10 - 固体干燥课后习题答案

第10章 固体干燥

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

。

解：查表得tw?300C时ps,tw?4.247kPaHs,tw?0.622Ps/(p?ps)?0.0272H?Hs,tw?[(t?tw)/rtw](?/KHh)300C时t?600Crtw?2427?/KH?1.09

?H?0.0137

ps?19.923kPa由H?0.0137求得此时p?2.18kPa???p/ps?1100?I?(1.01?1.88?0.0158)?60?2490?0.0158?96.44kJ/kg干空气由ps?2.18kP,a查表得t?18.40C?td?18.40C2） 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 湿球温度 湿 度 0相对湿度 焓 0/0 13.3 33 80 95 kJ/kg绝干气 98 79 50 98 露 点 0C 21 20 16 28 水气分压 kPa 2.5 2.4 2 4 C 0C 1 2 3 4 60 40 20 30 30 27 17 29 kg水/kg绝干空气 0.015 0.016 0.012 0.026 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。

解：1）.比热CH?1.01?1.88H?1.01?1.88H?0.22kJ（/KG绝干气?0C）Q?CH?t?80CH?83.8kJ/(kg绝干气?0C）2）?1200C时解得ps?198.64kPa?101.3kPa,H?0.02kg水/kg干气??3.1200

H?0.662?ps/(p??ps)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+1.88?0.018) ?128＋2500?0.018= (1.01+1.88H2) ?49＋2500H2 ∴ H2 = 0.0498 kg水/kg干气

∵H?p?0.622 P?p ∴0.0498?0.622? ∴ p = 7510 Pa

查表得 td = 40℃

p

1013.?105?p5） 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 = 0.7?7.377 = 5.1639 Kpa

∵H1 = H2 ∴ p = p’= 5.1639Kpa

p?51639.???258195.KPa ∴ps?0.20.2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?0.622 0.014?0.622

6） 某干燥器冬季的大气状态为

℃，

，夏季空气状态为

℃，

℃，

p? P?p?2.58195 ∴P’=117.29Kpa

P??2.58195。如果空气离开干燥器时的状态均为

算该干燥器在冬、夏季的单位空气消耗量。

解：t2?400C,ps,2?7.3766kPa

。试分别计

p2??2ps,2?5.9kPaH2?0.662?ps/(p??ps)?0.0385kg/kg干气冬季：t0?50Cps?0.8728kPa??30%H0?0.662?ps/(101.33??ps)?0.0016kg/kg干气?1（/H2?H0）?27.1kg干气/kg水 L（冬）夏季：t0?300Cps?4.2474kPa??65%H0?0.622?ps/(101.3?ps?)?0.01742kg/kg干气L（夏）?1（/H2?H0）?47.4kg干气/kg水

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。

解：x1?0.1/(1?0.1)?0.111x2?0.005W?G(x1?x2)?381.6kg水/hI1?(1.01?1.88?0.005)?130?2490?0.005?144.97kJ/kg干气I2?(1.01?1.88H)?80?2490H?80.8?2640.4HI'1?Cs?1?x1Cw?1?(1.8?0.111?4.187)?20?45.30kJ/kg干料I'2?Cs?2?x2Cw?2?(1.8?0.005?4.187)?70?127.46kJ/kg干料又根据物料衡算，热量衡算可得：W?L(H2?H1)GC(I‘2?I’2)?L(I1?I2)联立方程，解得

L?25572kg干气/hH?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）G（?G（21?W2）11?W1）G2?7200（1?0.05）（/1?0.002）?6854.0kg湿料/h

（2）X1?0.05（/1?0.005）?0.05263X1?0.002（近似）查H?I图t0?250CtW0?200C时H0?0.013kg/kg干气GC?G（?7200（1?0.005）?6840kg干气/h11?W1）W?G（?6840（0.05263?0.002）?346.31kg/hCX1?X2）对干燥器热量衡算：I‘1?Cs?1?X1Cw?1?1.9?25?0.05263?4.187?25?53.01kJ/kg干料I’2?1.9?35?0.002?4.187?35?66.79kJ/kg干料I1?（1.01?1.88H0）?t1?2490H0?（1.01?1.88?0.013）?100?2490?0.013?135.81kJ/kg干气I2?（1.01?1.88H2）?t2?2490H2?60.6?26028HL?W（/H2?H1）?346.31（/H2?0.013）kg干气/hQL?580?346.3kJ/h

G（?QL?L（I1?I2）CI’2?I’1）解得：H2?0.024kJ/kg干气L?29348kg/h（3）??（t1?t2）（/t1?t0）?53.3%

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。

解：pS0?2.3346kPa?0?70%

ps2?12.340kPa?2?80%

求得H0?0.0102kg水/kg干气H2?0.0671kg水/kg干气X1?W1（/1?W1）?0.47（/1?0.47）?0.8868X2?W2（/1?W2）?0.05（/1?0.05）?0.05263GC?G（?1500?（1?0.47）?795kg干料/h11?W2）1）由物料衡算：L?G（X1?X2）（/H2?H0）?11658.1kg干气/h新鲜空气流量：L（1?H）?11777.1kg空气/h2）干燥过程为绝热过程

Q?L（I2?I1）Q?11658.1?（[1.01?1.88?0.0671）?50?（1.01?1.88?0.0102）?20?2490?（0.0671?0.0102）

?2.07?106kJ/h3）混合后：Hm?0.2H0?0.8H2?0.0557Im?0.2I0?0.8I2?tm?44.50C

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

t A M B H 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新鲜空气中绝干空气质量55.0.49 ???MA循环空气中绝干空气质量4.4W∴ 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+1.88?0.0054) ?(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。

解：1）由t0?200CtW?150C得：H0?0.0088kg水/kg干气?42.4kJ/kg干气

I0?（1.01?1.88?0.0088）?20?2490?0.0088I1?（1.01?1.88?0.0088）?80?2490?0.0088?104.0kJ/kg干气

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