化工原理(第四版)習(xí)題解第七章干燥

PAGEPAGE116第七章干燥濕空氣的性質(zhì)【7-1】濕空氣的總壓為，(1)試計(jì)算空氣為40℃、相對濕度為時(shí)的濕度與焓；(2)已知濕空氣中水蒸氣分壓為9.3kPa，求該空氣在50℃時(shí)的相對濕度與濕度H。解濕空氣總壓(1)，40℃時(shí)水蒸氣的飽和蒸氣壓濕度干氣焓(2)濕空氣中水汽分壓50℃時(shí)水的飽和蒸氣壓相對濕度濕度干氣【7-2】空氣的總壓為101.33kPa，干球溫度為303K，相對濕度，試用計(jì)算式求空氣的下列各參數(shù)：(1)濕度H；(2)飽和濕度；(3)露點(diǎn)；(4)焓I；(5)空氣中的水汽分壓。解總壓(1)30℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓濕度干氣(2)飽和濕度干氣(3)露點(diǎn)時(shí)的飽和濕度干氣從水的飽和蒸氣壓為2.97kPa查得水的飽和溫度為23.3℃，故空氣的露點(diǎn)(4)干氣時(shí)，空氣的焓為干氣(5)t=30℃時(shí)的水汽分壓【7-3】在總壓為101.3kPa下測得濕空氣的干球溫度為50℃，濕球溫度為30℃，試計(jì)算濕空氣的濕度與水汽分壓。解濕球溫度時(shí)，水的飽和蒸氣壓，比汽化熱濕球表面處的濕空氣，在總壓及濕球溫度時(shí)的濕度為干氣空氣在時(shí)的濕度為干氣濕空氣的水汽摩爾分?jǐn)?shù)為水汽分壓【7-4】利用濕空氣的圖填寫下表的空白。干球溫度/℃濕球溫度/℃濕度干氣相對濕度/%焓干氣水汽分壓露點(diǎn)/℃504020（55）3030（26）（16）（39）（20）（0.018）（0.0145）（0.0087）0.04（0.01）（23）（31.5）60（39）（37）（97）（76）（43）160（56）（2.75）（2.3）（1.3）（6.1）1.5（24）20（12）（36）（14）【7-5】空氣的總壓力為101.3kPa，干球溫度為20℃．濕球溫度為15℃。該空氣經(jīng)過一預(yù)熱器，預(yù)熱至50℃后送入干燥器。熱空氣在干燥器中經(jīng)歷等焓降溫過程。離開干燥器時(shí)相對濕度。利用1-H圖，試求：(1)原空氣的濕度、露點(diǎn)、相對濕度、焓及水汽分壓；(2)空氣離開預(yù)熱器的濕度、相對濕度及焓；(3)100m3原空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱，所增加的熱量；(4)離開干燥器時(shí)空氣的溫度、焓、露點(diǎn)及濕度；(5)100m3解空氣總壓，干球溫度t=20℃，濕球溫度。(1)原空氣的濕度干氣，露點(diǎn)，相對濕度，焓干氣，水汽分壓。(2)空氣離開預(yù)熱器的溫度t=50℃，求得濕度干氣，相對濕度，焓干氣。(3)原空氣的比體積干氣總壓力增加到270.9kPa時(shí)，才能使苯蒸氣冷凝70%干燥過程的物料衡算與熱量衡算【7-9】某干燥器的濕物料處理量為100kg濕料／h，其濕基含水量為10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），干燥產(chǎn)品濕基含水量為2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。進(jìn)干燥器的干燥介質(zhì)為流量500kg濕空氣／h、溫度85℃、相對濕度10%的空氣，操作壓力為101.3kPa。試求物料的水分蒸發(fā)量和空氣出干燥器時(shí)的濕度H2。解操作壓力濕物料處理量濕料／h，濕基含水量。干基含水量為產(chǎn)品濕基含水量，干基含水量為(1)物料的水分蒸發(fā)量W濕物料中絕干物料的質(zhì)量流量為水分蒸發(fā)量為(2)空氣出干燥器時(shí)的濕度H2計(jì)算空氣的流量為500kg濕空氣／h，溫度t=85℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓，相對濕度空氣進(jìn)干燥器的濕度干氣干空氣的質(zhì)量流量為干氣/hH2的計(jì)算如下水/kg干氣【7-10】某干燥器的生產(chǎn)能力為700kg濕料/h，將濕物料由濕基含水量0.4（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）干燥到濕基含水量0.05（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）?？諝獾母汕驕囟葹?0℃，相對濕度為40%，經(jīng)預(yù)熱器加熱到100℃，進(jìn)入干燥器，從干燥器排出時(shí)的相對濕度為。若空氣在干燥器中為等焓過程，試求空氣消耗量及預(yù)熱器的加熱量。操作壓力為101.3kPa。解濕物料流量L=700kg濕料/h，濕基含水量，則干基含水量為產(chǎn)品濕基含水量，干基含水量為濕物料中絕干物料的質(zhì)量流量為物料中的水分蒸發(fā)量為水分/h空氣溫度，相對濕度，從圖上查得濕度干氣。經(jīng)預(yù)熱器加熱，溫度升到，濕度未變，為干氣，焓干氣?？諝鈴母稍锲鞒鰜頃r(shí)的相對濕度，從空氣進(jìn)干燥器的狀態(tài)點(diǎn)1沿的等I線，直到時(shí)，空氣出干燥器的濕度干氣?？諝庀牧款A(yù)熱器的加熱量為習(xí)題7-11附圖習(xí)題7-11附圖【7-11】在常壓干燥器中將某物料從濕基含水量0.05（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）干燥到濕基含水量0.005（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。干燥器的生產(chǎn)能力為7200kg干料/h，物料進(jìn)、出口溫度分別為25℃與65℃。熱空氣進(jìn)干燥器的溫度為120℃，濕度為0.007kg水/kg干氣，出干燥器的溫度為80℃?？諝庾畛鯗囟葹?0℃。干物料的比熱容為。若不計(jì)熱損失，試求：(1)干空氣的消耗量G、空氣離開干燥器時(shí)的濕度H2；(2)預(yù)熱器對空氣的加熱量。解已知數(shù)據(jù)如習(xí)題7-11附圖所示。物料的干基濕含量為水分蒸發(fā)量為(1)干空氣消耗量G與空氣離開干燥器時(shí)的濕度的計(jì)算空氣進(jìn)、出干燥器的焓為干氣物料進(jìn)、出干燥器的焓為干料干料干燥器的熱量衡算（a）干空氣消耗量（b）由式與式求得干空氣消耗量干氣/h空氣離開干燥器時(shí)的濕度H=0.0152kg水/kg干氣(2)預(yù)熱器對空氣的加熱量Qp計(jì)算空氣進(jìn)預(yù)熱器的焓為干氣干燥速率與干燥時(shí)間【7-12】在恒速干燥階段，用下列4種狀態(tài)的空氣作為干燥介質(zhì)，試比較當(dāng)濕度H一定而溫度t升高及溫度t一定而濕度H增大時(shí)，干燥過程的傳熱推動(dòng)力與水汽化傳質(zhì)推動(dòng)力有何變化，并指出哪種情況下的推動(dòng)力最大。(1)t=50℃，H=0.01kg水/kg干氣；(2)t=100℃，H=0.01kg水/kg干氣；(3)t=100℃，H=0.05kg水/kg干氣；(4)t=50℃，H=0.05kg水/kg干氣；解(1)t=50℃，H=0.01(2)t=100℃．H=0.01，(3)t=100℃，H=0.05(4)t=50℃，H=0.05，，(2)與(1)比較，H一定，t增大，則增大，增大，增大，增大。(3)與(2)比較，t一定，H增大，則堵大，增大，但減小，減小。(3)與(4)比較，H一定，t增大，則增大，增大，增大，增大。(4)與(1)比較，t一定，H增大，則增大，增大，但減小，減小。結(jié)果是：t增大，能使、都增大，H增大，能使、都減小，H較小時(shí)，使t增大，對、的增大效果顯著。第(2)種情況的推動(dòng)力最大?！?-13】在恒定干燥條件下，將物料從干料，干燥至水/kg干料，共需7h，問繼續(xù)干燥至干料，再需多少時(shí)間？已知物料的臨界含水量為0.16kg水/kg干料，平衡含水量為0.05kg水/kg干料（以上均為干基含水量）。降速階段的干燥速率與物料的含水量近似呈線性關(guān)系。解已知干料，干料干料，干料干燥時(shí)間計(jì)算式為將已知數(shù)據(jù)代入，得干料當(dāng)(kg水/kg干料)時(shí)，=8.9h需增加的時(shí)間為8.9-7=1.9h干燥綜合題【7-14】現(xiàn)將25oC，濕度為0.01kg/kg絕干氣的空氣在預(yù)熱器中升溫至90oC后進(jìn)入一干燥面積為48㎡的常壓絕熱干燥器，將1500kg濕物料從含水量為18％（濕基）降至1.5％（濕基）。已知物料的臨界含水量XC＝0.1kg/kg絕干料，平衡含水量X＊＝0.01kg/kg絕干料，恒定干燥條件下測得恒速階段干燥速率為2.2kg/(㎡·h)，降速干燥階段干燥速率與自由含水量呈直線變化。求：完成上述干燥任務(wù)需消耗多少kg新鮮空氣？若忽略預(yù)熱器的熱損失，蒸汽冷凝潛熱為2205kJ/kg，預(yù)熱器中加熱蒸汽的消耗量（kg）.所需干燥時(shí)間為小時(shí)？解消耗空氣量kg因?yàn)楦稍镞^程為絕熱過程，空氣進(jìn)出干燥器為等焓過程，即解得H2＝0.02593kg/kg