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1、干燥思考题及例题 2008,D,下面说法中，正确的是。 如空气温度降低，其湿度肯定不变 如空气温度升高，其湿度肯定不变 ( A ) 两种都对 (B )两种都不对 (C ) 对不对 (D ) 对不对,思考题,如需将空气减湿，应使气温。 ( A )高于湿球温度 (B ) 低于湿球温度 (C ) 高于露点 (D ) 低于露点,D,当湿度和温度相同时，相对湿度与总压的关系是 ( A )成正比(B )成反比 (C )无关 (D ) 与p0.8成正比,A,在一定的物料和干燥介质条件下 临界湿含量是区分结合水和非结合水的分界点。 平衡湿含量是区分可除水分与不可除水分的分界点。 正确的判断是。 A 两种都对
2、B两种都不对 C 对不对 D 对不对 在等速干燥阶段中，在给定的空气条件下，对干燥速率正确的判断是。 A 干燥速率随物料种类不同有极大的差异。 B 干燥速率随物料种类不同有较大的差异。 C 各种不同物料的干燥速率实质上是相同的。,D,C,总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，若露点温度升高，以下参数如何变化？ P水汽 ，H ， ， I ，tw ， 一定湿度的空气，随总压的降低，露点相应地。 ( A) 升高 (B ) 降低 ( C ) 不变 (D ) 不一定,增大,增大,增大,增大,增大,t,td,A,A,B,若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变，则对同一物料，平衡含水量 ，结合水含量 。
3、 间歇恒定干燥时，如进入干燥器的空气中水汽分压增加，温度不变，则恒速阶段物料温度 ，恒速阶段干燥速率 ，临界自由含水量 。,不变,不变,增大,减小,减小,t,tw,A,A,tw,在湿球温度的计算式中， 之比值。 ( A ) 与空气的速度变化无关 (B ) 与空气速度的0.8次方成正比 (C )与空气速度的0.5次方成正比 (D )不一定，与多种因素有关 在测量湿球温度时，空气速度需大于5m/s， 这是为了.,A,减少辐射和热传导的影响,真空干燥的主要优点是： A 省钱 B 干燥速率缓慢 C 能避免发生不利反应 D 能避免表面硬化 有关降速干燥阶段物料内水分扩散机理的毛细管理论 认为：当水分蒸发
4、时水和固体之间由于而产生 了毛细管力，这种毛细管力是水分由细孔移到固体表 面的推动力。 A 浓度差推动力 B 表面张力 C 摩擦力 D 重力,C,B,课本思考题 1、当湿空气的总压变化时，湿空气H-I图上的各线将如何变化？在t、H相同的条件下，提高压强对干燥操作是否有利？为什么？,解：我们以总压增大为例讨论各线的变化 （1）等t线 总压的变化对空气的温度没有影响，等t线不变 （2）等H 线,总压增大时，空气和水的摩尔数都不变，等H线不变 （3）等I线 I=（1.01+1.88H）t+2490H t、H都不变，I不变 等I线不变,H,I,P,p-H,-H,=1.0,=1.0,P,（4）等 线,由
5、,导出：,p-H线向上平移,于是，P增大等 线上移。,即：,（5）蒸汽分压线,讨论： 总压增大时，露点温度和绝热饱和温度怎样变化？,A,tas,td,2、测湿球温度和绝热饱和温度时，若水的初始温度不同， 对测定的结果是否有影响？为什么？,解：测湿球温度 空气向水传热速率=水汽化传热速率,绝热饱和温度与水的初始温度无关,测绝热饱和温度 湿空气放出显热=水汽化所需潜热,湿球温度与水的初始温度无关,3、对一定的蒸发量及空气离开干燥器时的湿度，问应按夏季还是冬季的大气条件来选择干燥系统的风机？,解：风机体积流率：,夏季比较t、 H0大，而W、 H2相同 所以夏季L和vH 都大，风机体积流率大，整个系统
6、阻力损失增大，风机全风压较大 按夏季选干燥系统的风机,4、如何区分结合水分和非结合水分？,总水分,X,B,非结合水,结合水,结合水分只与物料本身的特点有关，与空气状态无关,二者区分是以湿物料与饱和空气接触时，物料的 平衡水分为界线的,5、当空气的t、H一定时，某物料的平衡湿含量为 ，若空气的H下降，该物料的 如何变化？,解：空气的H下降,空气中水气的分压减小,因此 减小,湿空气的载湿能力增强,物料的平衡湿含量减小,例1：某物料恒速干燥速率为1.9kg/m2h，现欲将每小时50kg，含水量为10（湿基）的物料干燥至3 （湿基）。已知干燥面积为3m2，临界含水量为10 （干基），平衡含水量为1 （
7、干基）。求所需干燥时间。（小时）,提示： （1）含水量均换算为干基。 （2）含水量均用自由含水量表示。,答案：1.121h,X1= 0.111 X2= 0.031 GC= G1(1-w1)= 45kg/h =1+2=1.121h,例2：采用气流干燥器对某种物料进行干燥。每小时将200kg湿物料由最初湿含量10干燥到湿含量1（以上均为湿基）。空气经预热后的温度为100，相对湿度为5，进入干燥器。空气离开干燥器的温度为65，相对湿度为25。 求：（1）蒸发水分量kg/h； (2) 需干空气量kg/h； （3）干燥器截面为圆筒形，要求空气进干燥器的线速度 为0.5m/s, 求干燥器的直径。,解：（1
8、）,（2）,查图H1=0.032,查图H2=0.042,(3),例3：采用常压操作的干燥装置干燥某种湿物料，已知操作条件如下： 空气的状况：进预热器前t0=20， H0=0.01kg/kg干气； 进干燥器前t1=120； 出干燥器时t2=70， H2=0.05kg/kg干气。 物料的状况：进干燥器前1=30，w1=20%(湿基)； 出干燥器时2=50， w2=5%(湿基)； 绝干物料比热为1.5kJ/kg，干燥器的生产能力为53.5kg/h(按干燥产品计)。求： （1）干空气流量（kg/h）; （2）预热器的传热量（kJ/h）； （3）干燥器中补充的热量（kJ/h）。 干燥装置热损失可以忽略不
9、计。,解：,(1),(2),(3),例4. 总压100kPa，空气的温度为20 ，湿度为 0.01kg/kg绝干气。试求： 空气的相对湿度； 总压P与湿度H不变，将空气温度提高至50时的相对 湿度2； 温度t与湿度H不变，将空气总压提高至120kPa时的相 对湿度3； 若总压提高到300kPa，温度仍维持20不变，每100m3 原湿空气冷凝出来的水分量。,【解】, 相对湿度1：,t20时，ps2.334kPa。,相对湿度2： t50，ps14.99kPa,相对湿度3: 因总压提高到120kPa，空气湿度H0.01kg/kg绝干气不变，,当P100kPa时，p水汽1.582kPa。现t不变，P3
10、00kPa，因p水汽P，则理论上p水汽1.58234.746kPa， 但20的PS2.334kPa，故在压缩过程中必有水分析出。 空气中的水蒸气分压将保持为PS2.334kPa，则加压后的空气湿度为饱和湿度。,加压后每kg绝干气冷凝出来的水分量为：, 冷凝的水分量W,100m3原湿空气冷凝出来的水分量为:,原湿空气比体积为：,例5 某干燥器的操作压强为79.98kPa，出口气体的温度为60，相对湿度为70，将部分出口气体返回干燥器入口与新鲜空气混合，使进入干燥器气体温度不超过90，相对湿度为12。已知新鲜空气的质量流量为0.5025kg/s，湿度为0.005kg水/kg干空气，试求 （1）新鲜
11、空气的预热温度及空气的循环量； （2）预热器需提供的热量为多少？若将流程改为先混合后预热，所需热量是否变化？,已知： V0=0.5025kg/s， H0= 0.005kg水/kg干空气，P=79.98kPa, t2 =60,2=70%, tm =60, m=12%,V0=V(1H0),解： 求t1 ，VR,水在t2 = 60时的ps=19.91kPa,以混合点为控制体，对水分作物料衡算:,水在tm = 90时的ps=70.09kPa,以混合点为控制体作热量衡算，,求得空气的预热温度为：,t1=133.3,由：,预热器提供热量,对红框作热量衡算：,VI0+VRI2+Q=(V+VR)I1,整理得：
12、,Q=(V+VR)I1-VI0-VRI2,若将流程改为先混合后预热，所需热量是否变化？,此处I1为原来的 Im,讨论：,先混合后预热与先预热后混合所需热量相同。 但先预热后混合t1高，既需要能位较高的热源。 一般说来，先混合后预热更为经济合理。,例6 某湿物料在干燥器内进行干燥，G1=0.5kg/s，w1=5，干燥后w2=1，空气t0=20，H0=0.005kg水kg干气体。t1=150进入干燥器，并假设物料所有水分皆在表面气化阶段除去，干燥器本身保温良好，试求： 1）t2=70，预热器提供的热量及热效率？ 2）t2= 42，预热器提供的热量及热效率有何变化？ 3）若气体离开干燥器以后，因在管
13、道及旋风分离器中散热温度下降了10，分别判断以上两种情况是否会发生物料返潮的现象？,W=Gc(X1 X2),分析,解(1),W=Gc(X1 X2)=0.0202kg/s,(2),物料不会返潮,物料将返潮,t=60,t=32,（3）,td=400C,ttd,例7、湿物料的处理量3.89kg/s，温度为20，含水量为10（湿基），在常压下进行干燥，干燥后产品含水量不超过1（湿基），物料的出口温度为70。干物料的比热容为1.4kJ/(kgK),空气的初始温度为20，相对湿度为50，若将空气预热至130进入干燥器，规定气体出口温度不低于80，干燥过程热损失约为预热器供热量的10，试求： （1）该干燥过
14、程所需的空气量、热量及干燥器的热效率； （2）若加强保温措施，使热损失可以忽略不计，所需的空气量、热量及干燥器的热效率有何变化？,解（1）,W=Gc(X1 X2)=0.35315kg/s,（1）,（2）,（2）,例8：湿物料中最初含水量0.33kg水kg干料。在定态空气条件下干燥，经过8小时烘干到含水量0.09 kg水kg干料。物料临界含水量为0.17 kg水kg干料。平衡含水量为0.02 kg水kg干料。降速阶段的干燥速率与自由水分成正比。 （1）在相同条件下，从最初含水量0.33kg水kg干 料烘干至含水量0.03kg水kg干料所需时间。 （2）该物料在上述条件下，是否可以烘至绝对干物 料，为什么？,X1=0.33-0.02=0.31kg水kg干料,X2=0.07kg水kg干料,X2=0.01kg水kg干料,Xc=0.15kg水kg干料,不能绝干,解：,