化工原理答案

第七章 干燥

1、 常压下湿空气得温度为７0℃、相对湿度为10％,试求该湿空气中水汽得分压、湿度、湿比容、比热及焓。

解:

查得7０℃下水得饱与蒸汽压为31、３6ｋＰa。 ? 水汽分压 湿度 湿比容

比热 焓

2、 已知湿空气得(干球)温度为50℃，湿度为0．02kg/kg干气,试计算下列两种情况下得相对湿度及同温度下容纳水分得最大能力(即饱与湿度)，并分析压力对干燥操作得影响。

(1)总压为1０1、３kPa;(2）总压为26、7 kPa。 解:(1)时:

由

查得５０℃水得饱与蒸汽压为12、3４kPａ,则相对湿度 饱与湿度：

（2)时:

由此可知,当操作压力下降时,??，HS?,可吸收更多得水分,即减压对干燥有利。 3. 在h－H图上确定本题附表中空格内得数值。

干球温度 湿球温度 tｗ℃ 露点温度 td℃ 湿度 相对湿度 焓 h kJ／kg干气 水汽分压 pvkPa ｔ ℃ Ｈkg／kg干气 ? ％ 1 (30) （２0) 15 0、0１１ ４０ ６0 1、9 2 3 4 5 6 (4０） (50) (５0) (60） (７0) 25 35 37 ３2 45 (２0) 0、015 (0、03) 30 23 （５0) 80 140 6０ (120) ２、２ ４、5 6、２ 4 （9、５) 3０ ３5、5 28 4２、5 ０、042 ０、02７ 0、063 30 ２40 30 4、 常压下湿空气得温度为3０℃,湿度为0、0２kg水汽/kg干气,计算其相对湿度。若将此湿空气经预热器加热到120℃时,则此时得相对湿度为多少？

解:湿空气中水汽分压 kPa

30℃时水蒸气得饱与蒸汽压 pS＝4、２４7kPa, 则相对湿度

１20℃时水蒸气得饱与蒸汽压 p’Ｓ=1９8、64ｋPa, 而湿空气中得水汽分压不变，则相对湿度变为

５、 已知在总压１01、3kＰａ下，湿空气得干球温度为30℃,相对湿度为5０％,试求：(1)湿度;(2)露点;(3)焓;(4)将此状态空气加热至120℃所需得热量,已知空气得质量流量为40０kg绝干气/h；(5）每小时送入预热器得湿空气体积。

解:（1)查得30℃时水得饱与蒸汽压pS＝4、247ｋPa, 水汽分压: 湿度 (２)露点

由，可查得对应得饱与温度为１8oC,即为露点。 (３)焓

（４)所需热量

Q?LcH(t1?t0)?400?(1.01?1.88?0.0133)?(120?30)?3.726?10kJ/h?10.35kW4

(5)湿空气体积

6、 湿物料从含水量20％ (湿基,下同) 干燥至10%时,以1kg湿物料为基准除去得水份量,为从

含水量２%干燥至1％时得多少倍?

解:当湿物料从含水量20%干燥至10%时，相应得干基湿含量分别为 kg/kg干料

kｇ/kｇ干料 绝干物料量kg 除去得水分量

当湿物料从含水量2％干燥至1%时，相应干基含水量分别为

ｋｇ/kg干料 kｇ/ｋg干料

kg 所以

即第一种情况下除去得水分量就是第二种情况下得11、２倍。

7、 在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000ｋg,经干燥后物料得含水量由10%降至2％(均为湿基）。以热空气为干燥介质,初始湿度为0.008ｋｇ水汽／ ｋｇ干气,离开干燥器时得湿度为0.05 kg水汽/ kg干气。假设干燥过程无物料损失,试求:（1)水分蒸发量;(2）空气消耗量;(３)干燥产品量。

解:(1)干基含水量 kg水/kg干料 kg水／kｇ干料 绝干物料量 ｋg干料/h 则水分蒸发量 kg/ｈ （2） 绝干空气消耗量 kg/h 新鲜空气用量 kg/ｈ

(3） 干燥产品量 kg /h 或 ｋg /h

8、 温度t０＝20℃、湿度H0＝0．01kg水汽／kg干气得常压新鲜空气在预热器被加热到t１＝75℃后,送入干燥器内干燥某种湿物料。测得空气离开干燥器时温度t２＝40℃、湿度Ｈ2 ＝0.024kg水汽／ｋg干气。新鲜空气得消耗量为2000kｇ/h。湿物料温度θ1=20℃、含水量ｗ１=2、5％,干燥产品得温度θ2=３5℃、w2＝０、5%(均为湿基）。湿物料平均比热cM=2、89kJ/(kg绝干料·℃)。忽略预热

器得热损失,干燥器得热损失为1、３kＷ。试求: (1) 蒸发水分量；

(2) 干燥产品量;

(3) 干燥系统消耗得总热量； (4) 干燥系统得热效率。 解:(1） 绝干空气量 kg干气／ｈ 水分蒸发量 kg／h

(２） 干基含水量 ｋｇ水/kg干料 kg水／kg干料

绝干物料量 kg干料/h

则干燥产品量 kｇ ／h

（3) 干燥系统消耗得总热量

?1.01?1980?(40?20)?27.72?(2492?1.88?40)?1346?2.89?(35?20)?1.3?3600

(5) 干燥系统得热效率

若忽略湿物料中水分带入系统中得焓,则 ??W(2492?1.88t2)27.72?(2492?1.88?40)?100%??100%?40.9% 5Q1.742?109、 湿度为 0.01８kg水汽/ｋg干气得湿空气在预热器中加热到１28℃后进入常压等焓干燥器中,离开干燥器时空气得温度为４9℃,求废气离开干燥器时得露点温度。

解:进入干燥器前

h1?(1.01?1.88H1)t1?2492H1?(1.01?1.88?0.018)?128?2492?0.018?178.5kJ／kg ∵等焓 ∴ h1 =h２

即 h2?(1.01?1.88H2)t2?2492H2?(1.01?1.88H2)?49?2492H2?178.5

解得 Ｈ2 ＝ ０．049９ kg水汽/kg干气 其中水汽分压 ｋPａ