干燥习题(附答案)
固体干燥(化工原理)习题及答案
固体干燥（化工原理）习题及答案1. 已知湿空气的（干球）温度为50℃，湿度为0.02kg/kg 干气，试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力（即饱和湿度），并分析压力对干燥操作的影响。
（1）总压为101.3kPa ；（2）总压为26.7 kPa 。
解：（1）kPa 3.101=p 时： 由 vvp p p H -=622.0kPa 156.302.0622.03.10102.0622.0=+⨯=+=∴H Hp p v查得50℃水的饱和蒸汽压为12.34kPa ，则相对湿度 %57.25%10034.12156.3%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 饱和湿度： 干气6kg/kg 08.034.123.10134.12622.0622.0=-⨯=-=S S S p p p H （2）kPa 7.26=‘p时：kPa 832.002.0622.07.2602.0622.0=+⨯=+=H Hp p v‘’ %74.6%10034.12832.0%100=⨯=⨯=s vp p ‘’ϕ干气‘’kg/kg 535.034.127.2634.12622.0622.0=-⨯=-=SSS p p p H由此可知，当操作压力下降时，φ↓，H S ↑，可吸收更多的水分，即减压对干燥有利。
2. 常压下湿空气的温度为80℃、相对湿度为10％。
试求该湿空气中水汽的分压、湿度、湿比容、比热及焓。
解：%10,C 80=ϕ= t查得80℃下水的饱和蒸汽压为47.38kPa 。
∴水汽分压 kPa p p S v 738.438.471.0=⨯==ϕ 湿度 干气1kg/kg 03.0738.43.101738.4622.0622.0=-=-=v v p p p H湿比容干气＝＝/kg m 049.127380273)031.0244.1773.0(273273)244.1773.0(3+⨯⨯++⨯+=νt H H 比热 C kJ/kg 068.1031.088.101.188.101.1︒⋅⨯+=干气＝＋＝H c H 焓 干气＝＋＝kJ/kg 69.162031.024*******.12492)88.101.1(⨯⨯++=Ht H I H3．已知空气的干球温度为60℃，湿球温度为30℃，总压为101.3 kPa ，试计算空气的性质： （1）湿度；（2）相对湿度；（3）焓；（4）露点温度。
干燥习题及答案
干燥习题及答案(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--干燥习题一.填空题1.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。
2.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。
3.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。
表示该空气为___________。
4.干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_________________均恒定。
5.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；首先除去的水分为____________；不能用干燥方法除的水分为__________。
6.已知某物料含水量X=水.kg-1绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量X c=水.kg-1绝干料，平衡含水量X*= 水.kg-1绝干料，则物料的非结合水分为__________，结合水分为__________，自由水分为___________，可除去的结合水分为________。
7.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_________________________________。
8.当空气的湿含量一定时，其温度愈高，则相对温度愈_______，表明空气的吸湿能力愈__________，所以湿空气在进入干燥器之____________都要经______________。
9.在等速干燥阶段，干燥速率____________，物料表面始终保持被润湿，物料表面的温度等于________________，而在干燥的降速阶段物料的温度_________________。
10.固体物料的干燥是属于______________过程，干燥过程得以进行的条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力____________________________。
化工原理干燥习题与题解
干燥习题与题解一、填空题:1. 在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越＿＿_. ***答案*** 大2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。
***答案*** 干燥介质一热空气的湿球温度3. 在实际的干燥操作中， 常用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来测量空气的湿度。
***答案*** 干、湿球温度计4. 1kg 绝干空气及_____________________所具有的焓，称为湿空气的焓。
***答案*** 其所带的H kg 水汽5. 某物料含水量为0.5 kg 水.kg 1-绝干料，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分为0.1kg 水.kg 1-绝干料，则此物料的自由水分为_____________。
***答案*** 0.4 kg 水.kg 1-绝干料6. 已知在ｔ＝50℃、P ＝1atm 时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg ，则该空气的湿含量H ＝＿＿＿＿＿＿＿＿；相对湿度φ＝＿＿＿＿＿＿＿；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg ） ***答案*** 0.0488， 0.5987. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为______________；其对应的物料含水量称为_____________________。
***答案*** 临界点 、 临界含水量 8. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。
***答案*** 大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。
9. 等焓干燥过程的条件是________________________________________________。
***答案*** 干燥器内无补充热，无热损失，且被干燥的物料带进，带出干燥器的热量之差可以忽略不计。
10. 作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_______________________________________。
化工原理第七章干燥课后习题及答案
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p p =⨯=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H =++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p kPa =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
化工原理 第七章 干燥课后习题及答案
第七章 干 燥湿空气的性质【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60ϕ=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度ϕ与湿度H 。
解 湿空气总压.1013p kPa =(1).06ϕ=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375)06220622002841013067375s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．水干气焓 ()..1011882492I H t H =++(...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +⨯⨯+⨯= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..9307541234V s p p ϕ===． 湿度 . (93)0622=062200629101393V V p H kg kg p p =⨯=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70ϕ=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。
解 总压.,.101333033007p kPa t K ϕ====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241)062206220018810133074241s s p H kg kg p p ϕϕ⨯==⨯=--⨯．．水／干气(2) 饱和湿度 (4241)0622062200272101334241s s s p H kg kg p p ==⨯=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气.0622ss sp H p p =- (1013300188)2970622062200188s s s pH p kPa H ⨯===++从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t =(4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为()..1011882492H H t H =++(...)../= 1011880018830249200188782kJ kg +⨯⨯+⨯=干气 (5) t=30℃时的.4241s p kPa =水汽分压 ...074241297V s p p kPa ϕ==⨯=【7-3】在总压为101.3kPa 下测得湿空气的干球温度为50℃，湿球温度为30℃，试计算湿空气的湿度与水汽分压。
化工热力学第二版夏清干燥答案
第5章 干燥的习题解答1．已知湿空气的总压强为50Pa,温度为60℃,相对湿度为40%,试求:1湿空气中水汽的分压; 2湿度; 3湿空气的密度;解：1湿空气的水汽分压,V S p P ϕ=由附录查得60C 时水的饱和蒸汽压19.92S p KPa = 2 湿度 （1） 密度32.27m =湿空气/kg 绝干气 密度 3110.1180.493/2.27H H H kg m v ρ++==湿空气 2．在总压下,已知湿空气的某些参数,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示意图;习题2附表解： CCC上表中括号内的数据为已知,其余值由图H I -查得; 分题4的求解示意图如附图所示,其中A 为状态点;3.干球温度为20℃、湿度为0.009kg 水/kg 绝干气的温空气通过预热器加热到50℃后,再送至常压干燥器中,离开干燥器时空气的相对温度为80%,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求:11m 3原温空气在预热过程中始的变化; 21m 3原温空气在干燥器中获得的水分量; 解：131m 原湿空气在预热器中焓的变化当0020,0.009/t C H kg kg ==绝干气时,由H I -图查出043/I KJ kg =绝干气; 当01050,0.009/t C H H kg kg ==＝绝干气时,由H I -图查出1kg 绝干空气在预热器中焓的变化为：原湿空气的比容为30.84m =湿空气/kg 绝干气31m 原湿空气的焓变为 33136.9/0.84H I KJ m v ∆==湿空气 231m 原湿空气在干燥器中获得的水分当01050,0.009/t C H H kg kg ===绝干气时,在H I -图上确定空气的状态点,由该点沿等焓线向右下方移动与80%ϕ=的线相交,交点即为离开干燥器时空气的状态点;由该点读出空气离开干燥器时的湿度20.018H =/kg kg 绝干气 故31m 原湿空气在干燥器中获得的水分3210.0180.0090.0107/0.84H H H kg m v --==原湿空气 4．.将t 0=25℃、0ϕ=40%的常压新鲜空气,与由干燥器排出的t 2=50℃、2ϕ=80%的常压废气混合,两者中绝干气的质量比为1：3;试求:1混合气体的温度和焓;2现需将此混合温空气的相对湿度降至10%后用于干燥湿物料,应将空气的温度升至多少度;解：1对混合气列湿度和焓的衡算,得0234m H H H += 10234m I I I += 2由附录查得025t C =时,水的饱和蒸汽压,3168.4o S p Pa = 050t C =时,水的饱和蒸汽压2,12340S p Pa = 当025t C =,050%ϕ=时,空气的湿度和焓分别为 当250t C =,280%ϕ=时,空气的湿度和焓分别为 将以上数据代入式子1、2,即分别解得 0.0529m H =/kg kg 绝干气由(1.01 1.88)2490m m m m I H t H =+⨯+并代如m H 及m I 的值解得44.15m t C = 2加热到相对湿度为10％时,空气湿度不变 水汽分压不变,则110.6220.0529101.3P P =-,解得 17.94p KPa =由 17.970.01SP ϕ==, 解得 79.7S P KPa = 查水的饱和蒸汽压表,得对应的温度为093.1t C =5．采用如图所示的废气循环系统干燥湿物料,已知数据标于本题附图中;假设系统热损失可忽略,干燥操作为等始干燥过程;试求:1新鲜空气的耗量;2进入干燥器的湿空气的温度及焓;3预热器的加热量;解：1新鲜空气消耗量蒸发水量 12()800(0.250.05263)157.9W G X X kg =-=⨯-=水/h 绝干空气用量 20()L H H W -=新鲜空气用量 0(1)2760.5 1.012788L H kg h +=⨯=新鲜空气/ （1） 由于干燥过程为等焓过程,故进出干燥器的空气的焓相等即：1(1.01 1.88)2490224.1m m H t H +⨯+=将0.0529m H =/kg kg 绝干气代入上式,解出 183.26t C =m H 的值在第4题中已解出所以,进入干燥器的湿蒸汽的温度为83.26C ,焓为224.1/KJ Kg 绝干气 （2） 预热器的加热量其中 442760.611042m L L kg ==⨯=绝干气/h所以 511042(224.1180.7) 4.7910/133.1P Q KJ h KW =⨯-=⨯=6. 干球温度t 0=26℃、湿球温度t w0=23℃的新鲜空气,预热到t l =95℃后送至连续逆流干燥器内,离开干燥器时温度t 2=85℃;湿物料初始状态为:温度1θ=25℃、含水量1w =15%;终了时状态为:温度2θ=25℃、含水量2w =%;每小时有9200kg 温物料加入干燥器内;绝干物料的比热容c s =kg 绝干料·℃;干燥器内无输送装置,热损失为580KJ/kg 汽化的水分;试求:1单位时间内获得的产品质量;2写出干燥过程的操作线方程,在H-I 图上画出操作线; 3单位时间内消耗的新鲜空气质量; 4干燥器的热效率;解：操作流程示意图见本题附图11单位时间内获得的产品质量 绝干物料流量 干燥产品流量 2干燥过程的操作线由250,t C =23wo t C =查出066/I KJ kg =绝干气,求出00.0157/H kg kg =绝干气 由195,t C =100.0157/H H kg kg ==绝干气,求出1138.6/I KJ kg =绝干气 热损失速度 580119.969542/L Q KJ h =⨯= 由焓的定义可计算出干燥器的焓分别为同理'2222 1.8434.50.02 4.18734.563.8/S W I C X C KJ kg θθ=+=⨯+⨯⨯=绝干物料 对干燥器作水分衡算,得或 2(0.0157)119.9L H -= 1 再对干燥器做物料衡算,得或 2(138.2)9602(63.847.6)69542L I -=⨯-+ 2 联立1、2解得 4225.55100.0928H I -+⨯= 3上式为本题干燥操作的操作线方程;经过本题附图2的点B ,故任意设一H 值,如0.02H =,由式3求得131.5/I kJ kg =绝干气;据此在附图2上标出点D ,过点D 及点B 的直线即为干燥过程的操作线;该线与265t C =的线交于点C ,点C 为空气离开干燥器的状态点,由点C 读出20.023/H kg kg =绝干气,2126/I kJ kg =绝干气3单位时间内消耗新鲜空气的质量 由式1得 2119.9119.9171280.01570.0230.0157L kg H ===--绝干气/h新鲜空气消耗量 00(1)17100(10.0157)17403/L L H kg h =+=⨯+=新鲜空气 （3） 干燥器的热效率其中 610()17128(138.666) 1.24310/P Q Q L I I kJ h ==-=⨯-=⨯7．在一常压逆流转筒干燥器中,干燥某种晶状物料;温度t 0=25℃、相对湿度0ϕ=55%的新鲜空气经过预热器使温度升至t 1=85℃后送入干燥器中,离开干燥器时温度t 2=30℃;湿物料初始温度1θ=24℃、湿基含水量1w =,干燥完毕后温度升到2θ=60℃、湿基含水量降为2w =;干燥产品流量G 2=1000kg/h;绝干物料比热容c s =kg 绝干料·℃;转筒干燥器的直径D=1.3m,长度Z=7m;干燥器外壁向空气的对流—辐射传热系数为35KJ/m 2·h·℃;试求绝干空气流量和预热器中加热蒸汽消耗量;加热蒸汽的绝对压强为180KPa; 解：1绝干空气流量绝干空气流量 22(1)1000(10.002)998G G w kg =-=⨯-=绝干物料/h 水分蒸发量 12()998(0.03840.002)36.33W G X X kg =-=⨯-=水/h 由附录查出25C 时水的饱和蒸汽压为Pa ,故湿度为 对干燥器作水分的物料衡算,取1h 为基准,得2(0.0109)36.33L H -= 1对干燥器做物料衡算,得其中1111(1.01 1.88)2490I H t H =+⨯+ 题给 1.507/()S C KJ kg C =绝干物料 题给235/()a KJ m h C α=所以 120()()2L a a t tQ S t DL t ααπ+=∆=-将以上各值代入热量衡算式,得2114.799840(30.32546)99890.932520L H L +⨯=++⨯+ 2 联立式1、2,解得2预热器中加热蒸气消耗量加热蒸气压强为180KPa ,由附录查出相应的汽化热为/KJ kg ,116.6T C =,预热器中消耗热量的速度为其中 0(1.01 1.880.0109)2524900.010952.9/I KJ kg =+⨯⨯+⨯=绝干气/h 所以 3102(114.752.9)191700/53.25P Q KJ h KW =⨯-==加热蒸气消耗量19170086.6/2214.3kg h =8．在恒定干燥条件下进行间歇干燥实验;已知物料的干燥面积为0.2m 2,绝干物料质量为15kg;测得的实验数据列于本例附表中;试标绘干燥速率曲线,并求临界含水量X c 及平衡含水量X ;习题8附表解：以表中第1、2组数据为例计算如下：开始时物料的干基湿含量 44.1151.94/15X kg kg -==绝干物料, 终了时 37151.47/15X kg kg -==绝干物料蒸发的水份量 3744.17.1/W kg h ∆=-=- 干燥时间的增量 0.200.2h τ∆=-= 干燥速度 27.1177.5/()0.20.2W u kg m h S τ∆-===-∆⨯ 与干燥速率对应的物料的平均湿含量为 由上法计算的数据列于下表以X 为横坐标,u 为纵坐标绘图,从图中读出临界含水量 1.24C X =/kg kg 绝干物料 平衡含水量 *0.13X =/kg kg 绝干物料9．某湿物料经过进行恒定干燥操作;物料含水量由X 1=0.35kg/kg 绝干料降至X 2=0.1kg/kg 绝干料;若在相同条件下,要求将物料含水量由X 1=0.35kg/kg 绝干料降至X ＇２=ｇ/kg 绝干料;试求新情况下的干燥时间;物料的临界含水量Xc=ｇ/kg 绝干料、平衡含水量Ｘ=0.04kg/kg 绝干料;假设在降速阶段中干燥速率与物料的自由含水量X-X 成正比. 解：恒速干燥的干燥时间为 11'()C CG X X Su τ=- 降速干燥阶段,干燥速率与物料的自由含水量*()X X -成正比; 因此, *()C X C u k X X =-降速干燥的干燥时间为 ***2**22''ln ln C C C C X X X X X X X G G S u X X Sk X X τ---==-- 总干燥时间为 *112**2'(ln )CC X C X X X X G Sk X X X X τττ--=+=+--将第一次干燥实验的数据代入,得 于是'2.27XG Sk = 第二次干燥时间由于第二次干燥实验的条件与第一次相同,即所有定性的参数均不变,所以10．对lOkg 某温物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥,物料平铺在0.8m×lm 的浅盘中,常压空气以2m/s 的速度垂直穿过物料层;空气t=75℃,H =0.018kg/kg 绝干气,物料的初始含水量为X 1=025Kukg 绝干料;此干燥条件下物料的X c =0.1kg/kg 绝干料,r=0;假设阵速段干燥速率与物料含水量呈线性关系;试求:1将物料干燥至含水量为0.02kg/kg 绝干料所需的总干燥时问:2空气的t 、H 不变,而流速加倍,此时将物料由含水量0.25kg/kg 绝干料干燥至0.02kg/kg 绝干料需,求此干燥条件下的X e ; 解：1恒速段干燥速率由空气75,0.018/t C H kg kg ==绝干气,查H I -图得34w t C =相应水的汽化热2416/tw r KJ kg =,空气对物料的对流传热系数湿空气的质量速度 '3600H L μρ= 湿空气密度 1H HHv ρ+=湿空气的比容 273101.3(0.772 1.244)273H t v H P+=+⨯⨯降速干燥阶段时间降速段u X -为线性关系,故降速段干燥时间 因为 *0X =,所以总干燥时间为 120.07850.840 1.625h τττ=+=+= 2空气流速加倍后 '2u u = 恒速干燥时间为 '11''()C CG X X Su τ=- 降速干燥时间为 ''2'2'ln C C C X G X Su X τ=总干燥时间为 ''121'2'()(ln )C C C C X G X X X Su X τττ=+=-+即 '''3101.43600()(0.25ln )0.688100.2C C C X X X -⨯=-+⨯ 解得 '0.121CX =/kg kg 绝干物料 11．在常压间歇操作的厢式干燥器内干燥某种温物料;每批操作处理湿基含水量为159毛的湿物料500kg 物料提供的总干燥面积为40㎡;经历4h 后干燥产品中的含水量可达到要求;操作属于恒定干燥过程;由实验测得物料的临界含水量及平衡含水量分别为0.11kg 水/kg 绝干料及0.002kg 水/kg 绝干料;临界点的干燥速率为1kg 水/㎡-h,降速阶段干燥速率线为直线;每批操作装卸物料时间为10min,求此干燥器的生产能力,以每昼夜24h 获得的干燥产品质量计;解：一批物料中的绝干空气流量 恒速干燥阶段时间为 11'()C CG X X Su τ=- 降速阶段干燥速率线为直线,所以降速段干燥时间为总干燥时间为 **121*2'()()ln C C C XX X G X X X X Sk X X τττ⎡⎤-=+=-+-⎢⎥-⎣⎦代入已知数据得 20.110.002410.625(0.1760.11)(0.110.002)ln 0.002X ⎡⎤-=⨯-+-⎢⎥-⎣⎦解得 20.00809X kg =水/kg 绝干物料干燥一批物料的干燥产品量 22'(1)425 1.00809428.4G G X kg +=⨯=＝干燥一批物料所用时间 104 4.166760h +＝ 因此,生产能力为 428.42424684.1667kg ⨯=干燥产品/昼夜12．在常压并流操作的干燥器中,用热空气将每种物料由初含水量X 1=1kg/kg 绝干料干燥到最终含水量X 2=kg 绝干料;空气进干燥器的温度为135℃、湿度为0.01kg/kg 绝干气;离开干燥器的温度为60℃;空气在干燥器内经历等熔过程;根据实验得出的干燥速率表达式为:干燥第一阶段)(30,H H d dXw t s -=-τ 干燥第二阶段X d dX2.1=-τ式中τd dX -——干燥速度,㎏/㎏绝干料h试计算完成上述干燥任务所需要的干燥时间;解：本题为变动干燥操作,但给出了本题特定条件下的干燥速率微分式;根据11135,0.01/t C H kg kg ==绝干气,在H I -图上确定空气的状态点,由该点沿等焓线向右下方移动与260t C =的线相交,读出交点处的20.039H =/kg kg 绝干气；与100%ϕ=的饱和空气线相交,由交点读出初始状态空气的饱和湿度,0.048S tw H =/kg kg 绝干气;对干燥器作水分衡算,得在临界点处的干燥速率应既满足干燥第一阶段,也满足干燥第二阶段的速度,将题给的两个求干燥速率的式子均应用于临界点,得,3030() 1.2(0.048) 1.2251.2C S tw C C C C C dX H H X X H H d τ-=-=⇒=-=- 1 在空气进入干燥器与临界点处列水分方程衡算式111310.01C C C C X X X L G H H X --===-- 2 联立1、2解得 0.018/C H kg kg =绝干气 20.743X kg =/kg 绝干物料 干燥第一阶段的时间为11110,3030()C C X X X X S tw dX dX d H H H τττ--===∆-⎰⎰⎰ 3 在离开干燥器的微元长度内列水分的衡算式,有将以上关系代入式3,并将式中积分上下限换成相应的H ,即 干燥第二阶段的时间为总干燥时间为 120.255 1.67 1.925h τττ=+=+=。
干燥习题(计算题)解答
习题解答7-25 已知湿空气的温度为20℃，水汽分压为2.335kPa ，总压为101.3kPa 。
试求： （1） 相对湿度；（2） 将此空气分别加热至50℃和120℃时的相对湿度； （3） 由以上计算结果可得出什么结论？解：（1）查表得20℃时水的饱和蒸汽压p S =2.335kPa,故相对湿度 %100%100335.2335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即空气已被水蒸汽饱和，不能作为载湿体。
（2）查表得50℃时水的饱和蒸汽压p S =12.34kPa,故相对湿度 %9.18%10034.12335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 即温度升高后，?值减小，又可作为载湿体。
当总压为101.3kPa 时，温度升高到100℃水开始沸腾，此时它的最大蒸汽压为101.3kPa （等于外界压力）。
当温度为120℃时，蒸汽处于过热状态，饱和水蒸气压仍为101.3kPa,故相对湿度 %3.2%1003.101335.2%100=⨯=⨯=s v p p ϕ （3）湿空气的温度升高后，其中的水汽分压不变，但水的饱和蒸汽压随温度的升高而增加，因此，?值减小，载湿能力增强，即升温对干燥有利。
7-26 已知在总压101.3kPa 下，湿空气的干球温度为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℃所需的热量，已知空气的质量流量为400kg 绝干气/h ；（5）每小时送入预热器的湿空气体积。
解：（1）查得30℃时水的饱和蒸汽压p S =4.247kPa, 水汽分压：kPa p p S v 124.2247.45.0=⨯==ϕ 湿度 干气水汽/kg kg 0133.0124.23.101124.2622.0622.0=-⨯=-=v v p p p H （2）露点由kPa p v 124.2=，可查得对应的饱和温度为18oC ，即为露点。
（3）焓干气＝＋＝kg kJ Ht H I /2.640133.0249230)0133.088.101.1(2492)88.101.1(⨯⨯⨯+++=（4）所需热量kWh kJ t t Lc Q H 35.10/10726.3)30120()0133.088.101.1(400)(401=⨯=-⨯⨯+⨯=-=（5）湿空气体积hm t H v V H /5.35027330273)0133.0244.1773.0(400273273)244.1773.0(4004003=+⨯+⨯=++⨯==7-27 常压下某湿空气的温度为25℃，湿度为0.01kg 水汽/kg 干气。
干燥习题(附答案)知识分享
干燥习题(附答案)一、填空及问答题：1. 干燥过程是_________相结合的过程，传质方向为________，传热方向为__________。
2. 在总压101.33 kPa ，温度20℃下(已知20℃下水的饱和蒸汽压为2.334 kPa)，某湿空气的水汽分压为1.603 kPa ，现空气温度保持不变，将总压升高到250 kPa ，则该空气的水汽分压为________。
3. 当湿空气的总压一定时，相对湿度ϕ仅与________及________有关。
4. 恒速干燥阶段物料表面的温度等于________________________________。
该阶段除去的物料中的水的平衡蒸汽压等于_____________________________。
影响恒速阶段干燥速率的因素的有_______________________________________________________________。
5. 已知在常压、25℃下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度100%ϕ=时， 平衡含水量*100%0.025X ϕ==kg 水/kg 绝干料；相对湿度50%ϕ=时， 平衡含水量 *0.009X =kg 水/kg 绝干料。
现将湿基含水量为20%的该物料，与25℃、50%ϕ=的空气接触， 则该物料的自由含水量为_________kg 水/kg 绝干料，非结合水分量为_________kg 水/kg 绝干料。
6. 进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定。
若干燥器内部无补充加热，则气体离开干燥器的湿度H 越大，干燥器的热效率越 ，传质推动力越_______。
7. 降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率，但废气在离开设备之前的温度的限制是________，原因是_____________。
8. 在测量湿球温度时，空气速度需大于5 m/s ，这是为了 。
9.物料的平衡水分一定是___________水分；物料的非结合水分一定是_____________水分。
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一、填空及问答题：1.干燥过程是_________相结合的过程，传质方向为________，传热方向为__________。
2.在总压101.33 kPa，温度20℃下(已知20℃下水的饱和蒸汽压为2.334 kPa)，某湿空气的水汽分压为1.603 kPa，现空气温度保持不变，将总压升高到250 kPa，则该空气的水汽分压为________。
3. 当湿空气的总压一定时，相对湿度ϕ仅与________及________有关。
4.恒速干燥阶段物料表面的温度等于________________________________。
该阶段除去的物料中的水的平衡蒸汽压等于_____________________________。
影响恒速阶段干燥速率的因素的有_______________________________________________________________。
5.已知在常压、25℃下水分在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度100%ϕ=时，平衡含水量*100%0.025X ϕ==kg水/kg绝干料；相对湿度50%ϕ=时，平衡含水量*0.009X=kg水/kg绝干料。
现将湿基含水量为20%的该物料，与25℃、50%ϕ=的空气接触，则该物料的自由含水量为_________kg水/kg绝干料，非结合水分量为_________kg水/kg 绝干料。
6.进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定。
若干燥器内部无补充加热，则气体离开干燥器的湿度H越大，干燥器的热效率越，传质推动力越_______。
7.降低废气出口温度可以提高干燥器的热效率，但废气在离开设备之前的温度的限制是________，原因是_____________。
8.在测量湿球温度时，空气速度需大于5 m/s，这是为了。
9.物料的平衡水分一定是___________水分；物料的非结合水分一定是_____________水分。
10.当某物料的干燥过程存在较长的降速阶段时，气流干燥器和流化床干燥器两者中选用________ 较为有利，原因是_____________________________________。
11.欲在298K时用相对温度为60℅的空气干燥木材，使其中水分降到11.5℅（湿基），你认为是否可能？为什么？已知在此条件下木材的平衡水分为12℅（干基）。
12. 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处？13、什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度？两者有何关系？如何测定？14要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？15.测定湿球温度时，当水的初温不同时，对测量结果有无影响？为什么16. 在对流干燥过程中。
为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？17. 如何强化干燥过程？18. 为什么临界含水量Xc的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义?下列两种情况下Xc将会变大还是变小? （1）提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时；（2）物料的厚度减小时。
试从干燥机理加以分析。
二、计算题：1. 已知湿空气的（干球）温度为50℃，湿度为0.02kg/kg 干气，试计算下列两种情况下的相对湿度及同温度下容纳水分的最大能力（即饱和湿度），并分析压力对干燥操作的影响。
（1）总压为101.3kPa ；（2）总压为26.7 kPa 。
解：（1）kPa 3.101=p 时： 由 vvp p p H -=622.0kPa 156.302.0622.03.10102.0622.0=+⨯=+=∴H Hp p v查得50℃水的饱和蒸汽压为12.34kPa ，则相对湿度 %57.25%10034.12156.3%100=⨯=⨯=s v p p ϕ 饱和湿度： 干气6kg/kg 08.034.123.10134.12622.0622.0=-⨯=-=S S S p p p H （2）kPa 7.26=‘p时：kPa 832.002.0622.07.2602.0622.0=+⨯=+=H Hp p v‘’ %74.6%10034.12832.0%100=⨯=⨯=s vp p ‘’ϕ干气‘’kg/kg 535.034.127.2634.12622.0622.0=-⨯=-=SSS p p p H由此可知，当操作压力下降时，φ↓，H S ↑，可吸收更多的水分，即减压对干燥有利。
2. 常压下湿空气的温度为80℃、相对湿度为10％。
试求该湿空气中水汽的分压、湿度、湿比容、比热及焓。
查得80℃下水的饱和蒸汽压为47.38kPa 。
∴水汽分压 kPa p p S v 738.438.471.0=⨯==ϕ 湿度 干气1kg/kg 03.0738.43.101738.4622.0622.0=-=-=v v p p p H 湿比容干气＝＝/kg m 049.127380273)031.0244.1773.0(273273)244.1773.0(3+⨯⨯++⨯+=νtH H比热 C kJ/kg 068.1031.088.101.188.101.1︒⋅⨯+=干气＝＋＝H c H 焓 干气＝＋＝kJ/kg 69.162031.024*******.12492)88.101.1(⨯⨯++=Ht H I H3．在I-H 图上确定本题附表中空格内的数值。
5．常压下将温度为25℃、相对湿度为50％的新鲜空气与温度为50℃、相对湿度为80％的废气混合，混合比为2：3（以绝干空气为基准），试计算混合后的湿度、焓及温度。
解：（1）%50,2511=︒=ϕC t 的新鲜空气： 25℃时，kPa 168.31=S p干气kg/kg 1088.9168.35.03.101168.35.0622.0622.0311111-⨯=⨯-⨯⨯=ϕ-ϕ=∴S S p p p H干气＝＋＝kJ/kg 34.501088.9249225)1088.988.101.1(2492)88.101.1(331111--⨯⨯⨯⨯⨯+++=H t H I H%80,5022=︒=ϕC t 的废气：50℃时，kPa 34.122=S p 干气kg/kg 0672.034.128.03.10134.128.0622.0622.022222=⨯-⨯⨯=ϕ-ϕ=∴S S p p p H干气＝＋＝kJ/kg 3.2240672.0249250)0672.088.101.1(2492)88.101.1(2222⨯⨯⨯+++=H t H I H所以混合湿度干气kg/kg 0443.00672.0531088.9525352321=⨯+⨯⨯=+=-H H H M 混合焓：干气kJ/kg 7.1543.2245334.5052535221=⨯+⨯=+=I I I M而 M M M M H t H I 2492)88.101.1(++= C 5.400443.088.101.10443.024927.15488.101.12492︒=⨯+⨯-=+-=∴M M M M H H I t6．干球温度为20℃、湿球温度为16℃的空气，经过预热器温度升高到50℃后送至干燥器内。
空气在干燥器内绝热冷却，离开干燥器时的相对湿度为80％，总压为101.3kPa 。
试求：（1）在I-H 图中确定空气离开干燥器时的湿度；（2）将100m 3新鲜空气预热至50℃所需的热量及在干燥器内绝热冷却增湿时所获得的水分量。
解：（1）空气C 16,C 200︒=︒=W t t ，查得干气kg/kg 01.00=H 预热后：干气kg/kg 01.0,C 5011=︒=H t绝热冷却后，查得干气kg/kg 018.0,C 3022=︒=H t （2）湿空气的比容：干气湿气＝＝kg /m 843.027320273)01.0244.1773.0(273273)244.1773.0(30+⨯⨯++⨯+=νt H H 则100m 3湿空气中绝干空气的质量： kg 62.118843.0100===H v V L 预热器加入热量：kJ3661)2050()01.088.101.1(62.118)()(0101=-⨯⨯+⨯=-=-=t t Lc I I L Q H P获得水分量：kg 95.0)01.0018.0(62.118)(12=-⨯=-=H H L W7．湿空气在总压101.3kPa 、温度10℃下，湿度为0.005 kg/kg 干气。
试计算： （1） 相对湿度Φ1；（2） 温度升高到35℃时的相对湿度Φ2；（3） 总压提高到115kPa ，温度仍为35℃时的相对湿度Φ3；（4） 如总压提高到1471kPa ，温度仍维持35℃，每100m 3原湿空气所冷凝出的水分量。
解：（1）10℃水饱和蒸汽压 kPa 226.11=S p kPa 808.0005.0622.03.101005.0622.0=+⨯=+=∴H Hp p v%9.65%100226.1808.0%10011=⨯=⨯=s v p p ϕ （2）t 2＝35℃，kPa 621.52=S p%4.14%100621.5808.0%10022=⨯=⨯=s v p p ϕ （3）kPa 115'=p 时，kPa 917.0005.0622.0115005.0622.0''=+⨯=+=H Hp p v%3.16%100621.5917.0%1002'2=⨯=⨯=s v p p ϕ (4) kPa 1471''=p , t 2＝35℃时： 饱和湿度 干气kg/kg 0024.0621.51471621.5622.0622.0=-=-=S S S p p p H 原湿空气比容干气湿气＝＝kg /m 808.027310273)005.0244.1773.0(273273)244.1773.0(311+⨯⨯++⨯+=νt H H100m 3原湿空气中绝干空气质量 干气kg 76.123808.0100===H v V L 则冷凝出水kg 322.0)0024.0005.0(76.123=-⨯=-）（＝S H H L W8．附图为某物料在25℃时的平衡曲线。
如果将含水量为0.35kg 水／kg 干料的此种物料与Φ＝50％的湿空气接触，试确定该物料平衡水分和自由水分，结合水分和非结合水分的大小。
解：Φ＝50％，平衡水分干料kg/kg 095.0*=X 则自由水分干料kg/kg 255.0095.035.0*=-=-X XΦ＝100％，平衡水分干料kg/kg 185.0*=X 即结合水分干料％＝kg/kg 185.0100*=ϕX则非结合水分干料％＝kg/kg 165.0185.035.0100*=-=-ϕX X9． 在常压干燥器中将某物料从湿基含水量10％干燥至2％，湿物料处理量为300kg/h 。