干燥習題(附答案)

1、一、填空及問答題：1. 干燥過程是_相結(jié)合的過程，傳質(zhì)方向為_，傳熱方向為_。2. 在總壓101.33 kPa，溫度20下(已知20下水的飽和蒸汽壓為2.334 kPa)，某濕空氣的水汽分壓為1.603 kPa，現(xiàn)空氣溫度保持不變，將總壓升高到250 kPa，則該空氣的水汽分壓為_。3. 當濕空氣的總壓一定時，相對濕度僅與_及_有關(guān)。 4. 恒速干燥階段物料表面的溫度等于_。 該階段除去的物料中的水的平衡蒸汽壓等于_。影響恒速階段干燥速率的因素的有_。5. 已知在常壓、25下水分在某濕物料與空氣之間的平衡關(guān)系為：相對濕度時， 平衡含水量kg水/kg絕干料；相對濕度時， 平衡含水量 kg水/kg

2、絕干料。現(xiàn)將濕基含水量為20%的該物料，與25、的空氣接觸， 則該物料的自由含水量為_kg水/kg絕干料，非結(jié)合水分量為_kg水/kg絕干料。6. 進干燥器的氣體狀態(tài)一定，干燥任務(wù)一定。若干燥器內(nèi)部無補充加熱，則氣體離開干燥器的濕度H越大，干燥器的熱效率越 ，傳質(zhì)推動力越_。7. 降低廢氣出口溫度可以提高干燥器的熱效率，但廢氣在離開設(shè)備之前的溫度的限制是_，原因是_。8. 在測量濕球溫度時，空氣速度需大于5 m/s，這是為了 。9. 物料的平衡水分一定是_水分；物料的非結(jié)合水分一定是_水分。10.當某物料的干燥過程存在較長的降速階段時，氣流干燥器和流化床干燥器兩者中選用_ 較為有利，原因是_。

3、11.欲在298K時用相對溫度為60的空氣干燥木材，使其中水分降到11.5（濕基），你認為是否可能？為什么？已知在此條件下木材的平衡水分為12（干基）。12. 濕空氣在進入干燥器前，往往進行預熱，這樣做有什么好處？13、什么是濕空氣的絕熱飽和溫度和濕球溫度？兩者有何關(guān)系？如何測定？14要提高恒速干燥階段的干燥速率，你認為可采取哪些措施？15.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16. 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？17. 如何強化干燥過程？18. 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

4、變大還是變小? （1）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。二、計算題：1. 已知濕空氣的（干球）溫度為50，濕度為0.02kg/kg干氣，試計算下列兩種情況下的相對濕度及同溫度下容納水分的最大能力（即飽和濕度），并分析壓力對干燥操作的影響。（1）總壓為101.3kPa；（2）總壓為26.7 kPa。解：（1）時： 由 查得50水的飽和蒸汽壓為12.34kPa，則相對濕度 飽和濕度： （2）時： 由此可知，當操作壓力下降時，f，HS，可吸收更多的水分，即減壓對干燥有利。2. 常壓下濕空氣的溫度為80、相對濕度為10。試求該濕空氣中水汽的分

5、壓、濕度、濕比容、比熱及焓。查得80下水的飽和蒸汽壓為47.38kPa。水汽分壓 濕度 濕比容 比熱 焓 3在I-H圖上確定本題附表中空格內(nèi)的數(shù)值。干球溫度t/濕球溫度w/露點溫度d/濕度/kg/kg干氣相對濕度/焓/kJ/kg干氣水汽分壓v/kPa1（30）（20）150.01140601.92（70）4542.50.06330240(9.5)3（60）3530（0.03）231404.54（50）3735.50.042(50)606.25（40）25（20）0.01530802.25 常壓下將溫度為25、相對濕度為50的新鮮空氣與溫度為50、相對濕度為80的廢氣混合，混合比為2：3（以絕干

6、空氣為基準），試計算混合后的濕度、焓及溫度。解：（1）的新鮮空氣： 25時， 的廢氣： 50時， 所以混合濕度混合焓：而 6干球溫度為20、濕球溫度為16的空氣，經(jīng)過預熱器溫度升高到50后送至干燥器內(nèi)?？諝庠诟稍锲鲀?nèi)絕熱冷卻，離開干燥器時的相對濕度為80，總壓為101.3kPa。試求：（1）在I-H圖中確定空氣離開干燥器時的濕度；（2）將100m3新鮮空氣預熱至50所需的熱量及在干燥器內(nèi)絕熱冷卻增濕時所獲得的水分量。解：（1）空氣，查得 預熱后： 絕熱冷卻后，查得（2）濕空氣的比容：則100m3濕空氣中絕干空氣的質(zhì)量： 預熱器加入熱量： 獲得水分量： 7濕空氣在總壓101.3kPa、溫度10下

7、，濕度為0.005 kg/kg干氣。試計算：（1） 相對濕度1；（2） 溫度升高到35時的相對濕度2；（3） 總壓提高到115kPa，溫度仍為35時的相對濕度3；（4） 如總壓提高到1471kPa，溫度仍維持35，每100m3原濕空氣所冷凝出的水分量。解：（1）10水飽和蒸汽壓 （2）t235，（3）時， (4) , t235時： 飽和濕度 原濕空氣比容 100m3原濕空氣中絕干空氣質(zhì)量 則冷凝出水 習題8 附圖8附圖為某物料在25時的平衡曲線。如果將含水量為0.35kg水kg干料的此種物料與50的濕空氣接觸，試確定該物料平衡水分和自由水分，結(jié)合水分和非結(jié)合水分的大小。解：50，平衡水分則自由

8、水分100，平衡水分即結(jié)合水分則非結(jié)合水分9 在常壓干燥器中將某物料從濕基含水量10干燥至2，濕物料處理量為300kg/h。干燥介質(zhì)為溫度80、相對濕度10的空氣，其用量為900kg/h。試計算水分汽化量及空氣離開干燥器時的濕度。解：，在H-I圖中查得H10.031kg/kg干氣 絕干空氣質(zhì)量 物料干基含水量 絕干物料量 汽化水分量 又 則干燥器空氣出口濕度 10 在某干燥器中干燥砂糖晶體，處理量為100kg/h，要求將濕基含水量由40減至5。干燥介質(zhì)為干球溫度20，濕球溫度16的空氣，經(jīng)預熱器加熱至80后送至干燥器內(nèi)?？諝庠诟稍锲鲀?nèi)為等焓變化過程，空氣離開干燥器時溫度為30，總壓為101.3

9、kPa。試求：（1）水分汽化量；（2）干燥產(chǎn)品量；（3）濕空氣的消耗量；（4）加熱器向空氣提供的熱量。解：（1）水分汽化量 或 （2）干燥產(chǎn)品量（3）由查圖，得預熱后 出口空氣：等焓過程即 得：而 濕空氣用量 （4）預熱器中的加熱量： 11在常壓干燥器中，將某物料從濕基含水量5干燥到0.5。干燥器的生產(chǎn)能力為7200kg干料/h。已知物料進、出口溫度分別為25、65，平均比熱為1.8kJ/(kg)。干燥介質(zhì)為溫度20、濕度0.007 kgkg干氣的空氣，經(jīng)預熱器加熱至120后送入干燥器，出干燥器的溫度為80。干燥器中不補充熱量，且忽略熱損失，試計算絕干空氣的消耗量及空氣離開干燥器時的濕度。解：

10、物料干基含水量 又 即 （1）干燥器中不補充熱量，且忽略熱損失，則 即 （2）而 將上式代入（2）中， （3）聯(lián)立（1）、（3）得：12用熱空氣干燥某種濕物料，新鮮空氣的溫度為20、濕度為0.006kgkg干氣，為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，要求空氣在干燥器內(nèi)的溫度不能高于90，為此，空氣在預熱器內(nèi)加熱至90后送入干燥器，當空氣在干燥器內(nèi)溫度降至60時，再用中間加熱器將空氣加熱至90，空氣離開干燥器時溫度降至60，假設(shè)兩段干燥過程均可視為等焓過程，試求： (1)在-圖上定性表示出空氣通過干燥器的整個過程；206090IHH0=100%AB1C1CB2(2)汽化每千克水分所需的新鮮空氣量。 解：空氣狀態(tài)變

11、化過程如圖所示。 A： 由 得 也即 又 得 故汽化1kg水所需干空氣用量 新鮮空氣用量 13. 在常壓連續(xù)逆流干燥器中，采用廢氣循環(huán)流程干燥某濕物料，即由干燥器出來的部分廢氣與新鮮空氣混合，進入預熱器加熱到一定的溫度后再送入干燥器。已知新鮮空氣的溫度為25、濕度為0.005kg/kg干氣，廢氣的溫度為40、濕度為0.034kg/kg干氣，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）為0.8。濕物料的處理量為1000kg/h，濕基含水量由50下降至3。假設(shè)預熱器的熱損失可忽略，干燥過程可視為等焓干燥過程。試求：（1） 在I-H圖上定性繪出空氣的狀態(tài)變化過程；（2） 新鮮空氣用量；

12、（3） 預熱器中的加熱量。解：（1）廢氣循環(huán)流程如下圖所示。t2,H2預熱器干燥器L2 循環(huán)比0.8t1,H1L0,t0,H0L1,tM,HMGC,X1GC,X2H0t0MCBIH=100%At2t1空氣狀態(tài)變化過程如圖所示。圖中： （2）物料干基含水量 絕干物料 汽化水分量對整個干燥過程進行物料衡算則絕干空氣用量 新鮮空氣用量 （3）預熱器中加熱量 而 其中 14. 若空氣用量相同，試比較下列三種空氣作為干燥介質(zhì)時，恒速階段干燥速率的大小關(guān)系。(1) t=60,H=0.01kg/kg干氣；(2) t=70,H=0.036kg/kg干氣；(3) t=80,H=0.045kg/kg干氣。解：（1

13、）由t=60,H=0.01kg/kg干氣查圖，得， 傳熱推動力： 傳質(zhì)推動力： （2）同理：傳熱推動力： 傳質(zhì)推動力：（3） 傳熱推動力： 傳質(zhì)推動力：恒速階段干燥速率與其推動力成正比，比較之，有：（3）（2）（1）。16在恒定干燥條件下，將物料由干基含水量0.33kg/kg干料干燥到0.09kg/kg干料，需要7小時，若繼續(xù)干燥至0.07kg/kg干料，還需多少時間？已知物料的臨界含水量為0.16kg/kg干料，平衡含水量為0.05kg/kg干料。設(shè)降速階段的干燥速率與自由水分成正比。已知物料的臨界含水量為0.16kg/kg干料，平衡含水量為0.05kg/kg干料。設(shè)降速階段的干燥速率與自由水分成正比。解： 即 解得 當時，17、某濕物料在常壓干燥器內(nèi)進行絕熱干燥，干燥后的產(chǎn)品為4 000 kg/h，濕物料的含水率為15%(濕基