第七章 干燥(习题答案)

第七章干燥

1.已知湿空气的总压强为50kPa，温度为60℃相对湿度40％，试求：（1）湿空气中水气的

分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度

解：（1）查得60℃时水的饱和蒸汽压P S = 19.932kPa

∴水气分压 P水气 = P Sф= 19.932×0.4 = 7.973kPa

（2）H = 0.622 P水气 / （P-P水气）=0.622×7.973/（50-7.973）

= 0.118 kg/kg绝干

（3）1kg绝干气中含0.118kg水气

x绝干 = (1/29)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.84

x水气 = (0.118/18)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.16

∴湿空气分子量M0 = 18x水气 + 29x绝干气 = 18×0.16 + 29×0.84

= 27.249 g/mol

∴湿空气密度ρ= MP/RT = （27.24×10-3×50×103）/（8.314×333）

= 0.493 kg/m3湿空气

2.利用湿空气的H-I图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号4中各数值的求解过程

序号干球温度湿球温度湿度相对湿度焓水气分压露点℃℃ kg/kg绝干％ kg/kg绝干 kPa ℃

1 60 35 0.03 2

2 140 5 30

2 40 27 0.02 40 90

3 25

3 20 18 0.013 75 50 2 15

4 30 28 0.02

5 85 95 4 25

3.干球温度为20℃，湿度为0.009 kg/kg绝干的湿空气通过预热器加热到50℃，再送往常

压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80％。若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，

试求：

（1）1m3原湿空气在预热器过程中焓的变化；

（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。

解：（1）原湿空气的焓： I0 = (1.01 + 1.88H0)t + 2490 H0

= (1.01 + 1.88×0.009)×20 + 2490×0.009

= 43 kJ/kg绝干

通过预热器后空气的焓 I1 = (1.01 + 1.88×0.009)×50 + 2490 ×0.0009

= 73.756 kJ/kg绝干

焓变化ΔH = I1 - I0 = 30.756 kJ/kg绝干

空气的密度ρ= MP/RT = （29×10-3×101.33×103）/（8.314×293）

= 1.21 kg/m3

∴ 1m3原湿空气焓的变化为ΔH = 30.756×1.21/1.009 = 36.9 kJ/kg湿气（2）等焓干燥 I1 = I2 = 73.756 kJ/kg绝干

假设从干燥器中出来的空气湿度t = 26.8℃，查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压

P S = 3.635 kPa

∴ H2 = 0.622φ P S / （P-фP S）

= 0.622×0.8×3.635/(101.33-0.8×3.635)

= 0.0184 kJ/kg绝干

由 I2 = 73.756 = （1.01 + 1.88H2）t2 + 2490 H2 试差

假设成立

∴ H2 = 0.0184 kJ/kg绝干

获得水分量：ΔH = H2 - H0 = 0.0184-0.009 = 0.0094 kJ/kg绝干

= 0.0094×1.21/1.009 = 0.011 kJ/kg湿气

4.将t0 = 25℃，ф0= 50％的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2 = 50℃，ф2= 80％的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。分别用计算法和做图法求混合气体的湿度和焓。解：（1）查得25℃时和50℃时水的饱和蒸汽压分别为3.291 kPa和12.34kPa 新鲜空气湿度 H0 = 0.622φ0 P S / （P-ф0P S）

= 0.622×0.5×3.291/（101.33-0.5×3.291）

= 0.01027 kg水/kg绝干

废气湿度 H2 = 0.622φ2 P S / （P-ф2P S）

= 0.622×0.8×12.34/（101.33-0.8×12.34）

= 0.20142 kg水/3kg绝干

混合气湿度 H m = （0.01027+0.06714×3）/（1+3）

= 0.0529 kg水/kg绝干

混合气温度 t m = （25+50×3）/（1+3）= 43.75℃

∴混合气焓：I m =（ 1.01 + 1.88H m）t m + 2490 H m

=（1.01+1.88×0.0529）×43.75 + 2490×0.0529

= 180.26 kJ/kg绝干

（2）做图发略

5.干球温度t0 = 26℃，湿球温度tｗ0 = 23℃的新鲜空气，预热到t1= 95℃后送入连续逆流干燥器内，离开干燥器时温度为t2= 85℃。湿物料初始状况为：温度θ1= 25℃，含水量ω1= 1.5％

终了时状态为：温度θ2= 34.5℃，ω2 = 0.2％。每小时有9200kg湿物料加入干燥器内。绝干物料的比热容C S= 1.84 kJ/(kg绝干·℃)。干燥器内无输送装置，热损失为580kJ/kg 汽化的水分。试求：

（1）单位时间内回的的产品质量；

（2）写出干燥过程的操作线方程；

（3）在H-I图上画出操作线；

（4）单位时间内消耗的新鲜空气质量。

解：（1）G = G1（1-ω1）= 9200×（1-0.0015）= 9062kg/h

∴干燥产品质量 G2 = G/（1-ω2）= 9080 kg/h

（2）X1 = ω1/ （1-ω1）= 0.01523

X2 = ω2/（1-ω2）= 0.002

当干球温度t0 = 26℃，湿球温度为23℃时由图5-3查的空气的湿度

H0 = 0.02 kg水/kg绝干

I1 = (1.01 + 1.88H1)t1 + 2490 H1

=（1.01+1.88×0.02）×95 + 2490×0.02

= 149.322 kJ/kg绝干

I1' - I2' = C S（θ 1 -θ2）+ C W（X1θ 1 –X2θ2）

= 1.84×（25-34.5）+ 4.187×（0.01523×25-0.002×34.57）