1、習(xí)題解答7-25 已知濕空氣的溫度為20，水汽分壓為2.335kPa，總壓為101.3kPa。試求：（1） 相對(duì)濕度；（2） 將此空氣分別加熱至50和120時(shí)的相對(duì)濕度；（3） 由以上計(jì)算結(jié)果可得出什么結(jié)論？解：（1）查表得20時(shí)水的飽和蒸汽壓pS=2.335kPa,故相對(duì)濕度 即空氣已被水蒸汽飽和，不能作為載濕體。 （2）查表得50時(shí)水的飽和蒸汽壓pS=12.34kPa,故相對(duì)濕度 即溫度升高后，j值減小，又可作為載濕體。 當(dāng)總壓為101.3kPa時(shí)，溫度升高到100水開始沸騰，此時(shí)它的最大蒸汽壓為101.3kPa（等于外界壓力）。當(dāng)溫度為120時(shí)，蒸汽處于過熱狀態(tài)，飽和水蒸氣壓仍為101.

2、3kPa,故相對(duì)濕度 （3）濕空氣的溫度升高后，其中的水汽分壓不變，但水的飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增加，因此，j值減小，載濕能力增強(qiáng)，即升溫對(duì)干燥有利。 7-26 已知在總壓101.3kPa下，濕空氣的干球溫度為30，相對(duì)濕度為50，試求：（1）濕度；（2）露點(diǎn)；（3）焓；（4）將此狀態(tài)空氣加熱至120所需的熱量，已知空氣的質(zhì)量流量為400kg絕干氣/h；（5）每小時(shí)送入預(yù)熱器的濕空氣體積。 解：（1）查得30時(shí)水的飽和蒸汽壓pS=4.247kPa,水汽分壓：濕度 （2）露點(diǎn) 由，可查得對(duì)應(yīng)的飽和溫度為18C，即為露點(diǎn)。 （3）焓 （4）所需熱量 （5）濕空氣體積 7-27 常壓下某濕空氣的溫

3、度為25，濕度為0.01kg水汽/kg干氣。試求：（1） 該濕空氣的相對(duì)濕度及飽和濕度；（2） 若保持溫度不變，加入絕干空氣使總壓上升至220kPa，則此濕空氣的相對(duì)濕度及飽和濕度變?yōu)槎嗌伲浚?） 若保持溫度不變而將空氣壓縮至220kPa，則在壓縮過程中每kg干氣析出多少水分？解：（1）水汽分壓 查表得25時(shí)水的飽和蒸汽壓pS=3.168kPa, 故相對(duì)濕度 飽和濕度：（2）當(dāng)加入絕干空氣時(shí)，水汽分壓及飽和蒸汽壓均不變，故相對(duì)濕度仍為50.5，但飽和濕度 （3）若保持溫度不變而將空氣壓縮至220kPa時(shí)，其飽和濕度為0.0091kg水汽/kg干氣，故必有水析出。 7-28 已知在常壓、 25下

4、，水分在某物料與空氣間的平衡關(guān)系為相對(duì)濕度為j100，平衡含水量X*=0.185kg水/kg干料相對(duì)濕度為j50，平衡含水量X*=0.095kg水/kg干料 現(xiàn)該物料的含水量為0.35 kg水kg干料,令其與25，j50的空氣接觸，問物料的自由含水量，結(jié)合水分含量與非結(jié)合水分含量各為多少？解：50，平衡含水量則自由含水量 100，平衡含水量即結(jié)合水分含量則非結(jié)合水分含量 7-29 常壓下用熱空氣干燥某種濕物料。新鮮空氣的溫度為20、濕度為0.012kg水汽kg干氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至60后進(jìn)入干燥器，離開干燥器的廢氣濕度為0.028kg水汽kg干氣。濕物料的初始含水量為10%，干燥后產(chǎn)品的含水量為

5、0.5%（均為濕基），干燥產(chǎn)品量為4000kg/h。試求：（1）水分汽化量，kg/h；（2）新鮮空氣的用量，分別用質(zhì)量及體積表示；（3）分析說明當(dāng)干燥任務(wù)及出口廢氣濕度一定時(shí)，是用夏季還是冬季條件選用風(fēng)機(jī)比較合適。解：（1）水分汽化量 或 干基含水量（2）絕干空氣用量濕空氣用量 濕空氣比容濕空氣體積量 （3）夏季的氣溫高，且濕度大，故在產(chǎn)品、W、H2一定的情況下，濕空氣的消耗量L增加，同時(shí)其濕比容又增大，共同導(dǎo)致體積流量增大，故用夏季條件選擇風(fēng)機(jī)比較合適。7-30 在某干燥器中常壓干燥砂糖晶體，處理量為450kg/h，要求將濕基含水量由42減至4。干燥介質(zhì)為溫度20，相對(duì)濕度30的空氣，經(jīng)預(yù)熱

6、器加熱至一定溫度后送至干燥器中，空氣離開干燥器時(shí)溫度為50，相對(duì)濕度為60。若空氣在干燥器內(nèi)為等焓變化過程，試求：（1）水分汽化量，kg/h；（2）濕空氣的用量，kg/h；（3）預(yù)熱器向空氣提供的熱量, kW。解：（1）水分汽化量 或 （2）查得20、50下的水飽和蒸汽壓分別為2.335kPa、12.34 kPa， 濕空氣用量 （3）新鮮空氣焓：出口空氣焓：因?yàn)楦稍餅榈褥蔬^程，故預(yù)熱器中的加熱量： 7-31 試在I-H圖中定性繪出下列干燥過程中濕空氣的狀態(tài)變化過程。（1）溫度為t0、濕度為H0的濕空氣，經(jīng)預(yù)熱器溫度升高到t1后送入理想干燥器，廢氣出口溫度為t2；（2）溫度為t0、濕度為H0的濕

7、空氣，經(jīng)預(yù)熱器溫度升高到t1后送入理想干燥器，廢氣出口溫度為t2，此廢氣再經(jīng)冷卻冷凝器析出水分后，恢復(fù)到t0、H0的狀態(tài)；（3）部分廢氣循環(huán)流程：溫度為t0、濕度為H0的新鮮空氣，與溫度為t2、濕度為H2的出口廢氣混合（設(shè)循環(huán)廢氣中絕干空氣質(zhì)量與混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比為m：n），送入預(yù)熱器加熱到一定的溫度t1后再進(jìn)入干燥器，離開干燥器時(shí)的廢氣狀態(tài)為溫度t2、濕度H2；（4）中間加熱流程：溫度為t0、濕度為H0的濕空氣，經(jīng)預(yù)熱器溫度升高到t1后送入干燥器進(jìn)行等焓干燥，溫度降為t2時(shí)，再用中間加熱器加熱至t1，再進(jìn)行等焓干燥，廢氣最后出口溫度仍為t2。圖示如下：t0t2t1IHH0=100%AB

8、CH2附圖（2）Dt0t2t1IHH0=100%ABCH2附圖（1） t0t2t1IHH0=100%ABCH2MHM附圖（3）(H1)t0t2t1IHH0=100%ABCCBH2H2附圖（4）(H1)預(yù)熱器干燥器冷卻器ABC3kg/h600m3/h習(xí)題7-32附圖 7-32常壓下，用空氣干燥某濕物料的循環(huán)流程如附圖所示。溫度為30、露點(diǎn)為20的濕空氣，以600m3/h的流量從風(fēng)機(jī)中送出，經(jīng)冷卻器后，析出3kg/h的水分，再經(jīng)預(yù)熱器加熱至60后送入干燥器。設(shè)在干燥器中為等焓干燥過程，試求：（1）循環(huán)干空氣質(zhì)量流量；（2）冷卻器出口空氣的溫度及濕度；（3）預(yù)熱器出口空氣的相對(duì)濕度。解：(1)查得

9、20下水的飽和蒸汽壓為2.335kPa，即為風(fēng)機(jī)輸送濕空氣中的水汽分壓，故濕度為濕比容絕干空氣質(zhì)量流量（2） 其中水汽分壓 因此空氣為飽和濕空氣，故由pv1.60kPa查其飽和溫度為tB=13.4。（3）濕空氣加熱時(shí)，其水汽分壓及濕度不變，故經(jīng)預(yù)熱器后濕空氣的水汽分壓仍為1.60kPa，查得60下水的飽和蒸汽壓為19.92 kPa，故相對(duì)濕度 7-33 常壓下用熱空氣在一理想干燥器內(nèi)將每小時(shí)1000kg濕物料自含水量50降低到6（均為濕基）。已知新鮮空氣的溫度為25、濕度為0.005kg水汽kg干氣，干燥器出口廢氣溫度為38，濕度為0.034水汽kgkg干氣。現(xiàn)采用以下兩種方案：（1）在預(yù)熱器

10、內(nèi)將空氣一次預(yù)熱至指定溫度后送入干燥器與物料接觸；（2）空氣預(yù)熱至74后送入干燥器與物料接觸，當(dāng)溫度降至38時(shí)，再用中間加熱器加熱到一定溫度后繼續(xù)與物料接觸。 試求：（1）在同一I-H圖中定性繪出兩種方案中濕空氣經(jīng)歷的過程與狀態(tài)； （2）計(jì)算各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)以及兩種方案所需的新鮮空氣量和加熱量。 解：（1）一次預(yù)熱時(shí)： 如圖，濕空氣的狀態(tài)變化為ABC水分汽化量 絕干空氣用量 新鮮空氣用量 預(yù)熱后：HB=HA=0.005kgkg干氣又 故 得 所需熱量 （2）中間加熱時(shí)：空氣狀態(tài)變化過程AB1C1B2C2因?yàn)閮煞N情況下空氣的初終態(tài)相同，故汽化水分量及新鮮空氣的用量均不變。253874IHH0=100

11、%AB1C1CB2B所需熱量：因?yàn)?所以 故加熱量也未發(fā)生變化?；蜻M(jìn)行下述計(jì)算： A： 由 得 也即 又 得 由以上計(jì)算可知，當(dāng)空氣的初、終態(tài)相同時(shí)，有無(wú)中間加熱對(duì)新鮮空氣的用量及加熱量沒有影響。為達(dá)到相同的終態(tài)，一次預(yù)熱的溫度過高，對(duì)熱敏性物料有破壞，故對(duì)不耐高溫的物料宜采用中間加熱式干燥器。7-34 在某物料的干燥過程中，由于工藝的需要，采用部分廢氣循環(huán)以控制物料的干燥速率。已知常壓下新鮮空氣的溫度為25 、濕度為0.005kg水汽/kg干氣，干燥器出口廢氣溫度為58 ，相對(duì)濕度為70。控制廢氣與新鮮空氣的混合比以使進(jìn)預(yù)熱器時(shí)的濕度為0.06kg水汽/kg干氣。設(shè)干燥過程為等焓干燥過程，試

12、計(jì)算循環(huán)比（循環(huán)廢氣中絕干空氣質(zhì)量與混合氣中絕干空氣質(zhì)量之比）及混合氣體進(jìn)、出預(yù)熱器的溫度。解：查得58 時(shí)水飽和蒸汽壓為18.25kPa，則廢氣濕度H0t0MCBIH=100%At21t1則循環(huán)比 新鮮空氣焓：廢氣焓：混合焓混合溫度(預(yù)熱器前溫度)： 因?yàn)槭堑褥矢稍镞^程，故,離開預(yù)熱器時(shí)的溫度：XU習(xí)題7-35 附圖7-35 溫度為t、濕度為H的空氣以一定的流速在濕物料表面掠過，測(cè)得其干燥速率曲線如附圖所示，試定性繪出改動(dòng)下列條件后的干燥速率曲線。（1）空氣的溫度與濕度不變，流速增加；（2）空氣的濕度與流速不變，溫度增加；（3）空氣的溫度、濕度與流速不變，被干燥的物料換為另一種更吸水的物料。

13、XU原工況吸水性物料XCXCUCX*附圖(3)X*XU原工況溫度增加XCXCUCUCX*附圖(2)X*XU原工況流速增加XCXCUCUCX*附圖(1)7-36 有兩種濕物料，第一種物料的含水量為0.4 kg水/kg干料，某干燥條件下的臨界含水量為0.02 kg水/kg干料，平衡含水量為0.005 kg水/kg干料；第二種物料的含水量為0.4 kg水/kg干料，某干燥條件下的臨界含水量為0.24 kg水/kg干料，平衡含水量為0.01 kg水/kg干料。問提高干燥器內(nèi)空氣的流速，對(duì)上述兩種物料中哪一種更能縮短干燥時(shí)間？為什么？答：對(duì)第一種物料更為有效。因?yàn)樵撐锪系呐R界含水量較小，干燥過程主要為恒

14、速階段，該階段去除的為表面非結(jié)合水分，提高空氣的流速，可提高干燥速率，進(jìn)而縮短干燥時(shí)間。而對(duì)于第二種物料，臨界含水量較大，干燥過程主要為降速階段，該階段干燥速率主要受物料內(nèi)部水分?jǐn)U散控制，提高空氣的流速對(duì)其基本沒有影響。7-37 一批濕物料置于盤架式干燥器中，在恒定干燥條件下干燥。盤中物料的厚度為25.4mm，空氣從物料表面平行掠過，可認(rèn)為盤子的側(cè)面與底面是絕熱的。已知單位干燥面積的絕干物料量GC/A=23.5kg/m2，物料的臨界含水量XC0.18kg水/kg干料。將物料含水量從X10.45 kg水/kg干料下降到X20.24 kg水/kg干料所需的干燥時(shí)間為1.2h。問在相同的干燥條件下，

15、將厚度為20mm的同種物料由含水量X10.5 kg水/kg干料下降到X20.22 kg水/kg干料所需的干燥時(shí)間為多少？ 解：因X2 XC，故由X10.45 kg/kg干料下降到X20.24 kg/kg干料僅為恒速干燥階段，干燥時(shí)間為： 則恒速干燥階段的干燥速率為 kg(m2h)干燥厚度為20mm的物料時(shí)， 因?yàn)楦稍飾l件沒有變化，故恒速階段干燥速率不變。因 故此時(shí)的 kg/m2物料減薄后，臨界含水量減小，故物料含水量由X10.5 kg/kg干料下降到X20.22 kg/kg干料的過程仍處在恒速階段，此時(shí)干燥時(shí)間 7-38 某濕物料5kg，均勻地平攤在長(zhǎng)0.4m、寬0.5m的平底淺盤內(nèi)，并在恒定的空氣條件下進(jìn)行干燥，物料初始含水量為20%（濕基，下同），干燥2.5小時(shí)后含水量降為7%，已知在此條件下物料的平衡含水量為1%，臨界含水量為5%，并假定降速階段的干燥速率與物料的自由含水量（干基）成直線關(guān)系，試求： （1）將物料繼續(xù)干燥至含水量為3%，所需要總干燥時(shí)間為多少？（2）現(xiàn)將物料均勻地平攤在兩個(gè)相同的淺盤內(nèi)，并在同樣的空氣條件下進(jìn)行干燥，只需1.6小時(shí)即可將物料的水分降至3%，問物料的臨界含水量有何變化？恒速干燥階段的時(shí)間為多長(zhǎng)？