《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=30°C时p=4247Pa H.=0.622P/(P-p,)=0.0272 H=H-I(t-t/rl(a/Kw) 30°C时m=2427a/KB=109 H=00137 t=60Cp,=19923Pa 由H=00137求得此时p=28kPa Φ=p/P,=11% =(1.01+1.88×0.0158)×60+2490×0.0158 =9644J/kg千空气 由p,=2.18kPa,查表得t=184C 14=184°C 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/k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=C1M=80C=83.8J/kg绝干气°C) 2)120°C时p,=19864kPa>101.3kPaH=0.02kg水/kg干气 H=0.662①p,AP-Φp) 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 ∴(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+2500 .H2=0.0498kg水/kg干气 ∵H 0622 p ∴0.0498=0622× 1013×103-p 510 查表得t=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=0.7×7.37=5.1639Kpa HI=H p-p 5.1639 02=258195KPa 查表得t=63.3℃ (2)∵t不变∴ps=25.8195KPa 由63.3℃,q=10%查图得H=0.014kg水kg干空气 H=0622_p 0.014=062258195 P-258195P=1129K 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2=40℃,=800。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,p2=73766kPa P2=2P,2=59Pa
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:t0=5CP2=0.8728PaΦ=30% H0=062Φp,/101.33-Φp,)=0.0016kg/kg干气 L(冬)=1/(H2-H)=27kg干气/kg水 夏季:10=30Cp,=42474kPaΦ=65% H0=0.62①p,1013-p,Φ)=0.01742kg/kg干气 L(夏)=1/(H2-H0)=474kg千气/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=0.1/1-0.1)=0.111x2=0.005 W=G(x1-x2)=3816kg水/h 1=(1.01+1.88×0.005)×130+2490×0.005=14497J/kg干气 12=(1.01+1.88H)×80+2490H=808+2640.4H (1.8+0.11×4.187)×20 4530k/kg干料 12=Cs62+x2Cv2 (1.8+0005×4.187)×70 12746kJ/kg干料 又根据物料衡算,热量衡算可得: W=L(H2-H1) G(I2-l2)=L(1-l2) 联立方程,解得 L=25572kg干气/h H=001992kg水/kg千气 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-H2)=G1(1-W) G2=72001-005/(1-0.002)=68540k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=005/(1-0.005)=0.05263X1=0.002(近似) 查H-图t0=25Cl0=20°C时H。=0013kg/kg千气 G=G1(1-W)=72001-0.005)=6840k8千气/h W=Gc(X1-X2)=6840005263-0.002)=3463lkg/h 对干燥器热量衡算 I'i=Cs0, +X, Cwe 1 19×25+0.05263×4.187×25=5301kJkg干料 I'2=19×35+0.002×4.187×35=6679J/kg干料 1=(1.01+1.88H0)×1+2490H0 (1.01+1.88×0.013)×100+2490×0013 13581kJ/kg干气 I2=(1.01+1.88H2)×12+2490H2 60.6+26028H L=W/(H2-H1)=34631/(H2-0013)kg干气/h Q1=580×3463kJ/h G(2-11)+Q=L(l1-12) 解得:H2=0024kJ/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:P0=23346Pa①=70%P2=12340kPaΦ2=80% 求得H0=00102kg水/kg干气H2=0.0671kg水/kg干气 X1=W1/(1-W1)=0.47/1-0.47)=0.8868 X2=W2/(1-W2)=0.05/(1-0.05)=0.05263 G=G1(1-W2)=1500×(1-047)=795kg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)=1177kg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=116581×【(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=02H0+0.8H2=0.057 m=0.2/0+08/2 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=00054kg水/kg千空气,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=20Ct=15C 得:H0=0.0088kg水/kg干气 o=(1.01+1.88×0.0088)×20+2490×00088 =424AJ/kg干气 1=(1.01+1.88×00088)×80+2490×0.0088=1040k/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 = = + + = = = I1 =（1.01+1.880.0088）80 + 24900.0088 =104.0kJ / k g干气 t H A M B