X1?w10.037?kgkg绝干料?0.0384kgkg绝干料 1?w11?0.037w20.002?kgkg绝干料?0.002kgkg绝干料 1?w21?0.002 X2?绝干物料流量
G?G2?1?w2??1000?1?0002?kg绝干料h?998kg绝干料h
水分蒸发量
W?G?X1?X2??998?0.0384?0.002?kgh?36.33kgh
查出25 ℃时水的饱和蒸气压为3168.4 Pa，故新鲜空气的湿度为：
H0?0.622?0ps00.622?0.55?3168.4?kgkg绝干气?0.0109kgkg绝干气
101.33??0ps0101.33?0.55?3168.4 对干燥器做水分的衡算，取为1 h基准，得：
L(H2?0.0109)?36.33 （a） 对干燥器做热量衡算得：
' LI1?GI1'?LI2?GI2?QL
其中 I1?(1.01?1.88H1)t1?2490H1
???1.01?1.88?0.0109??95?2490?0.0109?kJkg绝干气?125.0kJkg绝干气
I2?(1.01?1.88H2)?45?2490H2?45.45?2574.6H2 题给 cs?1.5kJ/（kg绝干料·℃）
I1??cs?1?cwX1?1??1.5?24?4.187?0.0384?24?kJkg绝干料?39.86kJkg绝干料???1.5?60?4.187?0.002?60?kJkg绝干料?90.5kJkg绝干料I2题给 ?a?35kJ/(m2〃h〃℃) ∴ QL??aSΔt??a(πDL)(t1?t2?t0) 2
?90?45??35?π?1.3?7???25?kJh?42503.8kJh
?2? 将以上诸值代入热量衡算式，得：
125.04L?998?39.86?(45.45?2574.6H2)L?998?90.5?42503.8
46
整理得 79.59L?2574.6H2L?93042.5 （b） 联立式（a）和式（b），解得 H2?0.02093kg/kg绝干气
L?3621kg绝干气/h
（2）预热器中加热蒸气消耗量
加热蒸气压强为180 kPa，查出相应的汽化热为2214.3 kJ/kg，T=116.6 ℃。预热器中消耗热量的速率为： Qp?L(I1?I0) 其中 ∴
I0???1.01?1.88?0.0109??25?2490?0.0109?kJkg绝干气?52.9kJkg绝干气QP?3621?125.04?52.9?kJh?261205kJh?72.56kW
加热蒸气消耗量=
261205?118kg/h
2214.3 （3）预热器的传热面积
?tm?
?116.6?25???116.6?95??C?48.45?C?116.6?25?ln???116.6?95?
S?QP72560?m2?17.62m2
k?tm85?48.4510．采用常压并流干燥器干燥某种湿物料。将20 ℃干基含水量为0.15的某种湿物料干燥至干基含水量为0.002，物料出干燥器的温度是40℃，湿物料处理量为250 kg/h，绝干物料的比热容为1.2 kJ/（kg绝干料〃℃）。空气的初始温度为15 ℃，湿度为0.007 kg水/kg绝干气，将空气预热至100 ℃进干燥器，在干燥器内，空气以一定的速度吹送物料的同时对物料进行干燥。空气出干燥器的温度为50 ℃。干燥器的热损失3.2 kW。试求（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量（忽略预热器的热损失）；（3）干燥器的热效率；（4）若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10 ℃，试分析物料是否会返潮。
解：（1）新鲜空气消耗量
对非理想干燥器，I1?I2，H2需联解物料衡算和热量衡算方程求出。
G?G1?1?X1??250kgh?217.4kgh
1?0.15W?G?X1?X2??217.4?0.15?0.002?kg水h?32.17kgh
由物料衡算式
W?L(H2?H1)?G(X1?X2)
得
32.1?7LH(2?由热量衡算式
47
0 7 ) （a） 0.0
'QD?L(I2?I1)?G(I2?I1')?QL?0
其中：
I1???1.01?1.88?0.007??100?2490?0.007?kJkg绝干气?119.75kJkg绝干气
I2?(1.01?1.88H2)?50?2490H2?50.5?2584H2
I1???cs?4.187X1??1??1.2?4.187?0.15??20kJkg绝干料?36.56kJkg绝干料 ???cs?4.187X2??2??1.2?4.187?0.002??40kJkg绝干料?48.33kJkg绝干料I2代入上式，得
L(2584H2?69.25)?14078.8?0 （b）
联解（a）式和（b）式，得
H2?0.02393kg/kg绝干气， L?1900kg绝干气h
新鲜空气消耗量为
L0?L?1?H0??1900?1?0.007?kg新鲜气h?1913.3kg新鲜气h（2）单位时间内预热器消耗的热量Ｑp Qp?L(I1?I0)?L(1.01?1.88H0)(t1?t0)
?1900(1.01?1.88?0.007)(100?15)kJ/h?165240kJ/h=45.90 kW （3）干燥器的热效率?
32.17?2490?1.88?50?W(2490?1.88t2)???100%??50.3%
Q165240（4）若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10℃，物料是否会返潮
用H?I图查，t2，H2下，空气的露点为26 ℃，而物料降温10 ℃后为30 ℃，所以物料应该不会返潮。 11．对10 kg某湿物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥，物料平铺在1.0 m?1.0 m的浅盘中，温度t=75 ℃，湿度H=0.018 kg/kg绝干气的常压空气以2 m/s的速度垂直穿过物料层。现将物料的含水量从X1=0.25 kg/kg绝干物料干燥至X2=0.15 kg/kg绝干物料，试求（1）所需干燥时间；（2）若空气的t、H不变而流速加倍，干燥时间如何改变？（3）若物料量加倍，而浅盘面积不变，所需干燥时间又为多少？（假设三种情况下干燥均处于恒速干燥阶段。）
解：（1）恒速段干燥速率 Uc??(t?tw)
?tw 由空气t?75℃，H?0.018kg/kg绝干气，查H?I图得tw?34℃，相应水的汽化热?tw?2416kJ/kg，空气对物料的对流传热系数： ??1.17(L')0.37
48
湿空气的质量速度：
L'?3600u?H
湿空气密度：
1?H ?H??H 湿空气比体积：
?H?(0.772?1.244H) ??0.772?1.244?0.018?t?273101.33 ?273P75?2733 m湿空气kg绝干气?1.013m3湿空气kg绝干气273?H?1?0.018kg湿空气m3湿空气?1.005kg湿空气m3湿空气
1.013L??3600?2?1.005kg湿空气?m2?h??7236kg湿空气?m2?h?
??1.17?7236?0.37W?m2??C??31.35W?m2??C?
31.35?75?34?kg?m2?s??0.532?10?3kg?m2?s? 32416?1011 G??G1 ?10?kg绝干料?8kg绝干料1?X11?0.25UC?G?8?kg绝干料m2??8kg绝干料m2 S1?1 恒速干燥段时间：
G'83 ??(X1?X2)?(0.25?0.15)?1.504?10s?0.418h
SUc0.532?10?3（2）空气气速加倍后
Uc'?2Uc
?'?20.37?
Uc'?20.37Uc?20.37?0.532?10?3?0.688?10?3kg/（m2〃s）
G'?8kg绝干料/m2，不变 S 恒速干燥时间：
G? ????X1?X2??UC??0.418h?0.323h?1164s
??SUCUC20.37G'（3）物料加倍后，加倍
S?''?2??3008s?0.836h
12．在恒定干燥条件下进行间歇干燥实验。已知物料的干燥面积为0.2 m2，绝干物料质量为15 kg，干燥时间无限长时物料可被干燥至15.3 kg。假设在实验范围内，物料的干燥速率与含水量X呈线性关系。实验测得将湿物料从30.0 kg干燥至24.0 kg需要0.2 h。试求在相同干燥条件下，将湿物料由30.0 kg干燥至17 kg需要多少
49
时间。
解：设干燥速率与物料含水量之间的关系为：
U?k(X?c) （a）
因为
U?0时，X?X*
15.3?15据题意 X*??0.02
15代入（a）式，得 c?0.0 2所以 U?k(X?0.02)
U??G'dX?k(X?0.02) Sd?分离变量积分，得
????X1X2G'G'X1?0.02
dX?lnSk(X?0.02)SkX2?0.02将X1?30?15?1，X2?15G'得 3?0.381Sk所以，当X3?24?15?0.6代入 1517?15?0.1333时 15???G?X1?0.021?0.02ln?0.3813lnh?0.8225h SkX3?0.020.1333?0.0213. 某湿物料经过5.0 h恒定条件下的干燥后，含水量由X1＝0.35 kg/kg绝干料降至X2=0.12 kg/kg 绝干料，已知物料的临界含水量Xc＝0.15 kg/kg绝干料、平衡含水量X*＝0.04 kg水分/kg绝干料。假设在降速阶段中干
*燥速率与物料的自由含水量（X?X）成正比。若在相同的干燥条件下，要求将物料含水量由X1＝0.35 kg水
分/kg绝干料降至X2'=0.06 kg水分/kg绝干料，试求所需的干燥时间。 解：恒速干燥阶段干燥时间：
G' ?1?(X1?Xc)
SUc降速干燥阶段干燥速率与物料的自由含水量（X—X*）成正比，因此，
U?kx(X?X*)
临界点处：
Uc?kx(Xc?X*)
降速段干燥时间：
***''X?XX?XX?XGGccc ?2? ln?ln**SUcX2?XSkxX2?X 总干燥时间：
50