《第八章固体干燥》习题解答 1)已知空气的干燥温度为60℃,湿球温度为30℃,试计算空气的湿含量H, 相对湿度卯,焓I和露点温度l。 解:查表得1n=30C时p=4247KkPa H,=0.622P,AP-P,)=0.0272 H=H.-[(t-t/nla/Kw) 30C r=2427 /KB=1.09 H=0.0137 P 19923k 由H=0.0137求得此时p=2.8kPa P/P,=11% =(1.01+1.88×00158)×60+2490×0.0158 =9644kJ/kg千空气 由P,=218kPa查表得t=184C 184C 2)利用湿空气的I一H图完成本题附表空格项的数值,湿空气的总压 P=1.013×103Pa。 序号干球温度湿球温度|湿度|相对湿度|焓 露点水气分压 kg水/kg kJ/kg绝 绝干空气 0015 00l6 0.012 80 30290026959828 3)湿空气(如=20℃,H0=002kg水/绝干气 )经预热后送入常压干燥器。 试求:①将空气预热到100℃所需热量:②将该空气预热到120℃时相应的相对 湿度值。 解:)比热CB=101+188=1.01+1.88H×0.22kJ(KG弹绝干气C) Q=CM=80C=83.8Jkg绝干气°C) 2)120°C时p,=19864kPa>101.3kPaH=0.02kg水/kg干气 H=0.662Φp,/( 解得Φ=3.12%
《第八章 固体干燥》习题解答 1） 已知空气的干燥温度为 60℃，湿球温度为 30℃，试计算空气的湿含量 H， 相对湿度 ，焓 I 和露点温度 。 t C p kPa t C k J k g I p p H p kPa t C p kPa H C r K H H t t r K H P p p t C p kPa d s s s t w H s t w t w Hh s t s s w s t w w w 0 0 0 0 0 0 , , , 0 18.4 2.18 , 18.4 96.44 / (1.01 1.88 0.0158) 60 2490 0.0158 / 11 0.0137 2.18 60 19.923 0.0137 30 2427 / 1.09 [( )/ ]( / ) 0.622 /( ) 0.0272 30 4.247 = = = = = + + = = = = = = = = = = − − = − = = = 由 查表得 干空气 由 求得此时 时 解：查表得 时 2） 利用湿空气的 I —H 图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总压 。 序 号 干球温度 0C 湿球温度 0C 湿 度 kg 水/kg 绝干空气 相对湿度 0 /0 焓 kJ/kg 绝 干气 露 点 0C 水气分压 kPa 1 60 30 0.015 13.3 98 21 2.5 2 40 27 0.016 33 79 20 2.4 3 20 17 0.012 80 50 16 2 4 30 29 0.026 95 98 28 4 3） 湿空气（ =20℃， ）经预热后送入常压干燥器。 试求：①将空气预热到 100℃所需热量：②将该空气预热到 120℃时相应的相对 湿度值。 0 0 0 0 0 3.12 0.662 /( ) 2 120 198.64 101.3 , 0.02 / 80 83.8 /( 1 . 1.01 1.88 1.01 1.88 0.22 / = = − = = = = = = + = + 解得 ） 时 水 干气 绝干气 ） 解：） 比热 （ 绝干气 ） s s s H H H H p p p C p kPa kPa H k g k g Q C t C k J k g C C H H k J KG C
4)湿度为0018kg水/g干空气的湿空气在预热器中加热到128℃后进入常压等 焓干燥器中,离开干燥器时空气的温度为49℃,求离开干燥器时露点温度。 解:I=(1.01+188H+2500H 等焓∴I1=I2 ∴(1.01+1.88H1)t+2500H1=(1.01+1.88H2)t2+2500H2 (1.01+1.88×0.018)×128+2500×0.018=(1.01+1.88H2)×49+2500H ∵.H2=0.0498kg水/kg干气 ∵H p ∴0.0498=0622× 1013×105 7510 查表得td=40℃ 5)在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿 度,现有温度为40℃,相对湿度为70%的空气。试计算:①采用升高温度的方 法,将空气的相对湿度降至20%,此时空气的温度为多少?②若提髙温度后,再 采用减小总压的方法,将空气的相对湿度降至10%,此时的操作总压为多少? 解:(1)t=40℃时查表ps=7.377KPa,∴p=ps=0.7×7.37=5.1639Kpa HI=H p=p=5.1639Kpa 5.1639 Ps =258195KPa 0202 查表得t=63.3℃ (2)∵t不变∴ps=25.8195KPa 由633℃,=10%查图得H=0014kg水/kg干空气 H=0622_P 258195 0014=0622 ∴P=117.29K1 P′-258195 6)某干燥器冬季的大气状态为4=5℃,甲=30%,夏季空气状态为=30℃, 卩=65%。如果空气离开干燥器时的状态均为4=40℃,甲=80。试分别计 算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。 解:12=40°C,p,2=7.376kPa p3 ps 5kpA
4）湿度为 的湿空气在预热器中加热到 128℃后进入常压等 焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为 49℃，求离开干燥器时露点温度。 解： I = (1.01+1.88H)t＋2500H ∵等焓 ∴ I1 = I2 ∴(1.01+1.88H1)t1＋2500H1 = (1.01+1.88H2)t2＋2500H2 (1.01+1.880.018) 128＋25000.018= (1.01+1.88H2) 49＋2500H2 ∴ H2 = 0.0498 kg 水/kg 干气 ∵ H p P p = − 0.622 ∴ 0 0498 0 622 1013 105 . . . = − p p ∴ p = 7510 Pa 查表得 td = 40℃ 5） 在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿 度，现有温度为 40℃，相对湿度为 70%的空气。试计算：①采用升高温度的方 法，将空气的相对湿度降至 20%，此时空气的温度为多少？②若提高温度后，再 采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至 10%，此时的操作总压为多少？ 解： (1) t = 40℃时查表 ps = 7.377KPa，∴ p = ps = 0.77.377 = 5.1639 Kpa ∵H1 = H2 ∴ p = p’= 5.1639Kpa ∴ p p KPa s = = = 0 2 51639 0 2 258195 . . . . 查表得 t = 63.3℃ (2) ∵t 不变 ∴ps = 25.8195KPa 由 63.3℃, = 10% 查图得 H = 0.014kg 水/kg 干空气 H p P p = − 0.622 0 014 0 622 2 58195 2 58195 . . . . = P − ∴P ’=117.29Kpa 6）某干燥器冬季的大气状态为 ℃， ，夏季空气状态为 ℃， 。如果空气离开干燥器时的状态均为 ℃， 。试分别计 算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。 p p kPa t C p kPa s s 5.9 40 , 7.3766 2 2 ,2 ,2 0 2 = = 解： = =
H2=0662Φp,Ap-①p,)=00385kg/kg千气 冬季:to=5Cp,=0.8728kPaΦ=30% H=0662Φp,/101.33-p,)=0.0016kg/kg干气 L(冬)=1/(H2-H0)=27kg干气/kg水 夏季:t0=30Cp,=42474kPaΦ=65% H0=0.622p,/101.3-p,d)=001742kg/kg干气 L(夏)=1/(H2-H)=474kg干气/kg水 7)在常压连续干燥器中,将某物料从含水量10%千燥至0.5%(均为湿基) 绝干物料比热为1.8kJ/(kg.℃),干燥器的生产能力为3600kg绝干物料/h,物 料进、出干燥器的温度分别为20℃和70℃。热空气进入干燥器的温度为130℃, 湿度为0.005kg水/kg绝干空气,离开时温度为80℃。热损失忽略不计,试确定 干空气的消耗量及空气离开干燥器时的温度。 解:x1=0.(1-0.1)=0.111x2=0005 W=G(x1-x2)=3816kg水/h 1=(1.01+1.88×0.005)×130+2490×0005=14497KJ/kg干气 12=(101+188H)×80+2490H=80.8+2640.4H I1=CS01+x, Cw8. (1.8+0.111×4.187)×20 45.30kJ/kg干料 72=Cs0 2+x2 CwB 2 =(1.8+0.005×4.187)×70 2746k/kg干料 又根据物料衡算,热量衡算可得: W=L(H2-H1) G(I2-12)=L(1-l2 联立方程,解得 L=25572kg干气/h H=0.01992kg水/kg干气 8)在常压连续干燥器中,将某物料从含水量5%干燥至0.2%(均为湿基),绝干 物料比热为1.9kJ/(kg.℃),干燥器的生产能力为7200kg湿物料/h,空气进入 预热器的干、湿球温度分别为25℃和20℃。离开预热器的温度为100℃,离开 干燥器的温度为60℃,湿物料进入干燥器时温度为25℃,离开干燥器为35℃, 干燥器的热损失为580kJ/kg汽化水分。试求产品量、空气消耗量和干燥器热效 率 解:(1)G2(1-W2)=G1(1-W1) G2=7200-0.05)/(1-0.002)=68540kg湿料/h
（夏） （ ） 干气 水 干气 夏季： （冬） （ ） 干气 水 干气 冬季： 干气 L H H k g k g H p p k g k g t C p kPa L H H k g k g H p p k g k g t C p kPa H p p p k g k g s s s s s s s s 1/ 47.4 / 0.622 /(101.3 ) 0.01742 / 30 4.2474 65% 1/ 27.1 / 0.662 /(101.33 ) 0.0016 / 5 0.8728 30% 0.662 /( ) 0.0385 / 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 = − = = − = = = = = − = = − = = = = = − = 7） 在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 10%干燥至 0.5%（均为湿基）， 绝干物料比热为 1.8kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为 3600kg 绝干物料/h，物 料进、出干燥器的温度分别为 20℃和 70℃。热空气进入干燥器的温度为 130℃， 湿度为 0.005kg 水/kg 绝干空气，离开时温度为 80℃。热损失忽略不计，试确定 干空气的消耗量及空气离开干燥器时的温度。 水 干气 干气 联立方程，解得 又根据物料衡算，热量衡算可得： 干料 干料 干气 水 解： ‘ ’ H k g k g L k g h G I I L I I W L H H k J k g I Cs x Cw k J k g I Cs x Cw I H H H I k J k g W G x x k g h x x C 0.01992 / 25572 / ( ) ( ) ( ) 127.46 / (1.8 0.005 4.187) 70 45.30 / (1.8 0.111 4.187) 20 (1.01 1.88 ) 80 2490 80.8 2640.4 (1.01 1.88 0.005) 130 2490 0.005 144.97 / ( ) 381.6 / 0.1/(1 0.1) 0.111 0.005 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 ' 1 1 1 1 ' 2 1 1 2 1 2 = = − = − = − = = + = + = = + = + = + + = + = + + = = − = = − = = 8）在常压连续干燥器中，将某物料从含水量 5%干燥至 0.2%(均为湿基)，绝干 物料比热为 1.9kJ/(kg.℃)，干燥器的生产能力为 7200kg 湿物料/h，空气进入 预热器的干、湿球温度分别为 25℃和 20℃。离开预热器的温度为 100℃，离开 干燥器的温度为 60℃，湿物料进入干燥器时温度为 25℃，离开干燥器为 35℃， 干燥器的热损失为 580kJ/kg 汽化水分。试求产品量、空气消耗量和干燥器热效 率。 G k g h G W G W 7200 1 0.05 / 1 0.002 6854.0 / 1 1 1 2 2 2 1 1 （ ）（ ） 湿料 解：（） （ ） （ ） = − − = − = −
(2)X1=0.05/(1-0.005)=0.05263X1=0002(近似) 查H-图10=25Cl0=20°C时H=0013kg/kg千气 Gc=G1(1-W1)=72001-0005)=6840kg千气/h W=Gc(X1-X2)=6840005263-0.002)=3463lkg/h 对干燥器热量衡算 I1=Cs0,+X,Cwe 19×25+0.05263×4187×25=53,01kJ/kg干料 '2=19×35+0.002×4187×35=66.79//kg干料 1=(1.01+1.88H0)×1+2490H (101+1.88×0.013)×100+2490×0.013 13581kJ/kg干气 12=(1.01+188H2)×l2+2490H2 60.6+26028H L=W/(H2-H1)=34631/(H2-0013)kg千气/h Q2=580×3463kJ/h G(l2-1)+Q=L(1-12 解得:H2=0.024kJ/kg干气L=29348kg/h (3)n=(1-12)/(1-10)=53.3% 9)采用废气循环干燥流程干燥某物料,温度卬为20℃、相对湿度为70% 的新鲜空气与干燥器出来的温度z2为50℃、相对湿度仍为80%的部分废气混 合后进入预热器,循环的废气量为离开干燥器废空气量的80%。混合气升高温度 后再进入并流操作的常压干燥器中,离开干燥器的废气除部分循环使用外,其余 放空。湿物料经干燥后湿基含水量从47%降至5%,湿物料流量为15×10kg/ 设干燥过程为绝热过程,预热器的热损失可忽略不计。试求:①新鲜空气的流量; ②整个干燥系统所需热量:③进入预热器湿空气的温度。 解:Ps0=23346Pa①=70%P2=12.340kPaΦ2=80% 求得H=00102kg水/kg千气H2=0067kg水/kg干气 X1=W1/(1-W1)=047/1-0.47)=0.8868 X2=W2/(1-W2)=0.05/(1-0.05)=005263 Gc=G(-W2)=1500×(-0.47)=795kg千料/h 1)由物料衡算:L=G(X1-X2)/(H2-H0)=116581kg干气/h 新鲜空气流量:L(1+H)=11771k空气/h 2)干燥过程为绝热过程Q=L(l2-1)
3 / 53.3% 0.024 / 29348 / 580 346.3 / / 346.31/ 0.013 / 60.6 26028 1.01 1.88 2490 135.81 / 1.01 1.88 0.013 100 2490 0.013 1.01 1.88 2490 1.9 35 0.002 4.187 35 66.79 / 1.9 25 0.05263 4.187 25 53.01 / 6840 0.05263 0.002 346.31 / 1 7200 1 0.005 6840 / 25 20 0.013 / 2 0.05/ 1 0.005 0.05263 0.002 1 2 1 0 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 2 2 1 0 1 0 2 1 1 1 1 1 2 1 1 0 0 0 0 0 1 1 = − − = = = − + = − = = − = − = + = + + = = + + = + + = + = = + = = + = − = − = = − = − = − = = = = − = = （ ） （ ）（ ） 解得： 干气 （ ’ ’） （ ） （ ） （ ） 干气 （ ） 干气 （ ） （ ） ’ 干料 干料 对干燥器热量衡算： （ ） （ ） （ ） （ ） 干气 查 图 时 干气 （ ） （ ） （近似） ‘ t t t t H k J k g L k g h G I I Q L I I Q k J h L W H H H k g h H I H t H k J k g I H t H I k J k g k J k g I Cs X Cw W G X X k g h G G W k g h H I t C t C H k g k g X X C L L C C W 9） 采用废气循环干燥流程干燥某物料，温度 为 20℃、相对湿度 为 70% 的新鲜空气与干燥器出来的温度 为 50℃、相对湿度 为 80%的部分废气混 合后进入预热器，循环的废气量为离开干燥器废空气量的 80%。混合气升高温度 后再进入并流操作的常压干燥器中，离开干燥器的废气除部分循环使用外，其余 放空。湿物料经干燥后湿基含水量从 47%降至 5%，湿物料流量为 ， 设干燥过程为绝热过程，预热器的热损失可忽略不计。试求：①新鲜空气的流量； ②整个干燥系统所需热量；③进入预热器湿空气的温度。 G G W k g h X W W X W W H k g k g H k g k g p kPa p kPa C S s 1 1500 1 0.47 795 / / 1 0.05/ 1 0.05 0.05263 / 1 0.47 / 1 0.47 0.8868 0.0102 / 0.0671 / 2.3346 70% 12.340 80% 1 2 2 2 2 1 1 1 0 2 0 0 2 2 （ ） （ ） 干料 （ ） （ ） （ ） （ ） 求得 水 干气 水 干气 解： = − = − = = − = − = = − = − = = = = = = = ）干燥过程为绝热过程 （ ） 新鲜空气流量： （ ） 空气 ）由物料衡算： （ ）（ ） 干气 2 1 1 2 2 0 2 1 11777.1 / 1 / 11658.1 / Q L I I L H k g h L G X X H H k g h = − + = = − − =
Q=11658.1×[(1.01+1.88×0.0671×50-(1.01 +1.88×0.0102)×20+2490×(0.0671-00102) 207×10°kJ/h 3)混合后:Hn=0.2H0+0.8H2=0.0557 Ⅰn=0.2l+0.8/ t=445°C 10)某干燥系统,干燥器的操作压强为101.3kFa,出口气体温度为60℃, 相对湿度为72%,将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混 合,使进入干燥器的气体温度不超过90℃、相对湿度为10%。已知新鲜空气的 质量流量为049k千空气/,温度为20℃,湿度为0005kg水/kg千空气,试 求:①空气的循环量为多少?②新鲜空气经预热后的温度为多少度?③预热器需 提供的热量。 解 B点:60℃=72%查图H=0.16kg水kg千空 气 M点:90℃=10%查图H=0048kg水kg干空气 ∴AMB在一直线上 ∴A点:H=0.0054kg水kg干空气,t=127℃ BM新鲜空气中绝干空气质量55049 MA循环空气中绝干空气质量44W ∴.W=0.392kg千空气/s ∴W=W(1+H)=0.392×(1+0.16)=0.455kg Q=0.49×(1.01+1.88×0.0054)×(127-20)=5349kJ/s 11)干球温度和为20℃、湿球温度为15℃的空气预热至80℃后进入干燥器, 空气离开干燥器时相对湿度φ为50%,湿物料经干燥后湿基含水量从50%降至 5%,湿物料流量为2500kg/h。试求:①若等焓干燥过程,则所需空气流量和热 量为多少?②若热损失为120kW,忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热 量,则所需空气量和热量又为多少?干燥器内不补充热量 解:)由t0=20°Ct=15C 得:H0=0.0088g水/kg干气 o=(.01+1.88×0.0088)×20+2490×0.0088 =424kJ/kg干气 1=(101+18×00088)×80+2490×0008=1040kJ/kg干气
t C I I I H H H k J h Q m m m 0 0 2 0 2 6 44.5 0.2 0.8 3 0.2 0.8 0.0557 2.07 10 / 1.88 0.0102 20 2490 0.0671 0.0102 11658.1 [ 1.01 1.88 0.0671 50 1.01 = = + = + = = + + − = + − ）混合后： ） （ ） （ ） （ 10） 某干燥系统，干燥器的操作压强为 101.3 ，出口气体温度为 60℃， 相对湿度为 72%，将部分出口气体送回干燥器入口与预热器后的新鲜空气相混 合，使进入干燥器的气体温度不超过 90℃、相对湿度为 10%。已知新鲜空气的 质量流量为 ，温度为 20℃，湿度为 ，试 求：①空气的循环量为多少？②新鲜空气经预热后的温度为多少度？③预热器需 提供的热量。 解: B 点：60℃ = 72% 查图 H = 0.16kg 水/kg 干空 气 M 点：90℃ = 10% 查图 H = 0.048kg 水/kg 干空气 ∵AMB 在一直线上 ∴A 点：H = 0.0054kg 水/kg 干空气, t = 127℃ ∵ BM MA W = = = 新鲜空气中绝干空气质量 循环空气中绝干空气质量 55 4 4 . 0 49 . . ∴ W = 0.392 kg 干空气/s ∴ W’ = W(1+H) = 0.392(1+0.16) = 0.455 kg/s Q = 0.49(1.01+1.880.0054) (127－20) = 53.49 kJ/s 11） 干球温度 为 20℃、湿球温度为 15℃的空气预热至 80℃后进入干燥器， 空气离开干燥器时相对湿度 为 50%，湿物料经干燥后湿基含水量从 50%降至 5%，湿物料流量为 2500kg/h。试求：①若等焓干燥过程，则所需空气流量和热 量为多少？②若热损失为 120kW，忽略物料中水分带入的热量及其升温所需热 量，则所需空气量和热量又为多少？干燥器内不补充热量。 干气 （ ） 得： 水 干气 解：）由 k J k g I H k g k g t C tW C 42.4 / 1.01 1.88 0.0088 20 2490 0.0088 0.0088 / 1 20 15 0 0 0 0 0 = = + + = = = I 1 =（1.01+1.880.0088）80 + 24900.0088 =104.0kJ / k g干气 t H A M B
X1=1X2=0.0526G。=1250kg干料/h W=G(X1-X2)=11843kg水/h 查图得(等焓干燥)12=41°CH2=0.0245kg水/kg干气 L=W(H2-H0)=754331kg干气/h Q=L(1-l0)=465×10°kJ/h 2)L( )=120×3600kJ/h L(H2-H1)=11843kg水/h 经试差得:H2=0.023kg水/kg干气 395C L=8340lkg干气/h O=L(1,-1)=5.14×10°kJ/h 某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥,湿物料的流率为1kg/ 初始湿含量(湿基,下同)为3.5%,干燥产品的湿含量为0.5%。空气状况为: 初始温度为25℃、湿度为000水/kg干空气,经预热后进干燥器的温度为 160℃,如果离开干燥器的温度选定为60℃或40℃,试分别计算需要的空气消耗 量及预热器的传热量。又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10℃,试分 析以上两种情况下物料是否返潮? 解:(1)w1=0035,w2=0.005,∴X1=,”=0036kg水/g干物料 2-=0005kg水/kg干物料 绝干物料:Ge=G1(1-w)=1×(1-0.035)=0965kg/s 水分蒸发量:W=G(X1-X2)=0.03kg/s 空气消耗量、√角一H1=1H6=00kg水kg干空气 t2=60℃时∵干燥为等焓过程 查图H2=0.0438kg水/kg千空气 L=0773kg千空气/s Q=L(1-Io)=L(.01+1.88Ho(ti-to) 0.773×(1.01+1.88×0.005)×(160-25)=1064kJ/s t2=40℃时,查图H2=00521kg水/kg千空气 ∴L=0.637kg千空气 ∴Q=L(I-I0)=87.68kJs (2)H=0.0438kg水/kg千空气时td=38℃30℃∴返潮
Q L I I k J h L k g h t C H k g k g L H H k g h L I I k J h Q L I I k J h L W H H k g h t C H k g k g W G X X k g h X X G k g h C C 5.14 10 / 83401 / 39.5 0.023 / 1184.3 / 2 120 3600 / 4.65 10 / 75433.1 / 41 0.0245 / 1184.3 / 1 0.0526 1250 / 6 1 0 0 2 2 2 1 1 2 6 1 0 2 0 2 0 2 1 2 1 2 = − = = = = − = − = = − = = − = = = = − = = = = （ ） 干气 经试差得： 水 干气 （ ） 水 ） （ ） （ ） （ ） 干气 查图得（等焓干燥） 水 干气 （ ） 水 干料 12） 某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为 ， 初始湿含量（湿基，下同）为 3.5%，干燥产品的湿含量为 0.5%。空气状况为： 初始温度为 25℃、湿度为 ，经预热后进干燥器的温度为 160℃，如果离开干燥器的温度选定为 60℃或 40℃，试分别计算需要的空气消耗 量及预热器的传热量。又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了 10℃，试分 析以上两种情况下物料是否返潮？ 解： (1) w1= 0.035，w2= 0.005，∴ X w w 1 1 1 1 = 0 036 − = . kg 水/kg 干物料 X w w 2 2 1 2 = 0 005 − = . kg 水/kg 干物料 绝干物料：Gc = G1(1－w1) = 1(1－0.035) = 0.965 kg/s 水分蒸发量：W= Gc(X1－X2) = 0.03 kg/s 空气消耗量： L W H H = 2 − 1 H1= H0 = 0.005 kg 水/kg 干空气 t2 = 60℃时 ∵干燥为等焓过程 ∴查图 H2 = 0.0438 kg 水/kg 干空气 ∴L = 0.773 kg 干空气/s Q = L(I1－I0) = L(1.01+1.88H0)(t1－t0) = 0.773 (1.01+1.880.005) (160－25) = 106.4 kJ/s t2 = 40℃时，查图 H2 = 0.0521kg 水/kg 干空气 ∴L = 0.637 kg 干空气/s ∴Q = L(I－I0) = 87.68 kJ/s (2) H = 0.0438 kg 水/kg 干空气时 td = 38℃ ＜ 50℃ ∴不返潮 H = 0.0521 kg 水/kg 干空气时 td = 40℃ ＞ 30℃ ∴返潮
13)常压下已知25℃时氧化锌物料在空气的固相水分的平衡关系,其中当 甲=100%0时 x=0.02kg水/kg干物料 当 409 x=007kg水/kg干物料。设氧化锌含水量035kg水/g干物料,若与温度为 25℃、相对湿度φ为40%的恒定空气条件长时间充分接触,问该物料的平衡含 水量,结合水分和非结合水分分别为多少? 解:x*=0007kg水/kg干料 结合水分x=0.02kg水kg干料 非结合水x=0.35-0.02=0.33kg水/kg干料 dx=KX 14)由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即ar 在某干燥条件下,湿物料从60kg减到50kg所需干燥时间60分钟。已知绝干物 料重45kg,平衡含水量为零。试问将此物料在相同干燥条件下,从初始含水量 干燥至初始含水量的20%需要多长时间? 解:由题意:X1=(60-45)/45=1/3X2=(50-45)45=1/9 K 60K Ln3 (60-45)/60×20%=1/20x2=1/19 Kt= dx Kr=Ln(19/3) 00.8分 15)某物料经过6小时的干燥,干基含水量自0.35降至0.10,若在相同干 燥条件下,需要物料含水量从0.35降至005,试求干燥时间。物料的临界含水 量为0.15,平衡含水量为0.04,假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量 成正比 f: T,=G(X-X)/US=0.2G/UcS (Xc-X Ln(Xc-x/(x,-x] =0.067G/UcS 0.267G/US=6hr 同理
13） 常压下已知 25℃时氧化锌物料在空气的固相水分的平衡关系，其中当 时 ， ， 当 时 ， 。设氧化锌含水量 ，若与温度为 25℃、相对湿度 为 40%的恒定空气条件长时间充分接触，问该物料的平衡含 水量，结合水分和非结合水分分别为多少？ 解： x *= 0.007 kg 水/kg 干料 结合水分 x = 0.02 kg 水/kg 干料 非结合水 x = 0.35－0.02 = 0.33 kg 水/kg 干料 14） 由实验测得某物料干燥速率与其所含水分直线关系。即 。 在某干燥条件下，湿物料从 60 ㎏减到 50 ㎏所需干燥时间 60 分钟。已知绝干物 料重 45 ㎏， 平衡含水量为零。试问将此物料在相同干燥条件下，从初始含水量 干燥至初始含水量的 20%需要多长时间？ 分 （ ） （ ） 则 解： 由题意： （ ） （ ） ‘ ’ ‘ ’ ’ 100.8 19 / 3 / 60 45 / 60 20% 1/ 20 1/19 60 3 / 60 45 / 45 1/ 3 50 45 / 45 1/ 9 1/ 3 1/ 9 2 2 1/ 3 1/ 9 1 2 = = = = − = = = = = − = = − = K Ln K dx x W x K Ln K dx x X X x x x x 15） 某物料经过 6 小时的干燥，干基含水量自 0.35 降至 0.10，若在相同干 燥条件下，需要物料含水量从 0.35 降至 0.05，试求干燥时间。物料的临界含水 量为 0.15，平衡含水量为 0.04，假设在将速阶段中干燥速率与物料自由含水量 成正比。 G U S hr G U S hr G U S G X X Ln X X X X U S G X X US G U S C C C C C C C C C 0.46 / 10.42 0.267 / 6 0.067 / ( ) ( )/( )]/ ( )/ 0.2 / ' ' 1 2 * 2 * * 2 1 1 = = = + = = = = − − − = − = 同理： 解：
在恒定干燥条件下的箱式干燥器内,将湿染料由湿基含水量45%干燥到3%,湿物 料的处理量为8000kg湿染料,实验测得:临界湿含量为30%,平衡湿含量为1%,总干燥 时间为28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。 解:w1=0.45X,= 0818kg水kg干料 w2=003X2=2=0031kg水/g干料 1-W2 同理X0=0429kg水/kg干料X*=0.01kg水kg干料t=28h (X1-X0) G (Xo-X)X Au X,-or's 0818-0429 =031 x2-x(0429-0)n 0429-001 (Xo-X)In 0031-001 τ1=0.31τ2 又 τl+τ2=τ=28h t1=66ht2=214h Ge=8000×(1-045)=4400kg千料 G(X1-X0) =2593kg水/h =818kg水/h 在恒定干燥条件下进行干燥实验,已测得干球温度为50℃,湿球温度 为437℃,气体的质量流量为25kg/m2·s,气体平行流过物料表面,水分只 从物料上表面汽化,物料由湿含量石1变到x2,干燥处于恒速阶段,所需干燥 时间为1小时,试问:①如其它条件不变,且干燥仍处于恒速阶段,只是干球温 度变为80℃,湿球温度变为48.3℃,所需干燥时间为多少?②如其它条件不变, 且干燥仍处于恒速阶段,只是物料厚度增加一倍,所需干燥时间为多少? 解:(1)t=50℃,tw=437℃,mhw=2.398kJkg,t=1h G c t=80℃,tw=48.3℃,rhw=23856kJ/kg
16） 在恒定干燥条件下的箱式干燥器内，将湿染料由湿基含水量 45%干燥到 3%，湿物 料的处理量为 8000 ㎏湿染料，实验测得：临界湿含量为 30%，平衡湿含量为 1%，总干燥 时间为 28h。试计算在恒速阶段和降速阶段平均每小时所蒸发的水分量。 解：w1 = 0.45 X w w 1 1 1 1 = 0 818 − = . kg 水/kg 干料 w2 = 0.03 X w w 2 2 1 2 = 0 031 − = . kg 水/kg 干料 同理 X0 = 0.429 kg 水/kg 干料 X* = 0.01 kg 水/kg 干料 = 28h 1 ( ) 0 = 1 − 0 G Au X X c 2 0 0 0 2 = − − − G X X Au X X X X c ( ) ln * * * ( ) 1 2 1 0 0 0 2 0818 0 429 0 429 0 01 0 429 0 01 0 031 0 01 = 0 31 − − − − = − − − − = X X X X X X X X ( )ln . . . . ln . . . . . * * * 1 = 0.312 又 ∵ 1+ 2 = = 28h ∴ 1 = 6.6h 2 = 21.4h Gc = 8000×(1－0.45) = 4400 kg 干料 ∴ Gc (X1 X0 ) 1 259 3 − = . kg 水/h Gc (X0 X2 ) 2 818 − = . kg 水/h 17） 在恒定干燥条件下进行干燥实验，已测得干球温度为 50℃，湿球温度 为 43.7℃，气体的质量流量为 ，气体平行流过物料表面，水分只 从物料上表面汽化，物料由湿含量 变到 ，干燥处于恒速阶段，所需干燥 时间为 1 小时，试问：①如其它条件不变，且干燥仍处于恒速阶段，只是干球温 度变为 80℃，湿球温度变为 48.3℃，所需干燥时间为多少？②如其它条件不变， 且干燥仍处于恒速阶段，只是物料厚度增加一倍，所需干燥时间为多少？ 解：(1) t = 50℃，tw = 43.7℃，rtw = 2.398 kJ/kg，1 = 1h 1 1 2 = − − G r X X A t t c tw w ( ) ( ) t ’ = 80℃， tw ’ = 48.3℃，rtw’ = 2385.6 kJ/kg
Gerw(X-X, t-t 506∴ h 18)试设计一气流干燥器,用以干燥某颗粒状物料。基本数据如下:①干燥 器的生产能力:200显物料;②空气状况:进预热器=15℃ H0=0.007kg水/kg千空气 ,离开预热器4=95℃,离开干燥器22=60℃;③物料 状况:物料干基含水量从02降至0.002,物料进、出干燥器温度分别为20℃和 50℃,物料密度为1500m2,绝干物料比热为137/kg,°C),颗粒平均直径 为2×10m,临界含水量为005kg水/g纯干物料。④干燥器的热损失:取蒸 发水分量的15% 解:①)干燥管的直径D=[4LVn(zUg)03 式中:=(0772+1.244H)×(273+)/273 =(0.772+1244×0.007)×(273+95)/273 =1.05m3/kg气 =200(1+02)×3600]=0.0463kg/s W=G-X 0.0463×(0.2-0.002)=0.00917kg/s 1=(1.01+1.88H1)1+2490H1 (0.01+1.88×0.007)×95+2490×0.007=11463J/kg 12=(101+1.88H2)12+2490H2 (1.01+1.88H2)×60+2490H2=(606+26028H2) (1.3+4187×0.2)×20=4275kJ/kg I2=(C+X Cu)e (1.3+4187×002)×50=6542kJ/kg Q2=15%×W(2490+1.82) =15%×0.00917×(2490+1.88×50)=3.58kJ/s
1 1 2 = − − G r X X A t t c tw w ( ) ( ) ∴ ( ) 1 1 506 = − − = r t t r t t tw w tw w . ∴ 1 0 2 = . h (2) 1 2 1 2 = = G G c c ∴ 2 = 2 1 = 2h 18） 试设计一气流干燥器，用以干燥某颗粒状物料。基本数据如下：①干燥 器的生产能力： ；②空气状况：进预热器 =15 ℃ ， ，离开预热器 =95℃，离开干燥器 =60℃；③物料 状况：物料干基含水量从 0.2 降至 0.002，物料进、出干燥器温度分别为 20℃和 50℃，物料密度为 ，绝干物料比热为 ，颗粒平均直径 为 m，临界含水量为 。④干燥器的热损失：取蒸 发水分量的 15%。 k g s G G X m k g V H t D LV U g C H 200 /[ 1 0.2 3600] 0.0463 / / 1 1.05 / (0.772 1.244 0.007) (273 95)/ 273 (0.772 1.244 ) (273 )/ 273 1 [4 / 1 1 3 0.5 = + = = + = = + + = + + = （ ） （ ） 干气 式中： 解：（）干燥管的直径 （ ） k J k g I C C X H H H I H t H k J k g I H t H k g s W G X X S W C 1.3 4.187 0.2 20 42.75 / 1.01 1.88 60 2490 60.6 2602.8 1.01 1.88 2490 0.01 1.88 0.007 95 2490 0.007 114.63 / 1.01 1.88 2490 0.0463 0.2 0.002 0.00917 / 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 = + = = + = + + = + = + + = + + = = + + = − = = − （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） ‘ k J s Q W t k J k g I C X C L S W 15% 0.00917 2490 1.88 50 3.58 / 15% 2490 1.88 1.3 4.187 0.002 50 65.42 / 2 2 2 2 = + = = + = + = = + （ ） （ ） （ ） ’ （ ）
由L(1-l2)=G(l2-1)+Q 得:L=[G(I2-11)+Q]/(1-12) =[00463×(6542-42750+3.58]/(5403-26028H =4.630/(5403-2602.8H H L(H-H=G(X-X,)=W 得:L=W/(H2-H) =0.00917/(H-0.00 联立(1)式及(2)式,解得 H2=0.01582kg/kg干气 L=0.7962kg/S 取Un=10m/s,将H2,L代入直径D的公式中,即: D=[4LV1(U)3 =[4×07962×105/(10x)]03 =0.326m (2)开干燥管高度Z=r(U。-U) 1),计算U 设Reo=1~100,则=18.5/Re06 代入U。=[4 gdpp s/(35p2)y并整理,得: 4(ps-p gdp …(3) 空气温度取进出干燥器的平均温度: tm=(1+12)/2=(95+60)/2=775C 在附录中查干空气的物性数据为 =303×10-5kv/(m.0C) Pg=1.007kg/m3 =2.1×10-Pa·S x=H/P=2085×107m2/s 将上述物性数据代入式(3),得:U0=0.866m/s 核算Reo=dU/ =2×10-×0.866/2085×10-=8.307∈(1,1000) 故假设正确∴U。=0.866m/s
m D LV U U m s H L D L k g S H k g k g H L W H H L H H G X X W H H L G I I Q I I L I I G I I Q H g g C C L C L 0.326 [4 0.7962 1.05 / 10 ] [4 / ] 10 / 0.7962 / 0.01582 / 1 2 0.00917 / 0.007 2 / 4.630 / 54.03 2602.8 1 [0.0463 65.42 42.750 3.58]/ 54.03 2602.8 [ ]/ 0.5 0.5 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 = = = = = = = − = − − = − = = − = − + − = − + − − = − + （ ） （ ） 取 ，将 ， 代入直径 的公式中，即： 干气 联立（）式及（ ）式，解得 （ ） （ ） 得： （ ） 由 （ ） （ ） （ ） （） （ （ ） 得： （ ） （ ） 由 （ ） （ ） ‘ ’ ‘ ’ t t t C V gdp U U gd U Z U U m g g S g P S g g 0 1 2 1/1.4 0.6 0.6 0 0.5 0 0.6 0 0 0 0 / 2 95 60 / 2 77.5 ] 3 55.5 4 [ [4 / 3 ] Re 1 ~ 1000 18.5/ Re 1 (2) = + = + = − = = = = = − （ ） （ ） 空气温度取进出干燥器的平均温度： （ ） （ ） 代入 （ ） 并整理，得： 设 ，则 ），计算 ： 干燥管高度 （ ） U m s dpU V U m s V m s Pa S k g m k w m C g g g g g 0.866 / 2 10 0.866 / 2.085 10 8.307 11000 Re / 3 0.866 / / 2.085 10 / 2.1 10 1.007 / 3.03 10 / 0 4 5 0 0 0 5 2 5 3 5 0 = = = = = = = = = = − − − − − 故假设正确 （， ） 核算 将上述物性数据代入式（ ），得： （ ） 在附录中查干空气的物性数据为：