）,并標出其相應的狀態(tài)參數(shù)HA,A.td（?露點），1（焰）AA13、

回答下列問題：（1）濕空氣的干球溫度、濕球溫度、露點在什么情況下相等，什么情況

下不等？（2）濕空氣在進入干燥器前，往往進行預熱，這樣做有什么好處？

答案：

（1）對于飽和空氣ttwtd；對于不飽和空氣t>tw>td

（2）先預熱，其t升高，H不變，而降低，提高濕空氣吸收水份的能力；另外t升

高，H不變，則twt,可加快水份蒸發(fā)速率，提高干燥速率。

14、在濕度圖或焰濕圖上示意標出新鮮空氣經(jīng)預熱再等焰干燥的過程線。若廢氣與新鮮

氣按1：2混合使用，示意標出新的預熱線和干燥線。

15、如何測定空氣的濕球溫度？

答案：濕球溫度是指在迅速流動的不飽和空氣流中，在絕熱熱情況下，水或濕紗布（濕

物料?）達到穩(wěn)定狀態(tài)的溫度。在濕球溫度時，氣相向液相的傳熱速率與液相向氣相傳質(zhì)時

帶走的潛熱速率達到平衡，此時液相（水）的溫度不再變化。溫度計的感溫泡用濕沙布包

裹，并始終保持表面濕潤，這樣溫度計測得溫度為濕球溫度。

16、說明什么是濕空氣的絕熱飽和溫度和濕球溫度有什么不同，二者又何關系？

答案：絕熱飽和溫度：空氣和水系統(tǒng)在絕熱條件下，在絕熱增濕塔中，（空氣降溫增

濕）空氣達飽和時的溫度。濕球溫度：當溫包包有潤濕沙布空氣傳給濕布的熱量恰好等于

水份氣化的熱量，此時溫包中水分的溫度為濕球溫度。

對于空氣一水系統(tǒng)，兩者數(shù)值恰好相等。對空氣-有機液（乙醇、苯等）系統(tǒng)，濕球溫

度高于絕熱飽和溫度。

17、評價干燥器技術性能的主要指標有哪些？

答案：（1）對被干燥物料要有適應性；（2）設備的生產(chǎn)能力要高；（3）能耗的經(jīng)濟

性。

18、理想干燥器有哪些假定條件？

答案：（1）干燥過程中物料汽化的水分均在表面汽化階段除去；（2）設備的熱損失及

物料溫度的變化可忽略：（3）干燥器無外加能量；（4）干燥過程為等焰過程。

19、何謂平衡含水量？自由含水量？

答案：平衡含水量指物料在指定空氣條件下的被干燥極限含水量。

自由含水量指所有能被指定狀態(tài)的空氣帶走的水分，是干燥過程的推動力。

20、結(jié)合水與非結(jié)合水，平衡水分與自由水分有何區(qū)別？答案：結(jié)合水與非結(jié)合水、

平衡水分與自由水分是兩種不同的區(qū)分；水之結(jié)合與否是固體物料的性質(zhì)，與空氣狀態(tài)無

關，而平衡水分與自由水分的區(qū)分則與空氣的狀態(tài)有關。

五、計算題：

1、已知濕空氣的總壓為101.3kPa、干球溫度為20℃、相對濕度50%。求其它使空氣的

狀態(tài)參數(shù)。包括濕度、濕球溫度、絕熱飽和溫度、露點溫度、濕比熱和焰值。

答案：

解：當t20℃時的飽和蒸汽壓為PS2.335kPa

H0.622pS

pps0.6220.52,335101.30.52.3350.0072kg/kg

cH1.011.88H1.011.880.00721.024kJ/kg℃

IcHt2492H1.0242024920.007238.42kJ/kg

對空氣?水系統(tǒng)其濕球溫度與絕熱飽和溫度數(shù)值上相等，以絕熱飽和溫度的計算為例，

其計算公式為：

tastas

cH(HasH)

設tas查得飽和蒸汽壓表得：

PS

ppsas2448kJ/kg,ps1.614kPaHas0.6220.6221.614101.31.614

24480.Olkg/kgtastas

cH(HasH)201.011.880.0072(0.010.0072)13.3°C

再設tas13.5C查得飽和蒸汽壓表得：

pS

ppsas2461.04kJ/kg,ps1.566kPaHas0.6220.6221.566101.31.566

2461.040.00977kg/kgtastas

cH(HasH)201.011.880.0072(0.009770.0072)13.8℃

2、總壓為latm、溫度為40c的濕空氣，含水量為2010kg/m濕空氣，求：(1)濕空

氣的相對濕度；

(2)將濕空氣的相對濕度降至10%,應將濕空氣溫度上升至多少度？

答案：

解：(1)對濕空氣性質(zhì)計算及物料衡算均以絕干?空氣為基準。

1m濕空氣中含有水汽的體積為：333

2010

33w20103(1.24427340273)2.8531022m331nl濕空氣中含有干

空氣的體積為：12.853100.9715m

2734030.9715m干空氣的質(zhì)量為：0.97150.7731.0962kg

273

由以上數(shù)據(jù)可求得濕度：H2010

Hp31.09620.01k8gk/g。由t40C時的飽和蒸汽壓表得ps7.37kPa,則

ps(0.622H)0.018101.3

7.37(0.6220.018)38.7%

(2)濕空氣加熱過程中，濕度保持不變，其水汽分壓也不變pw

pHpO.622H0.018101.30.6220.0182.849kPa當相對濕度為10備時，飽和蒸汽

壓必須為spw/2.849/10%28.49kPa,又飽和蒸汽壓表查得相對應的蒸汽溫度為

67.8℃；所以為使相對濕度降為10%,必須將溫度上升到67.8℃。

3、如圖所示，干燥器出口的濕空氣經(jīng)冷卻冷凝器去除部分水汽，使其濕度降低后送入

預熱器作為干燥介質(zhì)進入干燥器。試在濕度圖上表示濕空氣在此干燥系統(tǒng)中的變化過程

(干燥過程為等熔干燥)答案：

解：在此循環(huán)系統(tǒng)中，濕空氣由(tO,H

0（tl.lll）狀態(tài)，通過干燥器等焰干燥到（t2,H2）狀態(tài)。此狀態(tài)濕空氣的濕度較

大，在冷卻冷凝器中冷凝部分的水汽使?jié)穸冉抵罥I

t2

并且濕空氣處于飽和狀態(tài)。這?

過程在濕度上表示如圖所示。

度圖上表示系統(tǒng)中濕空氣狀態(tài)變化過程。

題3圖

4、如圖所示一常壓干燥系統(tǒng)，將干燥器出口廢氣部分返回與新鮮空氣混合后進行預熱

和等焰干燥過程，試在濕

GC.X,H2）5、如圖所示一常壓干燥器，在干燥器中設置一中間加熱器把干燥中的濕

空氣由（tl,H1）加熱到（t2,t、t<t,試在濕度圖上表示出濕空氣狀態(tài)的變

化過程。其中

t

6、已知濕空氣溫度為，總壓為lOOkPa,濕球溫度為30℃,試計算該濕空氣以下諸參

數(shù)：（1）濕度；（2）相對濕度；（3）露點；（4）焰值；（5）濕比體積。答案：

解：由飽和水蒸氣表查得：tw30℃時:ps4.25kPa,汽化潛熱為在濕球溫度下,

空氣的飽和濕度為：II

0.622

pSpps

0.622

4.251004.25

0.0276kg水/kg干空氣

w

2423.7kJ/kgo

w

由濕球溫度計算式可求得空氣的濕度：HH

1.09

（ttw）0.0276

1.092423.7

（5030）0.0186kg水/kg干空氣

w

w

(2)在干球溫度t50℃時，ps12.34kPa,由空氣濕度計算式可求得該空氣中的水汽

分壓為：p水汽HpO.622H0.0186100

0.6220.0186

P水汽

ps2.904kPa空氣的相對濕度：2.90412.3423.5%

(3)在露點溫度下空氣剛好達到飽和態(tài)，空氣中的水汽分壓p水汽2.904kPa,、即

為水在露點下的飽

和蒸汽壓，查表可得td23°C。

(4)若以0C的水及0°C的空氣為焰的基準，該濕空氣的焰為：

I(cpgcpvH)tOH

(1.011.880.0186)5025000.018698.8kJ/kg干空氣

(5)在壓強不太高時，濕空氣可視為理想氣體，其比容可由下式計算得到：

22.TTOpOplMH

M水)氣

2735022.273101.31(100290.01386)0m.9kg5干4空氣/18

7、某常壓等焙干燥器，處理量為500g/s,濕物料濕基含水量5%,產(chǎn)品濕基

含水量不高于現(xiàn)；新鮮空氣溫度20C,濕度為0.005kg/kg,空氣預熱至150℃后進入

干燥器，試求：(1)當空氣出口溫度為40℃時，預熱器所需提供的熱量；(2)若出口空

氣在管路與旋風分離器裝置中溫度下降了10℃,產(chǎn)品是否會發(fā)生返潮現(xiàn)象？

答案：

解：(1)根據(jù)預熱器的熱量衡算得到預熱器所需熱量為：

QpL(I110)LcH(tlt0)LcH(tltO)

10

先求L:由物料衡算可知：LW/(II

wlw2

1w22Hl)WG150051100120.2g/s

等焰干燥：12II,即(LOI1.88111)tl2492111(1.011.88H2)t22492112

(1.011.880.005)15024920.005(1.011.88H2)402492H

H220.0487kg/kg

W20.2103

LH2Hl0.04870.0050.4625kg/s

cHcH1.011.880.0051.019kJ/kg℃10

QpLcH(tltO)0.46251.019(15020)61.29kJ/s

1

（2）干燥器出口溫度為40℃,經(jīng)過管路和旋風分離器后溫度下降了30℃,此時若濕空

氣的水汽分壓小于飽和蒸汽壓pwps,則不會發(fā)生返潮現(xiàn)象；查飽和水蒸汽壓30℃時，

ps4.25kPa,濕空氣出口濕度為0.0487kg/kg則水汽分壓：pw

會發(fā)生返潮現(xiàn)象。

HpO.622H0.0487101.30.6220.04877.36kPa4.25kPaps

8、用連續(xù)并流干燥器干燥含水2%物料9000kg/h,物料出口溫度分別為25℃、35℃,

產(chǎn)品要求汗水0.2%（濕基，下同）絕干物料比熱1.6kJ/kg℃；空氣干球溫度為27℃,

濕球溫度為20℃,預熱至90℃,空氣離開干燥器時溫度為60℃；干燥器無額外補充熱

量，熱損失為600kJ/kg；試求：（1）產(chǎn)品量G2；（2）絕干空氣用量L和新鮮空氣體積

流量Vh；（3）預熱器耗熱量；（4）熱效率；（5）判斷產(chǎn)品是否會發(fā)生返潮現(xiàn)象。

答案：

解：（1）產(chǎn)品量根據(jù)物料衡算可直接計算：

G2Gilwllw2900010021000.28837.68kg/h

（2）絕干空氣用量L和新鮮空氣體積流量Vh

首先確定空氣出口狀態(tài)，本題非等熠干燥，且空氣出口溫度t2已知，可用解析法確定

空氣出口濕度。12II

H2HlcltMlqdq(1)

計算值，根據(jù)已知條件水分蒸發(fā)量為

WG1G290008837.68162.32kg/h

CM(10.2%)1.60.2%4.21.605kJ/kgr2

qqlqMqlG2CM2(tMltM2)

W6008837.681.605(3525)

162.63

1473.97kJ/kg水

干燥器無額外補充能量qd0,將以上數(shù)據(jù)帶入計算式，得：

4.22501473.971368.97kJ/kg水

由新鮮空氣的干球溫度和濕球溫度從濕度圖上查得HOH10.012,代入(1)式得:

(1.011.88H2)602492H2(1.011.880.012)9024920.012

1120.0121368.97

H20.0198kg/kg

W

H2絕干空氣量：LH1162.320.01980.0122.0810kg/h4

新鮮空氣的比體積：H0(0.7731.244H0)273t0273

27327

2730.8659m/kg3(0.7731.2440.012)

新鮮空氣的體積流量為：VhL

(3)預熱器耗熱量H2.08100.86591.8010m/h0443

QpLclKtlt0)2.08101.033(9027)1.354lOkJ/h376kW

146

(4)熱效率：hQ

QW(0cwt2c1tw)

Q

由濕度圖查得：tl90℃,Hl0.012kg/kg可查得：tw35℃,

無額外補充能量QQP，則熱效率為：

W(0cwt2cltw)

Q

(24921.88604.235)162.32

1.354106h29.5%

(5)產(chǎn)品是否返潮：

濕空氣出口狀態(tài)為：t260℃,H

Up

220.0198kg/kg,飽和蒸汽壓為ps19.92kPa其水汽分壓為：

pw20.622H0.0198101.3

0.6220.01983.125kPa

pwps,...不會發(fā)生返潮現(xiàn)象。

9、某干燥器的操作壓強為79.98kPa,出口氣體的溫度為60℃,相對濕度70%,將部分

出口氣體返回干燥器入口與新鮮空氣混合，使進入干燥器的氣體溫度不超過90℃,相對濕

度為12%。己知新鮮空氣的質(zhì)量流率為0.5025kg/s,溫度為20℃,濕度為0.005kg水/kg

干空氣，試求：(1)新鮮空氣的預熱溫度及空氣的循環(huán)量；

(2)預熱器提供的熱量為多少？若將流程改為先混合后預熱，所需熱量是否變化？

答案：

解：

在新鮮空氣中，干空氣的流量

VR,t2V

VV

1HO

0.5025

10.005

/s0.5kg干空氣

水在t260℃時的飽和蒸汽壓為19.91kPa,鉗口氣體的濕度為：

112pS0.62ppsO.719.910.60.klg水313k干g空/氣

79.980.719.91

水在tm90℃時的飽和蒸汽壓為70.09kPa,出口氣體的濕度為：

HmmpS0.62pmpsO.1270.090.60.kOg水731kg干空/氣

79.980.1270.09

以混合點為控制體，對水分做物料衡算，可求出循環(huán)氣量為：

VHOVRH2(VVR)Hm

0.005)0.58k5g干空氣

0.0731VRVHmVHO

H2H0.5(0.0731

mO.1313/s

以混合點為控制體做熱量衡算，可求出新鮮空氣的預熱溫度為

VIIVRI2(VVR)Im

V(1.011.88Hl)tl2500H1VR(1.011.88H2)t22500H

(VVR)(1.011.88Hm2)tm2500H

2mm將V0.5,1110.005,VR0.585,H

熱溫度為：tl133.3℃

預熱器所提供的熱量為：0.1313,H0.0731,tm90℃代入上式，求得空氣的預

QV(1.011.88111)(tlt0)

0.5(1.011.880.005)(133.320)57.7kW

若流程改為新混合后預熱，所需熱量為：Q(VVR)lmVRI2V10

所需熱量相同

10、某濕物料用熱空氣進行干燥，空氣的初始溫度為20℃,初始濕含量為0.006kg水

/kg干空氣，為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，空氣進入干燥器的溫度不得高于90℃。若空氣的出口

溫度選定為60℃,并假定為理想干燥器，試求：將空氣預熱至最高允許溫度90℃進入干

燥器，蒸發(fā)每千克水分所需要的空氣量及供熱量各位多少？熱效率為多少？

答案：

解：(1)對于理想干燥器，氣體狀態(tài)的變化是等焰的，即

(1.011.88Hl)tl2500H1(1.011.88H2)t22500H

H22(1.011.88111)tl2500II11.01t2

1.88t22500

(1.011.880.006)9025000.0061.0160

1.88602500

0.0177kg水/kg干空氣

蒸發(fā)每千克水分所需要的空氣量為：

1121III10.01770.00685.5kg干空氣/kg水

蒸發(fā)每千克水分所需要的供熱量為：

QV

W(l.011.88111)(tlt0)

385.5(1.011.880.006)(9020)6.1110kJ/kg水

tlt2

tlt090609020此干燥過程的熱效率為：0.429

11、采用常壓干燥器干燥濕物料。每小時處理量2000kg,干燥操作使物料的濕基含量

由40%減至5%,干燥介質(zhì)是濕空氣，初溫為20℃,濕度110=0.009kg水/kg絕干空氣

經(jīng)預熱器加熱至120℃后進入干燥器中，離開干燥器是廢氣溫度為40℃,若在干燥器中

空氣狀態(tài)炎等燃線變化。試求：(1)水分蒸發(fā)量W(kg/s)；(2)絕干空氣消耗量L(kg絕

干空氣/s)；(3)干燥收率為95%

3時的產(chǎn)品量；(4)若鼓風機裝在新鮮空氣的入口處，風機的風量應為多少m/s?

答案：

解：(1)水分蒸發(fā)量：WGlwlw21w2200036000.40.05

10.050.205kg/s

(2)絕干空氣消耗量L：LW

112III

???等多干燥，,Il12BP：

(1.011.88Hl)tl2490H1(1.011.88H2)t22490H

H22(1.011.88Hl)tl2490II11.01t2

1.88t22490

(1.011.880.009)12024900.0061.0140

1.88402490

0.041kg水/kg絕干空氣

則蒸發(fā)0.205kg/s的水分所消耗的絕干空氣量為：

LW

112III0.2050.0410.0096.406kg絕干空氣/s

干燥收率為95%時的產(chǎn)品量：

假定干燥過程中無物料損失，則干燥產(chǎn)品量為：

G2G1W2000/36000.2050.351kg/s或者：

G2Gilwllw22000360010.4

10.050.351kg/s干燥收率的定義為：實際產(chǎn)品量

理論產(chǎn)品量100%

收率為95%的干燥產(chǎn)品量為：

G20.35195%0.333kg/sG2

風機的風量：鼓風機裝在新鮮空氣入口處，故所輸送空氣的溫度為20°C,濕度為

110=0.009kg水/kg絕干空氣，此狀態(tài)下空氣的濕比容為：

H22.4T

TOpOp(l

M

1

29氣HM水)22.427320

273(0.009

18)0.842m/kg絕干空氣3

由計算得知完成給定生產(chǎn)任務所需絕干空氣量為L6.406kg絕干空氣量，則其體積流

量為

VLII6.4060.8425.394m3/s

12、有一常壓絕熱干燥器，已知空氣進入加熱器前的狀態(tài)為tO20℃,030%,出干

燥器的狀態(tài)為：tO80℃,H2=0.02kg水/kg干空氣，濕物料處理量為5000kg/h,含水

wl0.2,要求干燥產(chǎn)品含水w20.02(均為濕基含水量)。

試求：(1)離開預熱器時空氣的溫度和濕度；

(2)預熱器中用2250kJ/kg的水蒸汽(飽和)加熱濕空氣，求飽和水蒸汽的用量

(預熱器損失為換熱量的5%)

答案：

解：(1)離開預熱器時空氣的溫度和濕度(20℃水的飽和蒸汽壓為2.33kPa

HlH0.622OpS

pOpsO0.6220.302.33101.30.302.330.004kg水/kg干空氣

干燥器絕熱，則干燥過程近似為等焰過程，即：

II12(1.011.88Hl)tl2490H1(1.011.88H2)t22490H

t2(1.011.88Hl)tl2490H12490H

1.011.88H

222(1.011.880.02)8024900.0224900.004

1.011.880.004

121.5C

(2)飽和水蒸氣用量，先求預熱器的換熱量：Q

wlw2

1w20.20.0210.02pL(1.011.88H0)(tltO)WG15000918.4kg水/h

LW

H2Hl918.40.020.00457400kg干空氣/h

QpL(l.011.88H0)(tltO)

57400(1.011.880.004)(121.520)

5.928lOkJ/h

故飽和水蒸氣用量m為:

Qp5%Qpl.O55.92810

225066m2766.4kg/h

13、某濕物料用熱空氣進行干燥，空氣的初始溫度為20C,初始濕含量為0.006kg水

/kg干空氣，為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，空氣進入干燥器的溫度不得高于90℃。若空氣的出口

溫度選定為60℃,并假定為理想干燥器，若將干燥器出口氣體的2/3回流至入口與新鮮空

氣混合，并使氣體的入口溫度為90C,試求；蒸發(fā)每千克水分所需要的空氣量及供熱量各

位多少？熱效率為多少？

答案：

解：采用廢氣再循環(huán)流程，最終排出干燥設備的干空氣量等于新鮮干空氣量V,而循環(huán)

干空氣量為2V。入口氣體溫度t260℃,tm90℃,H10.006kg水/kg干空氣不變。

理想干燥器，,進出干燥器氣體的焰相等。

(1.011.88Hm)tm2500Hm(1.011.88H2)t22500H2

3H混合點的物料衡算式：Hl2H

H0.0305kg水/kg干空氣H2m,代入已知數(shù)據(jù)，聯(lián)立以上兩式可得：m20.0428kg水

/kg干空氣

混合點的焰衡算式為：II21231m312II12

即：(1.011.88Hl)tl25001II(1.011.88112)t22500H2

代入數(shù)據(jù)可得：tl154c則蒸發(fā)每千克水分所需要的空氣量為：

V

W

H21H110.04280.00627.2kg干空氣/kg水

蒸發(fā)每千克水分所需要的供熱量為：

QV

W(1.011.88H1)(tlt0)

327.2(1.011.880.006)(15420)3.7210kJ/kg水

tlt2

tlt01546015420此干燥過程的熱效率為：0.702

14、14、某化工過程，先以苯為溶劑，再將苯蒸發(fā)到干燥的氮氣中所形成的混合氣體，

在30℃,latm（絕壓）下的相對濕度60%,為回收混合氣體中的苯，擬采用下列兩種

方法，試分別求出苯的回收率。將混合氣冷卻到一11.5℃；

將混合氣加壓至4atm（絕壓），再冷卻至30℃。苯在TL5℃和30℃時的飽和蒸汽壓分

別為lOmmHg和118mmHg。

答案：

解：30℃,latm（絕壓）下的混合氣濕度為：

H78

28ps

Pps78280.6118

7600.61180.2862kg苯/kg氮氣

混合氣冷卻到一11.5℃,1,PslOmmllg,則混合氣濕度為：

78

28H1ps

Pps7828110

7601100.0371kg苯/kg氮氣則苯的回收率為：1HH1

H0.28620.0371

0.286287.04%

將混合氣加壓至4atm（絕壓），再冷卻至30℃時，混合氣被壓縮，其濕度不變，則其

濕含量為：H78

28ps

Pps27828118

7604118

20.1125kg苯/kg氮氣則苯的回收率為：2HH

H0.28620.1125

0.286260.69%

15、15、在恒定干燥條件下，再間歇干燥器中干燥某種物料，當其含水量由0.33kg/kg

干物料，降至

50.09kg/kg干物料時，共用了0.25210so物料的臨界含水量為0.16kg/kg干物料，

平衡含水量為

0.05kg/kg干物料.，降速階段的干燥曲線近似為一直線。求在同樣條件下，將該種濕物

料的含水量從0.37kg/kg干物料降至0.07kg/kg干物料所需的時間，預熱段所用的時間可

忽略。

答案：

解：實驗：120.25210s

5

其中：1

XIX

C

（NA）恒A/GC

1

,2

X

C

X

（NA）恒A/GC

In

XX

C2

XXXX

**

(N

)A/GCA恒

12

1

XIX

5

C

XC

In

C2

XX

**

0.252101.11610

操作：

0.160.05

0.330.160.160.05In0.090.05

5

1

XIX(N

A

C

H1：A/GC

c

0.370.161.11610

5

0188210s,

5

2

X(N

X

*

)A/GC

A恒

5

In

XX

C2

XX

0.160.051.11610

In

0.160.050.070.05

5

0.16810s

5

120.35610s

16、有一盤架式干燥器，內(nèi)有50只盤子，每盤深度為0.02m,邊長為0.7m見方。盤內(nèi)

裝有濕的無機顏料，其含水量由lkg/kg干物料干燥至0.01kg/kg干物料通過干燥盤，

空氣的平均溫度為77℃,相對濕度為

10%,氣流平均速度為2m/s,空氣對物料表面的對流傳熱膜系數(shù)可按式

0.02u04(

0.8

W)m/(K)計算，物料的臨界含水量為0.3kg/kg干物料，平衡含水量為Okg/kg

3

2

干物料，干物料的密度為600kg/m,假定干燥在盤頂與熱空氣之間靠對流方式進行傳

熱，試確定所需干燥時間。答案：

解：t77℃,10%,tw38℃,

273t273

27377273

1.034m/kg干空氣

3

w

2406kJ/kg,II0.027kg/kg干空氣

H

(0.7731.244H)

(0.7731.2440.027)

濕空氣密度：

1H

10.0271.034

0.9932kg/m

3

H

u0.993221.986kg/(ms)7151kg/(mh)22

0.0204(7151)0.824.7W/(m2K)

(N)A恒w(ttw)0.02472406

277380.000401kg/(m

A500.72s)24.5m

22G2500.70.02600294kg

GCG211X2294

GC11.01XC291kg恒速段：1XI

(NA

*)恒A

C291(10.3)4.011042.07410s424.5降速段：2GCX

(NXA)恒A

41nXXln

4C2XXO.3**

2910.34.011024.50.013.02210s412(2.0743.022)10s14

.16h

17、在總壓lOOkPa下，將溫度為20℃、相對濕度70%的空氣預熱至70℃后送入間

歇干燥器，空氣以6m/s的流速物料表面。試估計恒速階段的干燥速率。若空氣的預熱溫

度改為80C,恒速階段的干燥速率有何變化？

答案：

解：(1)在IH圖上可查得空氣預熱前后的狀態(tài)，等濕預熱，則此時空氣的濕度為

HOH10.0103kg/kg,濕球溫度tw30.3℃,查表得w2430kJ/kg,進入干燥器空氣

的濕比體積為：

H(2.8310

(2.8310334.56104.561033H)(