干燥習(xí)題(附答案)

./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?yàn)開_______,傳熱方向?yàn)開_________。2.在總壓101.33kPa,溫度20℃下<已知20℃下水的飽和蒸汽壓為2.334kPa>,某濕空氣的水汽分壓為1.603kPa,現(xiàn)空氣溫度保持不變,將總壓升高到250kPa,則該空氣的水汽分壓為________。3.當(dāng)濕空氣的總壓一定時(shí),相對(duì)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(duì)濕度時(shí),平衡含水量kg水/kg絕干料；相對(duì)濕度時(shí),平衡含水量kg水/kg絕干料?，F(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(jìn)干燥器的氣體狀態(tài)一定,干燥任務(wù)一定。若干燥器部無補(bǔ)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(dòng)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(shí),空氣速度需大于5m/s,這是為了。9.物料的平分一定是___________水分；物料的非結(jié)合水分一定是_____________水分。10.當(dāng)某物料的干燥過程存在較長的降速階段時(shí),氣流干燥器和流化床干燥器兩者中選用________較為有利,原因是_____________________________________。11.欲在298K時(shí)用相對(duì)溫度為60℅的空氣干燥木材,使其中水分降到11.5℅〔濕基,你認(rèn)為是否可能？為什么？已知在此條件下木材的平分為12℅〔干基。12.濕空氣在進(jìn)入干燥器前,往往進(jìn)行預(yù)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(rèn)為可采取哪些措施？15.測定濕球溫度時(shí),當(dāng)水的初溫不同時(shí),對(duì)測量結(jié)果有無影響？為什么16.在對(duì)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(qiáng)化干燥過程？18.為什么臨界含水量Xc的確定對(duì)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(huì)變大還是變小?〔1提高干燥時(shí)氣流速度而使恒速階段的干燥速率增大時(shí)；〔2物料的厚度減小時(shí)。試從干燥機(jī)理加以分析。二、計(jì)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(jì)算下列兩種情況下的相對(duì)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(duì)干燥操作的影響。〔1總壓為101.3kPa；〔2總壓為26.7kPa。解：〔1時(shí)：由查得50℃水的飽和蒸汽壓為12.34kPa,則相對(duì)濕度飽和濕度：〔2時(shí)：由此可知,當(dāng)操作壓力下降時(shí),,HS,可吸收更多的水分,即減壓對(duì)干燥有利。2.常壓下濕空氣的溫度為80℃、相對(duì)濕度為10％。試求該濕空氣中水汽的分壓、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的數(shù)值。干球溫度t/℃濕球溫度ｔw/℃露點(diǎn)溫度ｔd/℃濕度Ｈ/kg/kg干氣相對(duì)濕度/Φ％焓/ＩkJ/kg干氣水汽分壓ｐv/kPa1〔30〔20150.01140601.92〔704542.50.06330240<9.5>3〔603530〔0.03231404.54〔503735.50.042<50>606.25〔4025〔200.01530802.2常壓下將溫度為25℃、相對(duì)濕度為50％的新鮮空氣與溫度為50℃、相對(duì)濕度為80％的廢氣混合,混合比為2：3〔以絕干空氣為基準(zhǔn),試計(jì)算混合后的濕度、焓及溫度。解：〔1的新鮮空氣：25℃時(shí),的廢氣：50℃時(shí),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(yù)熱器溫度升高到50℃后送至干燥器?？諝庠诟稍锲鹘^熱冷卻,離開干燥器時(shí)的相對(duì)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(shí)的濕度；〔2將100m3新鮮空氣預(yù)熱至50℃所需的熱量及在干燥器絕熱冷卻增濕時(shí)所獲得的水分量。解：〔1空氣,查得預(yù)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(yù)熱器加入熱量：獲得水分量：7．濕空氣在總壓101.3kPa、溫度10℃下,濕度為0.005kg/kg干氣。試計(jì)算：相對(duì)濕度Φ1；溫度升高到35℃時(shí)的相對(duì)濕度Φ2；總壓提高到115kPa,溫度仍為35℃時(shí)的相對(duì)濕度Φ3；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：〔110℃水飽和蒸汽壓〔2t2＝35℃,〔3時(shí),<4>,t2＝35℃時(shí)：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(xí)題8附圖8．附圖為某物料在25℃時(shí)的平衡曲線。如果將含水量為0.35kg水／kg干料的此種物料與Φ＝50％的濕空氣接觸,試確定該物料平分和自由水分,結(jié)合水分和非結(jié)合水分的大小。習(xí)題8附圖解：Φ＝50％,平分則自由水分Φ＝100％,平分即結(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(duì)濕度10％的空氣,其用量為900kg/h。試計(jì)算水分汽化量及空氣離開干燥器時(shí)的濕度。解：,在H-I圖中查得H1＝0.031kg/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(yù)熱器加熱至80℃后送至干燥器。空氣在干燥器為等焓變化過程,空氣離開干燥器時(shí)溫度為30℃,總壓為101.3kPa。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(yù)熱后出口空氣：等焓過程即得：而濕空氣用量〔4預(yù)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(jìn)、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0.007kg／kg干氣的空氣,經(jīng)預(yù)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(bǔ)充熱量,且忽略熱損失,試計(jì)算絕干空氣的消耗量及空氣離開干燥器時(shí)的濕度。解：物料干基含水量又即〔1干燥器中不補(bǔ)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0.006kg／kg干氣,為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量,要求空氣在干燥器的溫度不能高于90℃,為此,空氣在預(yù)熱器加熱至90℃后送入干燥器,當(dāng)空氣在干燥器溫度降至60℃時(shí),再用中間加熱器將空氣加熱至90℃,空氣離開干燥器時(shí)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Ｉ-Ｈ圖上定性表示出空氣通過干燥器的整個(gè)過程；2020℃60℃90℃IHH0φ=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(jìn)入預(yù)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(yù)熱器的熱損失可忽略,干燥過程可視為等焓干燥過程。試求：在I-H圖上定性繪出空氣的狀態(tài)變化過程；新鮮空氣用量；預(yù)熱器中的加熱量。解：〔1廢氣循環(huán)流程如下圖所示。tt2,H2預(yù)熱器干燥器L2循環(huán)比0.8t1,H1L0,t0,H0L1,tM,HMGC,X1GC,X2HH0t0MCBIHφ=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(duì)整個(gè)干燥過程進(jìn)行物料衡算則絕干空氣用量新鮮空氣用量〔3預(yù)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(shí),恒速階段干燥速率的大小關(guān)系。t=60℃,H=0.01kg/kg干氣；t=70℃,H=0.036kg/kg干氣；t=80℃,H=0.045kg/kg干氣。解：〔1由t=60℃,H=0.01kg/kg干氣查圖,得,傳熱推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：〔2同理：傳熱推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：〔3傳熱推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：恒速階段干燥速率與其推動(dòng)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(shí),若繼續(xù)干燥至0.07kg/kg干料,還需多少時(shí)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(dāng)時(shí),17、某濕物料在常壓干燥器進(jìn)行絕熱干燥,干燥后的產(chǎn)品