加热到100℃，进入干燥器，从干燥器排出时的相对湿度为??60%。若空气在干燥器中为等焓过程，试求空气消耗量及预热器的加热量。操作压力为101.3kPa。
解 湿物料流量L=700kg湿料/h，湿基含水量?1?0.4，则干基含水量为
X1??10.40.4 ??1??11?0.40.6?20.050.05 ??1??21?0.050.95产品湿基含水量?2?0.05，干基含水量为
X2?湿物料中绝干物料的质量流量为
Lc?L?1??1??700?1?0.4??420kg干料/h
物料中的水分蒸发量为
?0.40.05?W?Lc?X1?X2??420????302kg水分/h
?0.60.95?空气温度t0?20℃，相对湿度?1?0.4，从I?H图上查得湿度H1?0.0057kg水/kg干气。 经预热器加热，温度升到t1?100℃，湿度未变，为H1?H0?0.0057kg水/kg干气，焓I1?116kJ/kg干气。
空气从干燥器出来时的相对湿度?2?0.6，从空气进干燥器的状态点1沿
I?116?kJ/kg干气?的等I线，直到?2?0.6时，空气出干燥器的湿度H2?0.029kg水/kg干气。
空气消耗量 G?预热器的加热量为
W302/3600??3.6kg干气／s
H2?H00.029?0.0057Qp?GcH(t1?t0)?3.6??1.01?1.88H0??t1?t0? ?3.6?1.01?1.88?0.0057??100?20??294kW 【7-11】在常压干燥器中将某物料从湿基含水量0.05（质量分数）干燥到湿基含水量0.005（质量分数）。干燥器的生产能力为7200kg干料/h，物料进、出口温度分别为25℃与65℃。热空气进干燥器的温度为120℃，湿度为0.007kg水/kg干气，出干燥器的温度为80℃。空气最初温度为20℃。干物料的比热容为1.8kJ/( kg?℃)。若不计热损失，试求：(1)干空气的消耗量G、空气离开干燥器时的湿度H2；(2)预热器对空气的加热量。
解 已知数据如习题7-11附图所示。 物料的干基湿含量为 X1??10.055?? 1??11?.00595习题7-11附图
121
X?20.2?1???005?5 21?0.005995水分蒸发量为
W?Lc?X1?X2??7200???5?95?5?995???343kg/h ?0.0952kg/s(1)干空气消耗量G与空气离开干燥器时的湿度H2的计算 空气进、出干燥器的焓为
I1??1.01?1.88H1?t1?2492H1??1.01?1.88?0.007?120?2492?0.007
?140kJ/kg干气
I2??1.01?1.88H2?t2?2492H2??1.01?1.88?H2??80?2492?H2 =80.8+2642H
2物料进、出干燥器的焓为
I'??c?5?1s?X1cw??1???1.8?95?4.187??25?50.5kJ/kg干料
I'?5?2??cs?X2cw??2???1.8?995?4.187??65?118.4kJ/kg干料
干燥器的热量衡算
G?I'1?I2??Lc?I2?I'1?
G?140?80.8?2642H2??7200?118.4?50.5? G?59.2?2642H2??788900 干空气消耗量
G?W343H? 2?H1H 2?0.007 由式?a?与式?b?求得
干空气消耗量 G?4.16?104kg干气/h
空气离开干燥器时的湿度 H=0.0152kg水/kg干气 (2)预热器对空气的加热量Qp计算 空气进预热器的焓为
I0??1.01?1.88H0?t0?2492H0??1.01?1.88?0.007??20?2492?0.007 ?37.9kJ/kg干气
G4.16?104QP?3600?I1?I0??3600?140?37.9??1180kW
a）
b）
122
（ （
干燥速率与干燥时间
【7-12】 在恒速干燥阶段，用下列4种状态的空气作为干燥介质，试比较当湿度H一定而温度t升高及温度t一定而湿度H增大时，干燥过程的传热推动力?t?t?tw与水汽化传质推动力?H?Hm-H有何变化，并指出哪种情况下的推动力最大。
(1) t=50℃，H=0.01 kg水/kg干气；(2) t=100℃，H=0.01 kg水/kg干气； (3) t=100℃，H=0.05 kg水/kg干气；(4) t=50℃，H=0.05 kg水/kg干气； 解 (1) t=50℃，H=0.01 (2) t=100℃．H=0. 01 H?0.021H?0.037tw?25t?35，w w w ?H?0.011?H?0.027?t?25?t?65(3) t=100℃，H=0.05 (4) t=50℃，H=0.05 tw?47.5H?0.0725t?42.5H?0.053，w w，w
?t?52.5?H?0.0225?t?7.5?H?0.003(2)与(1)比较，H一定，t增大，则tw增大，Hw增大，?t增大，?H增大。 (3)与(2)比较，t一定，H增大，则tw堵大，Hw增大，但?t减小，?H减小。 (3)与(4)比较，H一定，t增大，则tw增大，Hw增大，?t增大，?H增大。 (4)与(1)比较，t一定，H增大，则tw增大，Hw增大，但?t减小，?H减小。 结果是：t增大，能使?t、?H都增大， H增大，能使?t、?H都减小，
H较小时，使t增大，对?t、?H的增大效果显著。 第(2)种情况的推动力最大。
【7-13】在恒定干燥条件下，将物料从X1=0.33kg水/kg干料，干燥至X=0.09kg水/kg干料，
'共需7h，问继续干燥至X2再需多少时间？已知物料的临界含水量为0. 16 ?0.07kg水/kg干料，
kg水/kg干料，平衡含水量为0.05kg水/kg干料（以上均为干基含水量）。降速阶段的干燥速率与物料的含水量近似呈线性关系。
解 已知Xl?0.33kg水/kg干料，Xc?0.16kg水/kg干料
X2?0. 09kg水/kg干料，X*?0.05kg水/kg干料
?1??2?7h
干燥时间计算式为
Lc?X1?Xc? Auc?1?KX?uc
Xc?X*?2??X?X*?Lc?Xc?X*??Xc?X*?Lc1n?c1n???? AKX?X2?X*?AucX?X*?2?LcAuc??XC?X*??X?X?X?X*1n???1??? CCX?X*???2???123
?1??2?
将已知数据代入，得 7?LC?24.9kg水?h/kg干料 AucLCAuc??0.16?0.05???0.33?0.16??0.16?0.05?1n?0.09?0.05??
????当X2?0.07 (kg水/kg干料)时， ?1??2?24.9?0.33?0.16??0.16?0.05?1n????0.16?0.05????=8.9h
?0.07?0.05??需增加的时间为 8.9-7=1.9h
干燥综合题
【7-14】现将25oC，湿度为0.01kg/kg绝干气的空气在预热器中升温至90oC后进入一干燥面积为48㎡的常压绝热干燥器，将1500kg湿物料从含水量为18％（湿基）降至1.5％（湿基）。已知物料的临界含水量XC＝0.1kg/kg绝干料，平衡含水量X＝0.01kg/kg绝干料，恒定干燥条件下测得恒速阶段干燥速率为2.2kg/(㎡·h)，降速干燥阶段干燥速率与自由含水量呈直线变化。求： （1） 完成上述干燥任务需消耗多少kg新鲜空气？
（2） 若忽略预热器的热损失，蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg，预热器中加热蒸汽的消耗量（kg）. （3） 所需干燥时间为小时？
解
（1） 消耗空气量
＊
LC＝L（－?1）＝1500（1－0.18）?1230kg 11X1??10.18??0.2195 1-?11-0.18?20.015??0.01523 1-?21-0.015X2?W?LC(X1-X2)?1230(0.2195-0.01523)?251.3kg
因为干燥过程为绝热过程，空气进出干燥器为等焓过程，即
(1.01?1.88?0.01)?90?2490?0.01?(1.01?1.88H2)?50?2490H2
解得H2＝0.02593kg/kg绝干气 绝干气消耗量G＝WW251.3＝＝?1.578?104kg绝干气
H2－H1H2－H00.02593－0.01原空气消耗G‘＝G（1＋H0）＝1.587×104(1+0.01)=1.594×104kg新鲜空气 （2） 预热器中蒸汽消耗量
QP＝G（1.01+1.88H0）（t1-t0）=1.578×104(1.01+1.88×0.01)(90-25)=1.055×106kJ 加热蒸汽消耗量为
124
1.055?106D???478.6kg
r2205（3） X2
QpLC?XC-X*?*?＝?1＋?2＝??X1-XC???XC-X?ln?Auc?X2-X*? 1230?0.1-0.01??? ?0.2195-0.1?(0.1-0.01)ln?4.375h?48?2.2?0.01523-0.01??
125