化工原理干燥典型习题

干燥

1、干燥实验中，哪些干燥条件应恒定不变？在此条件下进行长时间干燥，最终能否得到绝干物料？

2、结合水与平分有何区别和联系？

答：平分是空气状态和物料特性的函数，对一定的物料，平分随空气状态而变化。平分是在一定空气状态下不能被干燥除去的水分，是干燥的极限。

结合水只与物料的特性有关，而与空气的状态无关。结合水是能与饱和湿空气平衡的湿物料所含水分的最低值，湿物料的含水量低于此值便会从饱和湿空气中吸收水分。

一般地，结合水的一部分是自由水分，其能被干燥除去；另一部分是平分，其不能被一定状态的空气干燥除去。

3、如何区别平分和自由水分？（5分）

4、请示意性的画出湿空气的湿焓图，对于任意空气状态指出它的状态点：水气分压p，湿度H；焓I；露点t d；湿球温度t W；相对湿度φ。

水气分压p，

湿度H；

焓I；

露点t d；

湿球温度t W；

相对湿度φ

画出图（2分）

并指出上述六个参数。（4分）

5、湿球温度

6、绝热饱和温度

下册干燥

湿度、相对湿度、焓

带循环的干燥器物料衡算（求循环量）

热量衡算（求温度）

预热器热量【例5－5】

三、请回答下列问题（10分）

３、（２０分）某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为1kg/s，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气的状况为：初始温度为25℃，湿度为0.005kg水分/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为140℃，若离开干燥器的温度选定为60℃，试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。假设空气在干燥器经历等焓过程，I=（1.01+1.88H）t+2490H。

一、（20分）采用常压干燥器干燥物料，每小时处理2000kg ，干燥操作使物料的湿基含量

由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20︒C ，湿度H 0=0.009kg 水/kg 绝干空气，经预热器加热至120︒C 后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为40︒C ，若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。已知湿空气焓的计算式为I=(1.01+1.88H)t+2490H ，试求： （1） 水分蒸发量W(kg/s)；

（2） 绝干空气消耗量L(kg 绝干空气/s)； （3） 干燥收率为95% 时的产品量；

（4） 如鼓风机装在新鲜空气入口处，风机的风量应为多少m 3

/s 。 六、（共20分） 解：（1）水分蒸发量 s /205Kg .005

.0105

.04.036002000w 1w w G w 2211

=--⨯=--= （4分）

（2）绝干空气消耗量 1

2H H w

L -=

其中 H 1=H 0=0.009 kg 水/kg 绝干气 求H 2：

因 I 1 = I 2

2221112490H t )88H .101.1(2490H t )88H .101.1(++=++

222490H 40)88H .101.1(009.02490120)009.088.101.1(+⨯+=⨯+⨯⨯+

解得 H 2 = 0.041 kg 水/kg 绝干空气

则 s kg /406.6009.0041.0205

.0L 绝干空气=-= （6分）

（3）s /351kg .0205.03600

2000

W G G 12=-=-=

或 s /351kg .005

.04

.0136002000w -1w 1G G 211

2=-⨯=-=

又 干燥收率的定义为

%100%1002

2⨯'=⨯=

G G 理论产品量实际产品量

η 所以 s kg G G /333.0%95351.022

=⨯=='η （6分） （4）C 20t 0︒=，绝干空气水kg /009kg .0H 0= 时空气的湿比容为

273

273)244.1773.0(t

H v H ++= 273

20

273)009.0244.1773.0(+⨯⨯+=

绝干空气kg m /842.03

= 体积流量

s m v L V H /394.5842.0406.63

=⨯=⋅= (4分)

在常压连续理想干燥器中，用风机把空气送至预热器，经120℃饱和蒸汽加热后进入干燥器以干燥某种湿物料，已知空气状况为：进预热器前湿空气中水气分压P 0 = 1.175Kpa ，温度为15℃，进干燥器前温度为90℃，出干燥器后温度为50℃，物料状况为：进干燥器前X 1 = 0.15Kg 水/Kg 绝干料，出干燥器后X 2 = 0.01Kg 水/Kg 绝干料，干燥器生产能力为250Kg/h （按干燥器出口产品计），预热器总传热系数为50 w/(m 2

·℃)。求： 1 绝干空气消耗量； 2 风机送风量； 3 预热器传热面积。 注：H = 0.622 P 0 /(P- P 0);

υH =(1/29+H 0/18)×22.4×(t 0+273)/273; I H =(1.01+1.88H)t+2490H 1． 绝干物料流量：22250

248/110.01

G G kg h x =

==++绝干料 （1分） 水蒸发量：12()248(0.150.01)34.7/w G x x kg h =-=⨯-= （1分） 进预热器前：000 1.175

0.622

0.6220.0073/101.33 1.175

p H kg kg p p ==⨯=--绝干气（2分）

0000(1.01 1.88)2490(1.01 1.880.0073)1524900.007333.5/H I H t H kJ kg =++=+⨯⨯+⨯=绝干气 （2分） 进干燥器前：100.0073/H H kg kg ==绝干气

1(1.01 1.880.0073)9024900.0073110/H I kJ kg =+⨯⨯+⨯=绝干气 （2分） 出干燥器后：21110/H H I I kJ kg ==绝干气

即 222(1.01 1.88)502490110/H I H H kJ kg =+⨯⨯+=绝干气

得 20.023/H kg kg =绝干气 （2分）