固體干燥習(xí)題課答案

固體干燥

一、填空題：

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

為：一傳質(zhì)方向為o已知30℃和40℃下水的飽和蒸汽壓分別

為4.24W和7.38Z出。

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。Yf,當(dāng)&YO時可能結(jié)冰

3、在101.325攵網(wǎng)下，不飽和濕空氣的溫度為40C,相對濕度為60%,

若加熱至80C,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tj，熔IO

答案：不變，變小，變大，不變，變大

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

變化？也汽，H,（p,,Io（增大，減小，不

變）

答案：增大，增大，增大，增大，增大

6、不飽和濕空氣的干球溫度人濕球溫度0，露點溫度乙的大小順序為

答案：

7、干燥這一單元操作，既屬于傳熱過程，又屬o

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_______,結(jié)合水含量O（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

____空氣濕球溫度（＜,＞,=）

答案：＞

12、間歇恒定干燥時，如進(jìn)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。。（增

大，減小，不變，不確定）

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(bǔ)充熱，無熱損失，且被干燥的物料帶進(jìn)，帶出干燥器的熱量之差可以忽

略不計。

14、某干燥器無補(bǔ)充熱量及熱損失。則空氣通過干燥器后，干球溫度f,露點溫

度L,濕球溫度4相對濕度。,烙/o（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△心減小，傳

質(zhì)推動力減小，傳熱所需設(shè)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(yīng)的物料含水量稱為

________________O

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O

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

變質(zhì)變形；（3）不必使用高溫?zé)嵩础４鷥r：推動力△4減小，傳質(zhì)推動力“減小，傳熱所

需設(shè)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(yù)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

減小，傳質(zhì)推動力A/九減小，傳熱所需設(shè)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(guān)系為：相對濕度。=100%

時，平衡含水量X*=0.02總水/總絕干物料；相對濕度。=40%時，平衡含水量

X,=0.007o現(xiàn)該物料含水量為0.23依水/炊絕干物料，令其與25℃,。=40%的空

氣接觸，則該物料的自由含水量為炊水/炊絕干物料，結(jié)合水含量為_

口水/依絕干物料，非結(jié)合水的含量為依水/依絕干物料

答案：自由含水量X—X：=0.23—0.007=0.223

結(jié)合水量為X,=0.02；非結(jié)合水量X-=0.23—0.02=0.21

二、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（）o

A.愈低、B.愈高；C.不變

答案：A

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

A.H,小都升高；B.H不變小降低；C.H,6都降低

答案：B

4、用熱空氣作為干燥介質(zhì)，一般應(yīng)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（）

A、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(jìn)行冷卻而達(dá)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(dāng)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(dāng)干燥一種團(tuán)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”隨物料厚度增加而（），而所需干

燥的時間（）o

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(yù)熱過程中不發(fā)生變化的狀態(tài)參數(shù)是（）

A.夕含；B.相對濕度；C.露點溫■度；D.濕球溫度。

答案：C

14、空氣的濕度”與濕空氣下列哪些參數(shù)有關(guān)：（）。

A.總壓及干球溫度；B.總壓及濕球溫度；

C.總壓及露點；D.濕球溫度及熔。

答案：A

15、總壓一定的濕空氣，其狀態(tài)參數(shù)（f,紇汽,0,4,/,?。┯袔讉€是相互獨(dú)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(dāng)空氣的相對濕度@=80%

時，貝lj（）

A.，=&=0；B.t>tw>tit；C.t<tw<td；D.t>tw=tdo

答案：B

17、干燥操作的經(jīng)濟(jì)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1.42MP”下，已知其濕度H為0.023依水/炊絕干空氣，

則其比容乙應(yīng)為（單位均為加/依絕干空氣）（）o

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

三、判斷題：

1、（）當(dāng)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(jìn)行的最大限度。

答案：x

2、（）相對濕度6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(qiáng)。

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：V

4、（）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：V

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(guān)，而與空氣狀態(tài)無關(guān)。

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：V

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：，

9、()濕物料分散的越細(xì)。其臨界含水量越高。

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;J

13、()干燥操作中，濕空氣經(jīng)預(yù)熱器預(yù)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/?〃圖中，濕空氣的絕熱冷卻線即為等烙線。

答案：V

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?jǐn)?shù)。

答案：V

18、()等焰干燥過程又稱絕熱干燥過程，()也稱為理想干燥過程。

答案：-J；。

19、()對于空氣一水蒸汽系統(tǒng)，當(dāng)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：V

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(jìn)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(jìn)入干燥器，而要經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱？

答案：

一是使?jié)窨諝獾南鄬穸认陆担康脑龃笃湮∷哪芰?；二是提高其溫度（即增大?/p>

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(jī)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(jī)械去濕：當(dāng)物料帶水較多時，可用機(jī)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(xué)變化，例如在表面形成堅硬的外殼，

是干燥無法繼續(xù)進(jìn)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(yán)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(yīng)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(kuò)

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(dǎo)熱方式傳至內(nèi)部。

由于表面水汽擴(kuò)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(kuò)散

供給其汽化。隨著干燥的不斷進(jìn)行，物料中的水分就會不斷的減少而達(dá)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(jìn)入氣相，濕物料內(nèi)部的水分以液態(tài)水的形式擴(kuò)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”2增大會使露點溫度升高，對吸濕性物料，在氣流出干燥器進(jìn)收集裝置時，由

于溫度I，有可能達(dá)到露點溫度，會使收集的物料反潮。同時，若也t，則干燥的推動力

會減小，延長了干燥時間，造成產(chǎn)量I或設(shè)備尺寸t。

10、應(yīng)從哪些方面著手提高干燥器的熱效率，？

答案：

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(jìn)行

預(yù)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(dāng)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：

a

絕熱飽和：tas=t-^（Has-H）,由試驗結(jié)果證明：對空氣?水系統(tǒng)，在氣速為3.8?

“

10.2m/s的范圍內(nèi)，a/KH=0.96-1.005,而％=101+1.88”，在濕度不大的情況

下“V0.01,cH=1.01~1.03,故之之切KH。由此可知，對于空氣和水系統(tǒng)，濕球溫

度可近似當(dāng)作絕熱飽和溫度。但對于空氣和苯系統(tǒng)，a/K“=L5?2,與％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/、總壓尸=101.3〃%,在濕度圖或焰?濕圖上表示

空氣的狀態(tài)點（A）,并標(biāo)出其相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)幺，機(jī)（露點），〃（焰）。

13、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(jìn)入干燥器前，往往進(jìn)行預(yù)熱，這樣做有什么好處？

答案：

（1）對于飽和空氣，=九=J；對于不飽和空氣t>tw>td

（2）先預(yù)熱，其f升高，H不變,而尹降低，提高濕空氣吸收水份的能力；另外f升高，“不

變，則&t,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(biāo)出新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱再等焙干燥的過程線。若廢氣與新鮮

氣按1：2混合使用，示意標(biāo)出新的預(yù)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(dá)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(dá)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(guān)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(dá)飽

和時的溫度。濕球溫度：當(dāng)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(jī)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(shù)性能的主要指標(biāo)有哪些？

答案：

（1）對被干燥物料要有適應(yīng)性；（2）設(shè)備的生產(chǎn)能力要高；（3）能耗的經(jīng)濟(jì)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(shè)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(guān)，而平衡水分與自由水分的區(qū)分則與空氣的狀態(tài)有關(guān)。

五、計算題：

1、已知濕空氣的總壓為101.3攵外、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(dāng)，=20℃時的飽和蒸汽壓為八=2.335APa

0.5x2.335

〃=0.622中Ps0.622x=0.0072依/依

101.3-0.5x2.335

P-(PPS

cH=1.01+1.88//=1.01+1.88x0.0072=1.024^7/^℃

I=cHt+2492"=1.024x20+2492x0.0072=38.42AJ/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：*=/-弱

CH

設(shè)腺=14℃查得飽和蒸汽壓表得：/心=2448。//，2=1.614%&

=0.622—^=0.622x——=0.01kg/kg

as

p-ps101.3-1.614

=t-^(H-H)=20-2448

asx(0.01-0.0072)=13.3℃

CH1.01-1.88x0.0072

再設(shè)九=13.5℃查得飽和蒸汽壓表得：yas=2461.04V/kg,px=1.566kPa

=0.622—^—1.566

Has0.622x=0.00977伙/伙

P-Ps101.3-1.566

2461.04

=，-弱("“s-”)=20-x(0.00977-0.0072)=13.8℃

CH1.01-1.88x0.0072

2、總壓為lam、溫度為40℃的濕空氣，含水量為20x10'版/加濕空氣，求：（1）濕

空氣的相對濕度；（2）將濕空氣的相對濕度降至10%,應(yīng)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(zhǔn)。

L/濕空氣中含有水汽的體積為：

20xIO、匕,=20x10-3*（1.244x27^4（^）=2.853x10-2/M3

濕空氣中含有干空氣的體積為：1-2.853x10-2=09715，,

0.9715+(0.773x27^40]=1.0962依

0.9715;/干空氣的質(zhì)量為:

由以上數(shù)據(jù)可求得濕度："=20x10-3+10962=0.018儂//。由/=40℃時的飽和蒸汽壓表

Hp0.018x101.3

得Ps=7.37kPa,則夕==38.7%

Ps(0.622+”)7.37x(0.622+0.018)

（2）濕空氣加熱過程中，濕度保持不變，其水汽分壓也不變

Hp0.018x101.3

2.849Z&

0.622+H0.622+0.018

當(dāng)相對濕度為10%時，飽和蒸汽壓必須為p=億,/0=2.849/10%=28.4%產(chǎn)。，又飽和蒸汽壓

表查得相對應(yīng)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(yù)熱器作為干燥介質(zhì)進(jìn)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（干燥過程為等焙干燥）

答案：

解：在此循環(huán)系統(tǒng)中，濕空氣由（Z0,W0）狀態(tài)預(yù)熱至

Gc，X\

（4，H1）狀態(tài)，通過干燥器等焰干燥到

（Z2,W2）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)穸冉祎2

至“。并且濕空氣處于飽和狀態(tài)。這一

過程在濕度上表示如圖所示。

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(jìn)行預(yù)

熱和等焰干燥過程，試在濕度圖上表示系統(tǒng)中濕空氣狀態(tài)變化過程。

題4圖

5、如圖所示一常壓干燥器，在干燥器中設(shè)置一中間加熱器把干燥中的濕空氣由（［,”；）

加熱到其中4=%、/2＜小試在濕度圖上表示出濕空氣狀態(tài)的變化過程。

4Gc，X\

___________:----------▼-

HZ|

“0，h預(yù)熱器''中間加熱器H2,t2

6、已知濕空氣溫度為，總壓為1附加a2濕球罐度為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）焙值；（5）濕比體積。

答案：

解：由飽和水蒸氣表查得：tw=30℃時，p,=4.25kPa,汽化潛熱為九,=2423.7V/kg。

在濕球溫度下，空氣的飽和濕度為:

Hw=0.622上一=0.622x———=0.0276版水/必干空氣

p—Ps100-4.25

由濕球溫度計算式可求得空氣的濕度：

jnoIno

:

H=Hw--—(t-tw)=0.0276———(50-30)=0.0186總水/口干空氣

7W2423.7

(2)在干球溫度，=50℃時，凡=12.34左由空氣濕度計算式可求得該空氣中的水

為八Hp0.0186x100

汽分壓為：p水汽=---------=--------------=2.904kPa

水汽0.622+H0.622+0.0186

空氣的相對濕度：0=2或="史=23.5%

A12.34

(3)在露點溫度下空氣剛好達(dá)到飽和態(tài)，空氣中的水汽分壓p水汽=2.904Z網(wǎng),、即為水在

露點下的飽和蒸汽壓，查表可得。=23℃o

(4)若以0℃的水及0°C的空氣為焰的基準(zhǔn)，該濕空氣的焰為：

I^(cpg+cpvH)t+y0H

=(1.01+1.88x0.0186)x50+2500x0.0186=98.8。/超干空氣

(5)在壓強(qiáng)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：

v=22.4x—x^(—+-)

T。PM氣M水

CC,273+50101.3,10.0186、，、，、-,,十人一

=22.4x-------x----(一+------)=0.95W3/奴干空氣

2731002918

7、某常壓等熔干燥器，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1%;新鮮空氣溫度20℃,濕度為0.005依/依，空氣預(yù)熱至150℃后進(jìn)

入干燥器，試求：(1)當(dāng)空氣出口溫度為40℃時，預(yù)熱器所需提供的熱量；(2)若出

口空氣在管路與旋風(fēng)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(yù)熱器的熱量衡算得到預(yù)熱器所需熱量為：

Qp=ML_/())=L%(彳—/o)=LCH(4一彳))

先求L:由物料衡算可知：L=W/(H2-H1)

w=G]"L叱=500X=20.2g/s

1

l-w2100-1

等焰干燥：，2=/1，即(L01+L88Hl)q+2492”|=(1.01+1.88H2?2+2492”2

(1.01+1.88x0.005)x150+2492x0.005=(1.01+1.88/72)x40+2492/7,

=>H2=0.0487依/伙

20.2x10-3

0.4625依/s

H2-H}0.0487-0.005

cH=cH=1.01+1.88x0.005=1.019制/依℃

Qp=LCH(G-o)=0.4625xl.019x(150-20)=61.29VIs

(2)干燥器出口溫度為40℃,經(jīng)過管路和旋風(fēng)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p“,Y%,則不會發(fā)生返潮現(xiàn)象；查飽和水蒸汽壓30℃時，

ps=425kPa,濕空氣出口濕度為0.0487版/kg

則水汽分壓：pw=-~型—=xl0l.3=136kPa>4.25AP。=ps

會發(fā)生返潮現(xiàn)象。

8、用連續(xù)并流干燥器干燥含水2%物料9000版/〃，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1.6//依C；空氣干球溫度為

27℃,濕球溫度為20C,預(yù)熱至90C,空氣離開干燥器時溫度為60°C；干燥器

無額外補(bǔ)充熱量，熱損失為600口/必；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%;(3)預(yù)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：

G,=G,=9000x10°-2=8837.68口/h

21

l-w2100-0.2

(2)絕干空氣用量L和新鮮空氣體積流量匕

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

口濕度。

1

：!=必|+%_1>三八

計算△值，根據(jù)己知條件水分蒸發(fā)量為

W=Gl-G2=9000-8837.68=162.32必/h

Gw2=(1一0.2%)x1.6+0.2%x4.2=1.605。/kg℃

v,8837.68x1.605x(35-25)

‘以~~~=600+-------------------------

\q=q,1+qM=Q1\+-*W162.63

=1473.97。/依水

干燥器無額外補(bǔ)充能量的=0,將以上數(shù)據(jù)帶入△計算式，得：

A=4.2x25+0-1473.97=-1368.97

由新鮮空氣的干球溫度和濕球溫度從濕度圖上查得"o="i=0Q12,代入（1）式得:

(1.01+1.88”2)x60+2492H2-(L01+L88x0.012)x90-2492x0.012

=-1368.97

H2-0.012

n”2=0。198依/依

W162.32

絕干空氣量：L==2.08x1O,依/。

“2-必0.0198-0.012

%=(0.773+L244H。)^^

新鮮空氣的比體積：273+27

=(0.773+1.244x0.012)x——廠=0.8659m3/kg

新鮮空氣的體積流量為：

=2.08xl04x0.8659=1.80xl04w3/A

Vh=LVH

(3)預(yù)熱器耗熱量：

46

Qp=LCH(%—/())=2.08xlOxl.O33x(90-27)=1.354xlOV/h=376kW

⑷熱效率：%=2=w(%+c/f&)

QQ

由濕度圖查得：4=90℃,乜=0.012依/必可查得：4=35℃,

無額外補(bǔ)充能量Q=Qp,則熱效率為:

W(7o+c4-c/“.)

Q

(2492+1.88x60-4.2x35)xl62.32

29.5%

1.354xl06

（5）產(chǎn)品是否返潮:

濕空氣出口狀態(tài)為：弓=60℃,”2=60198//依，飽和蒸汽壓為Ps=19.92H為

甘心廣八叱%H2P0.0198X101.3?

其水汽分壓為：p=-----——=---------------=3.125kpa

w0.622+H,0.622+0.0198

???Pw.YPs，...不會發(fā)生返潮現(xiàn)象。

9、某干燥器的操作壓強(qiáng)為79.98〃%,出口氣體的溫度為60C,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(jìn)入干燥器的氣體溫度不超過

90℃,相對濕度為12%o已知新鮮空氣的質(zhì)量流率為0.5025依/s,溫度為20℃,

濕度為0.005kg水/總干空氣，試求：（1）新鮮空氣的預(yù)熱溫度及空氣的循環(huán)量;

（2）預(yù)熱器提供的熱量為多少？若將流程改為先混合后預(yù)熱，所需熱量是否變化?

答案：

解：

（1）在新鮮空氣中，干空氣的流量

1+“。

0.5025

-1+0.005

=0.5依干空氣/s

水在t2=600c時的飽和蒸汽壓為19.9,出口氣體的濕度為:

(PPs

H,=0.622=0.622x―87山⑼_=01313依水/依干空氣

P~(PPS79.98-0.7x19.91

水在〃=90℃時的飽和蒸汽壓為70.09屈々，出口氣體的濕度為:

0.12x70.09

Hin=0.622-2心一0.622x=0.0731依水/依干空氣

79.98-0.12x70.09

P-(PmPs

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:

VH.+VRH2^(V+VR)Hm

VH-VH0.5x(0.0731-0.005)

IUO=0.585依干空氣/s

H2-Hm~0.1313-0.0731

以混合點為控制體做熱量衡算，可求出新鮮空氣的預(yù)熱溫度為

%=("+/)/,”

V[(1.01+1.88//1)^+2500/7,]+[(1.01+1.88H2)r2+2500W2]

=(V+Vs)[(1.01+1.88W?,X?+2500Hm]

將V=0.5,=0.005,%=0.585,%=0.1313,%=0.0731,%=90℃代入上式，求得空氣的

預(yù)熱溫度為：4=133.3℃

（2）預(yù)熱器所提供的熱量為:

Q=V(LOl+1.88"|)(Gfo)

=0.5x(1.01+1.88x0.005)x(133.3-20)=57.7左W

若流程改為新混合后預(yù)熱，所需熱量為：。=(丫+%)1”一匕?/2—Wo

所需熱量相同

10、某濕物料用熱空氣進(jìn)行干燥，空氣的初始溫度為20℃,初始濕含量為

0.006kg水/總干空氣，為保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量，空氣進(jìn)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(yù)熱至最高允許

溫度90C進(jìn)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

(1.01+1.88/7,+2500耳=(1.01+1.8犯.+2500%

_(1.01+1.8叫為+2500H]-1.0%

2-

=1.88r2+2500

(1.01+1.88x0.006)x90+2500x0.006-1.01x60

1.88x60+2500

=0.0177Ag水/煙干空氣

蒸發(fā)每千克水分所需要的空氣量為：

V_11

=85.5總干空氣/口水

0.0177-0.006

W-H2-H}

蒸發(fā)每千克水分所需要的供熱量為:

V

2=—(1.01+1.88/71)^-^)

W

=85.5X(1.01+1.88X0.006)(90-20)=6.1lx1()3。/4水

t(JO-Af)

此干燥過程的熱效率為："=匚2=乙」^=0.429

—ZQ90—20

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H°=0.009kg水/總絕干空氣

經(jīng)預(yù)熱器加熱至120C后進(jìn)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)炎等焰線變化。試求：(1)水分蒸發(fā)量W(Zg/s)；(2)絕干空氣消耗

量LQg絕干空氣/s)；(3)干燥收率為95%時的產(chǎn)品量；(4)若鼓風(fēng)機(jī)裝在新鮮空

氣的入口處，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)為多少機(jī)36？

答案:

.,在心日...w.—w,20000.4-0.05,

解：Q)水分蒸發(fā)量：W=G|」一=----x--------=0.205^/5

1

l-w236001-0.05

(2)絕干空氣消耗量L：L=-------

???等焙干燥，，/|=，2即:

(1.01+1.88/7,)4+2490Hl=(1.01+1.8877,)t2+2490/7,

(1.01+1.88”|為+2490%—1.0/

2

0-1.88r2+2490

_(1.01+1.88x0.009)x120+2490x0.006—1.01x40

1.88x40+2490

=0.041依水/依絕干空氣

則蒸發(fā)0.205依/s的水分所消耗的絕干空氣量為：

_W_0.205

=6.406Zg絕干空氣/s

H「H、0.041-0.009

(3)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:

G2=G-W=2000/3600-0.205=0.35\kg/s

或者：G2=G1上也20001-0.4

----X-------=0.351kg/s

1-w236001-0.05

實際產(chǎn)品量

干燥收率的定義為:xlOO%

〃=理論產(chǎn)品量

收率為95%的干燥產(chǎn)品量為:

G'2=G2rl=0.351x95%=0.333依/s

(4)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量：鼓風(fēng)機(jī)裝在新鮮空氣入口處，故所輸送空氣的溫度為20℃,濕度為

Ho=O.009kg水/依絕干空氣,此狀態(tài)下空氣的濕比容為：

vH=22.4x—x^-(—+—)

T,P%M水

273+2010.009.3..4叔＜'卜二

-22.4x——乂(為+—^—)=0.8424/炊絕干空氣

由計算得知完成給定生產(chǎn)任務(wù)所需絕干空氣量為L=6.406儂絕干空氣量，則其體積流量為

V=L”=6.406x0.842=5.394加/s

12、有一常壓絕熱干燥器，已知空氣進(jìn)入加熱器前的狀態(tài)為％=20℃,仰=30%,出干

燥器的狀態(tài)為：Zo=8O℃,H2=0.02kg水/Ag干空氣，濕物料處理量為5000kg/h,

含水”=0.2,要求干燥產(chǎn)品含水叱=。。2(均為濕基含水量)。

試求：(1)離開預(yù)熱器時空氣的溫度和濕度；

(2)預(yù)熱器中用/=2250制/熾的水蒸汽(飽和)加熱濕空氣，求飽和水

蒸汽的用量(預(yù)熱器損失為換熱量的5%)

答案：

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

0.30x2.33

"1=”0=0.622死外=0.622x=0.004伙水/必干空氣

101.3-0.30x2.33

P-(PoPs

干燥器絕熱，則干燥過程近似為等焰過程，即：/|=，2

(1.01+1.88兄九+2490Hl=(1.01+1.88W2)/2+2490W2

_(1.01+1.88H])4+2490H1―2490%

—M=

21.01+1.88W,

_(1.01+1.88x0.02)x80+2490x0.02—2490x0.004

1.01+1.88x0.004

=121.5℃

(2)飽和水蒸氣用量，先求預(yù)熱器的換熱量：Qp=L(L01+L88Ho)(f1—fo)

W=G%—/=5000x°2一002=918.4必水/〃

1-w21—0.02

W918.4

=57400總干空氣/〃

“2一回0.02-0.004