化工原理干燥复习题讲义

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、 在一定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的；平衡水分和自由水分是根据__________而定的。

6、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__________。

7、已知某物料含水量X1=0.4kg水/kg绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量XC=0.25kg水/kg绝干料，平衡含水量X*=0.05kg水/kg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________。

8、作为干燥介质的湿空气，其预热的目的____________________________ _____________________。

9、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______________。 10、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_________________。 11、 固体物料的干燥，一般分为_________________两个阶段。

12、在对流干燥器中最常用的干燥介质是_______________，它既是__________又是______。

13、等焓干燥过程的条件是_________________________________________ _________________。

14、若将湿空气的温度降至其露点以下，则湿空气中的部分水蒸汽___________。 15、对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t，湿球温度tW和露点td间的关系是______________。

16、由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是__________，降速干燥阶段除去的

水分是_______________。

17、等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。

18、 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_____________________。

19、在干燥过程中，当物料中表面水分汽化速率___________内部水分扩散速率时，干燥即进入恒速干燥阶段。

20、湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓______________，相对湿度__________。(增加、减少、不变)

21、在一定干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量会_________，而干燥所需的时间会____________。

22、饱和空气在恒压下冷却，温度由t1降至t2，此时其相对湿度＿＿＿， 湿度＿＿＿＿＿，湿球温度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿。

23、对不饱和湿空气,干球温度＿＿＿＿湿球温度，露点温度＿___湿球温度。（〈，＝，〉） 24、干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后,湿度＿＿＿＿， 温度＿＿＿＿。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时， 物料的表面温度等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿温度。

25、对不饱和空气通过间壁换热器进行加热， 使温度由t1升至t2，此时其湿球温度＿＿＿＿， 相对湿度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿，湿度＿＿＿＿。

26、在1atm下，不饱和湿空气的温度为295K，相对温度为60％，当加热到373K时，该空气下列状态参数将如何变化?（只填变化的情况，不填变化的具体数值） 湿度＿＿＿， 相对湿度＿＿＿，湿球温度＿＿＿，露点＿＿，焓＿＿＿。

27、一吸湿性物料和一非吸湿性物料，具有相同的干燥面积，在相同的干燥条件下进行干燥,前者的干燥速率为NA，后者的干燥速率为NB，则在恒速干燥段NA＿＿＿NB。(>,=,<) 28、干燥器内部无补充加热的情况下，进干燥器的气体状态一定，干燥任务一定，则气体离开干燥器的湿度H越＿＿＿，干燥器的热效率越＿＿＿。

29、对于为水蒸汽所饱和的空气，则其干球温度t，湿球温度tW，绝热饱和温度tas，露点温度td的关系是t＿＿tW＿tas＿＿td。

30、一定湿度H的气体，总压P加大时，露点温度td＿＿＿＿__。而当气体温度t升高时，则td＿＿＿＿＿。

31、温度30℃，水汽分压为2kPa的湿空气与水温为40℃的水接触(假定湿空气状态和水温恒定不变），则传热方向：水＿＿＿＿空气，传质方向：水＿＿＿＿空气。 （用箭头符号

表示）已知30℃、40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.2472和7.3766kPa 。

32、已知湿空气总压为101.3kN/m2，温度为40℃，相对湿度为50％，已查出40℃时水的饱和蒸气压Ps为7375 N/m2，则此湿空气的湿度H是＿＿＿＿＿＿＿＿＿kg水/kg绝干气，其焓是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿kJ/kg绝干气。

33、已知湿空气的干球温度t为50℃，湿球温度tW为30℃，总压为100kN/m2，若已查出在30℃时水的饱和蒸气压为4.25N/m2，汽化潜热为2423.7kJ/kg,则该空气的湿度H为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

34、原湿空气（温度 t0，湿度 H0）经预热器温度升高至t1后再送入常压干燥器中。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绝干气。

35、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*=0.007。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，结合水含量为＿＿＿＿＿＿kg水.kg绝干料，非结合水的含量为＿＿＿＿＿＿kg水.kg绝干料。

36、维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度＿＿＿，露点＿＿＿，相对湿度＿＿＿(变大,变小,不变,不确定)。

37、湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下，湿度为0.0438kg水/kg绝干气，则100m3该空气中含有的绝干空气量L为＿＿＿＿kg绝干气。

38、有关降速干燥阶段物料的内部水分移动的机理存在着两种理论，一个是＿＿＿__＿＿理论，第二个是＿＿＿＿＿＿＿＿理论。

问答题：

1.有人说：“自由水分即为物料的非结合水分”。这句话对吗？（扼要说明原因） 2. 固体物料与一定状态的湿空气进行接触干燥时，可否获得绝干物料？为什么？ 3. 为什么湿空气进入干燥器前，都先经预热器预热？

4. 物料中的非结合水分是指哪些水分？在干燥过程中能否除去？ 5. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？

6. 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？ 7. 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？

8. 如何强化干燥过程？

9.湿物料经干燥后达不到产品含水量的要求（偏高），你认为应采取什么措施来解决它。 10.欲在298K时用相对湿度为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）。

11. 回答下列问题:（1） 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不等? （2） 湿空气在进入干燥器前，往往进行预热，这样做有什么好处?

12. 试说明为什么在干燥过程中,湿空气作为干燥介质时,一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。

五、计算题：

1.（10分） 已知空气的H=0.009kg水汽.kg干空气，φ=40%。试算出该空气的t 和t（空气总压 P=101.3kN.m),水的饱和蒸汽压数据如下： 蒸汽压p (kN.m) 1.0 1.5 温度t (℃) 6.3 12.5 ***答案***

由H=0.622p/(P-p)可得：

0.009=0.622P/(101.3-p)→P=1.445kN.m 又由φ=p/ps得：ps=p/φ=1.445/0.4=3.613kN.m 由此值查出：t=26.7℃；

依p=1.445kN.m查出：t=11.8℃

2、已知空气的t=30℃,t=20℃,试算出该空气的H和φ值。（空气总压=101.3kP)水的饱和蒸汽压数据如下： 温度t (℃)

15 20 25 30 35

2.33

3.17

4.25

5.62

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

26.1

28.7

17.0 20.9 23.5

蒸汽压P(kN.m) 1.71

***答案***

依t=20℃查出 p=p=2.33kN.m 代入下式：

H=H=0.622p /(P-p)=0.622×2.33/(101.3-2.33) =0.01464 kg水汽.kg干空气。

依t=30℃查得：ps=4.25kN.m,φ=2.33/4.25=0.548 或依入H=0.622φ.p /(P-ψ.p)得： 0.01464=0.62×4.25φ/(101.3-4.25φ)→φ=0.548

3、每小时要将48T常压的饱和空气自露点22℃冷却至露点7℃，试求：(1)冷却前空气的湿球温度和干球温度？(2)应从空气中除去多少水量？(3)冷却前空气的体积流量为多少m.h?(附T-H图一张） ***答案***

1）由于是饱和空气，故t=t=t=22℃ 2)应除去的水量W； W=L（H-H）

依t=22℃查出H=0.0173kg水汽.kg干空气,t=7℃查出H=0.0064kg水汽.kg干空气， 又冷却前湿空气的量L'=L(1＋H) 故L=L'/(1＋H)=48×1000/(1＋0.0173) =4.718×10kg干空气.h

∴W=4.718×10(0.0173-0.0064)=514.3kg水.h 3）冷却前空气的体积流量V：

v=Lv =4.718×10×0.86=4.058×10m.h(v，由T-H图查出或算出）

4、某干燥器的生产能力为1000kg.h(产品），物料从含水量2%干燥至含水量0.2%（均为湿基）。已知生产车间的气温为22℃，相对湿度为60%；空气离开干燥器时的温度为45℃，湿球温度为32℃。干燥为等焓过程。试求：(1)水分蒸发量；(2)离开干燥器时空气的体积流量为多少m.h？(3)空气进入干燥器的温度；(4)热效率为多少？（附T-H图) ***答案*** 1）水份蒸发量W：

W=G(W-W)/(1-W)=1000×(0.02-0.002)/(1-0.02) =18.37kg水.h

2)离开干燥器的空气体积流量V： V=L.v=W.v/(H-H)

依t=22℃,φ=60%查出H=H=0.01kg水汽.kg干空气 t=45℃ , t=32℃ , 查出H=0.026kg水汽.kg干空气,

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