化工原理 干燥 题

八干燥

干燥静力学

在总压为760mmHg的N2和C3H6O(丙酮)体系中。已知丙酮的露点为15℃，相对湿度为，求出体系的温度为多少?

丙酮的阿妥因常数A=，B=，C=，

阿妥因公式lgP D＝A-B/(t+C)

P D----mmHg t----℃

温度为20℃，总压为760[mmHg]的空气中，水汽分压为[mmHg]，求其H、Hs及φ值。若温度保持不变，总压加倍和减半，求空气的相对湿度φ及饱和湿度Hs(即最大吸湿能力)有何变化？由此判断总压对干燥过程的影响。

在总压为760[mmHg]下，用N2气干燥含少量苯的物料以回收苯。干燥器入口氮气中苯的蒸汽分压为[mmHg]，温度为74℃，干燥器出口气体中苯蒸汽分压为[mmHg]，若每小时可干燥出4kg的苯，求每小时送入干燥器的气体为多少m3(以干燥器入口状态计)。

等焓干燥过程

空气的干球温度为20℃，湿球温度为16℃，此空气经予热器后，温度升高到50℃送入干燥器，离开干燥器时温度降至30℃，干燥器绝热操作(等焓)，试求:

(1) 出口空气的湿含量、焓及相对湿度;

(2) 100[m3]新鲜空气予热到50℃所需热量及通过干燥器所移走的水分？

空气在常压、20℃、湿度为[kg水/kg干空气]状态下予热到120℃后进入理想干燥器，废气出口湿度为，物料温度为20℃，物料含水量由%干燥至%(均为湿基)，干空气量为8000kg/h,求:

(1) 每小时加入干燥器的湿物料量;

(2) 废气出口温度及干燥器的热效率。

如图所示，现有一常压(p=操作干燥装置，假定干燥装置热损失可以不计，试求:

(1) 抽风机的体积流量，m3/h

(2) 预热器加入热量为多少kJ/h?

(3) 干燥器中补充热量为多少kJ/h？(已知绝干物料比热为kg·℃)

(4) 在湿度图上表示出空气从预热器进口至干燥器出口状态变化过程( 用简图表示，可任选H-I图或t-H图作图)。

某湿物料在气流干燥器内进行干燥，操作压力为101KN/m2，湿物料的处理量为1kg/s，湿物料的含水量为10%，产品的含水量不高于2%(以上均为湿基)，空气的初始温度为20℃，湿度为0.006kg 水/kg绝干气体，若将空气预热至140℃进入干燥器，并假定干燥过程近似视为等焓过程(即I H1=I H2)试求:

(1) 当气体出干燥器温度选定为80℃，进干燥器物料温度为18℃；预热器所加入的热量及热效率；

(2) 若气体出干燥器温度选定为45℃，气体离开干燥器时，因在管道及旋风分离器中散热，温度下降了10℃，问此时是否会发生物料反潮现象？( 已知水的饱和温度和饱和蒸汽压间的关系为: t s=3991/-234, P s----KN/m2, ts----℃

有关参数:r o=2492kJ/kg; C g=kg·℃; C v=kg·℃

采用如图示的废气循环干燥流程干燥某种湿物料，温度t0为20℃，湿度H0为0 .012[kg水/kg干气]的新鲜空气与从干燥器出来的温度t2为50℃，湿度H2为[kg水/kg干气]的部分废气混合后进入予热器，循环比(废气中绝干空气的量与混合气中绝干空气量之比)为。混合气升高温度后再进入常压干燥器。离开干燥器的废气除部分循环使用外余下的放空。湿物料经干燥后湿基含水量自47%降到5%，湿物料流量为×103[kg/h]，假设予热器的热损失可忽略，干燥器作为等焓干燥过程，试求:

(1)新鲜湿空气流量(Kg/h);

(2)予热器所需热量。

一个干燥系统的操作示意图如图所示。

热空气进入第一个干燥器，从第一个干燥器出来的湿空气经过第二加热器提高温度后，进入第二干燥器，从第二干燥器出来的湿空气再经冷凝器冷却冷凝，析出一部分水分后再经过第一加热器加热，送入第一干燥器，重复上述操作过程。干燥器都是绝热的，干燥是在等湿球湿度下进行，有关的数据见图。

要求:

(1) 在湿空气的湿度图上用线段及箭头示意绘出上述操作的过程，并附以必要的文字说明;

(2) 设空气消耗量为L=1kg绝干空气/s，求每个加热器中供给的热量，要注明单位(忽略热损失)。注：有关的量在示意图上难以找到准确值时，可以符号代替。

将空气调节至干燥操作所需的状态，操作流程如下

图所示。已知；状态 A T A=30℃露点T da=20℃,

V=500m3(湿空气)/h

状态B 通过换热器(即冷却冷凝器)１后，空

气中失去的水分量为4.9kg/h

状态 C 通过预热器２后，空气的温度

tc=60℃(干球)

试求:

(1) 绘出空气状态变化的H—I图或T—H图；

(2) 空气离开１时的温度t B及湿度H B；

(3) 空气离开预热器时的相对湿度φc；

附注; (1) 干燥操作在常压绝热条件下进行的；

(2) 忽略送风机前后空气温度的差异；

(3) 水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表:

温度℃10 15 20 30 40 50 60

蒸汽压KPa

实际干燥过程

将干球温度为16℃、湿球温度为14℃的空气予热到80℃，然后进入干燥器，出口气体的相对湿度为50%，干燥器每小时把2吨含水量为50%的湿物料干燥到含水量为5%(均为湿基)。

(1) 试作等焓干燥操作线图(示意图)，并求所需空气量。

(2) 如果热损失为116[kw]，忽略物料进出干燥器的焓值变化，问空气用量及热消耗量有何变化？

干燥速度和干燥时间

下列三种空气用作干燥介质，问哪一种空气干燥介质推动力较大？(干燥为恒速阶段，推动力用△t 和△H表示。)

(1) t=60℃，H=[kg水/kg干空气]

(2) t=70℃，H=[kg水/kg干空气]

(3) t=80℃，H=[kg水/kg干空气]

要将一种非多孔物料在恒定干燥条件下干燥，每批物料的生产能力为1000kg干料，干燥面积为55m2，如果恒速干燥速率为[kg水/m2·h]，试估计将此物料从[kg水/kg干料]干燥至所需的时间？已知临界含水量Xc=，平衡水分X*=0。

在常压绝热干燥器内干燥某湿料。每小时将500kg的湿物

料从最初含水量20%降至2%(均为湿基)。to=20℃，

Ho=0.01kg水/(kg绝干气)的空气经预热器升温至100 ℃后进

入干燥器，废气温度为60℃，计算:

(1) 完成上述干燥任务所需的湿空气量。

(2) 空气经预热器获得的热量。

(3) 在恒定干燥条件下对该物料测得干燥

曲线如图所示。已知恒速干燥段所用时间为1h，求降速段

需多少时间。

湿物料经过七小时的干燥，含水量由%降至%。若在同样条件下，由28 .6%干燥至%需要多少时间？(以上均为湿基)。已知物料的临界含水量Xc=(干基)，平衡含水量X*=(干基)，设降速阶段中的干燥速度为u=Kx(X-X*)，该段干燥速率曲线为直线。

在恒定干燥条件下，将物料含水量由[kg水/kg干料]干燥到，共需7小时，试问继续干燥至再需要多少时间？已知临界含水量Xc=，平衡含水量X*=；

有一湿物料重127kg，含水量21%(湿基)，干燥所用的空气干球温度为70℃，湿球温度为34℃，试求除去20kg水分所需的干燥时间为若干小时？操作条件为恒定干燥，给热系数α=[w/m2·℃]，干燥面积为5m2，物料临界水分Xc=[kg水/kg干料]，平衡水分X*=[kg水/kg干料],34℃时水的汽化潜热为r tw=kg。

现要进行测定干燥条件下空气干燥纸板的干燥速率曲线的实验。

(1) 写出实验计算公式；

(2) 实验要测取哪些数据？采用何种仪表来测定？

综合思考题

填空与选择

[1].已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度Φ =100%时。平衡含水量X*=0.02Kg水/Kg绝干料；相对湿度Φ=40%时，平衡含水量X*= 。现该物料含水量为0.23Kg 水/Kg绝干料，令其与25℃，Φ=40%的空气接触，则该物料的自由含水量为Kg水/Kg绝干料，结合水量为Kg水/Kg绝干料，非结合水的含量为Kg水/Kg绝干料。

[2]. 湿空气经预热,相对湿度Φ；对易龟裂物料，常采用方法来控制干燥器的Φ值。干燥操作的必要条件是干燥过程是相结合的过程.

温度30℃,水汽分压为2KPa的湿空气与水温为40℃的水接触,则传热方向:水空气,传质方向:水空气。(用箭头符号表示)

[3].(1) 提高空气的预热温度,可以提高干燥操作的热效率,这是因为。

(2) 降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率,但废气出口温度不能过低, 否则可能会出现的现象。

(3) 去除水份时固体收缩最严重的影响是，因而降低了干燥速率。

[4]. 若干燥器出口废气的温度而湿度可以提高热效率,但同时会降低干燥速率,这是因为减压(真空)干燥器主要用于的物料,但它的设备费和能量消耗费用都。

[5]. (1)将原湿空气(温度T0,湿度H0)经预热器温度升高至t1后再进入常压干燥器中, 现若t0,H0及t1均已知,则该预热过程所需热量Q的计算式为Q= KJ/Kg绝干空气。

(2)湿球温度是量空气与量水长期接触后的温度,对空气--水系统,当_____时,α/K H为一常数,其值约为KJ/Kg,℃，故可写出t w的计算式t w= 。

[6]．物料的平衡水份一定是( )

(A)非结合水份(B)自由水份(C)结合水份(D)临界水份

空气温度为t0,湿度为H0,相对湿度为Φ0的湿空气,经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1,相对湿度为Φ1,则

(A)H1>H0(B)Φ0>Φ1(C)H1

在恒定干燥条件下,将含水量20%的湿物料进行干燥,开始时干燥速率恒定,当干燥至含水量为5%时,干燥速率开始下降,再继续干燥至物料恒重,并测得此时物料含水量为%时,则物料的临界含水量为( )

(A)5% (B)20% (C)% (D)%

空气的干球温度为t,湿球温度为t w,露点为t d,当空气的相对湿度Φ=98%时,则( )

(A) t=t w=t d(B)t>t w>t d(C)t t d =t

[7].(1)已知湿空气的下列哪两个参数,利用H-I图可以查得其他未知参数( )。

(A)(t w,t) (B) (t d,H) (C)(p,H) (D) (I,t w)

(2)干燥器进口温度的温度计最小分度是0.1℃,下面是同一温度时的几种记录,哪一种是正确的( ).

(A)75℃; (B)75.0℃ (C) 75.014℃(D) 74.98℃

(3)已知物料的临界含水量为0.2Kg水/Kg绝干料，干燥至X2=0.1Kg水/Kg绝干料, 则在干燥末了时物料表面温度t m:( )

(A)t m>t w(B)t m=t (C)t m=t d(D)t m=t w

[8]. (1)真空干燥的主要优点是:( )

(A)省钱(B)干燥速率缓慢(C)能避免物料发生不利反应(D)能避免表面硬化

(2)有关降速干燥阶段物料内水分扩散机理的毛细管理论认为:当水分蒸发是水和固体之间由于( )

(A)浓度差推动力(B)表面张力(C)摩擦力(D)重力

而产生了毛细管力,这种毛细管力是水分由细孔移到固体表面的推动力。

[9].(1)在测量湿球温度时,应注意空气速度u( )

(A)u5m/s (D)u越小越好

(2)在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件:

1.大量的空气干燥少量的湿物料;

2.少量的空气干燥大量的湿物料;则正确的判断是( )

(A) 1对2不对(B)2对1不对(C)1、2都不对(D)1、2都可以

(3)物料中的平衡水分随温度升高而( )。

(A)增大(B)减小(C) 不变(D)不一定,还与其它因素有关。

[10].(1)空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数: ( ).

(A)总压及干球温度(B)总压及湿球温度(C)总压及露点(D)湿球温度及焓

(2)在湿球温度t w的计算式中,K H/α之比值:( )

(A)与空气的速度变化无关(B)与空气速度u的次方成正比,即K H/α=∝

(C)K H/α∝(D)不一定,与多种因素有关.

[11]. (1)当湿度和温度相同时,相对湿度与总压的关系是:( )

(A)成正比(B)成反比(C)无关(D)Φ与成正比

(2)一定湿度H的空气,随着总压的降低,露点相应地: ( )。

(A)升高(B)降低(C)不变(D)不一定,还与其它因素有关。

[12]..流化床干燥器适宜于处理物料；流化床干燥器中的适宜气体速度应在速度与速度之间

对于流化床干燥器，为了，可使用多层床，也可采用卧式多室流化床。

气流干燥管中最有效的部分是。

当物料干燥过程存在降速阶段时，气流干燥器与流化床干燥器两者中以采用__________较为有利。

[13] (1) 测湿球温度时，空气的流速应大于5m/s，目的是。

(2) 当湿空气的总压一定时，相对湿度 仅与及有关。

(3）在干燥操作中，为避免物料产生表面硬化、开裂、起皱等不良现象，常需对降速阶段的干燥条件严格加以控制。通常，上述现象可以防止发生。

(4）连续干燥比之间歇干燥，所用的设备尺寸、比较均匀。