20)某常压连续干燥流程及参量如附图所示,绝干物料比热Cs=1.76kJ/(kg·℃),热损QL’=500kJ/kg汽化水,则空气流量L=________kg干气/s. [分析]①干燥器的物料衡算
除水量w?Gc(x1?x2)?L(H2?H1)????????(1)
x1?1.50/(100?1.50)?0.01523,x2?0.30/(100?0.30)?0.301%, Gc?G1(1?w1)?2.50(1?0.015)?2.643kg/s,所以w=0.0301kg/s
②干燥器的热量衡算
QL?w?QL'?0.0301?500?15.05kJ/s
I1'?(1.76?4.187?0.1523)?20?36.48kJ/kg绝干物 I2'?(1.76?4.187?0.00301)?33?58.50kJ/kg绝干物
所以Gc(I2'?I1')?2.463(58.50?36.48)?54.24kJ/s 以下计算有两种方法: A) 对于干燥器作焓衡算
QD?L(I2?I1)?Gc(I2'?I1')?QL????????(2)
即L(I2?I1)?QD?Gc(I2'?I1')?QL
令??QD?Gc(I2'?I1')?QL,并代入(1)式,得
I2?I1??????????(3)
H2?H1w可见,(3)式是对干燥器作物料衡算,所得的综合式,由于I取决于t及H,当H2未知,使用(3)式还不太方便,因此把I“拆”成f(t)与(两部分,设CH,1≈CH,2,可整理,得?H)下式
t2?t1?1(式中CH,1也可换为CH,2) ?(?r0)H2?H1wCH,1对本题,??0?54.24?15.05??69.29kJ/s,则
60-92-69.291?(-2500)所以H2?0.02293
H2-0.0160.03011.01+1.88?0.016所以L?w/(H2?H1)0.0301/(0.02293?0.016)?4.343kg/s B) 剖析法
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此法与前述方法不同之处在于,不是等到焓I出现后再“拆”I,而是作干燥器热量衡算时,就把湿物料“拆”成两流股,也把废气“拆”成两流股,如附图所示,于是
QD?L(1.01?1.88H1)(t2?t1)?w(2500?1.88t2?4.187?1)?Gc?cm,2(?2??1)?QL
代入本题数据
0?L(1.01?1.88?0.016)(60?92)?0.0301(2500?1.8860?4.187?20)
?2.643?(1.76?4.187?0.00301(33?20)?15.05所以L=4.445kg/s
两种算法得的L值有2.3%的误差,焓衡算作了CH,1≈CH,2的假设,且计算步骤较多,误差累积较大,而剖析法没作近似假设,算法简洁,故剖析法较准确,干燥设计中多采用剖析法。 干物料 ω2=0.30%(湿基) θ2=33℃ QD=0 T1=92℃ L H0=0.016 T2=60℃ 预热器 干燥器 湿物料 G1=2.50Kg/s, ω1=1.50%(湿基) θ1=20℃ 21)干燥器的热效率指__________________。(答:湿度为H0的湿空气在干燥器中放出的热量与其在预热器中得到的热量之比)
22) 干燥效率指_____________________。(答:湿度为H0的湿空气在干燥器中放出的热量中,用于水分蒸发的热量所占的分数) [分析]21)22)题中均用到剖析法的概念
23)干燥器中实现理想干燥过程须满足的条件是_______________________。(答:
QD?0,I2'?I1',QL?0)
24) 理想干燥器由于△=0,因而湿空气在干燥器内经历了等_______过程。(答:焓) 25)恒定干燥条件是指湿空气________、_________、__________及__________不变。(答:温度、湿度、流速,与物料接触方式)
26)恒速干燥阶段,湿物料表面的水分情况是_____________,其表面水分温度是湿空气的__________,此阶段的干燥速率属________部条件控制,干燥速率与物料种类_____关。(答:充分湿润,tw,外,无) 27)降速干燥阶段,湿物料表面的水分情况是__________,其表面湿度___________,此阶段干燥速率受__________控制,干燥速率与________有关。(答:局部或全部水分消失,高于湿空气的tw,物料内部分水分扩散速率,物料结构及水分含量)
28)在常压、25℃下,以湿空气干燥某湿物料,当φ=100%时,X=0.02kg水/kg绝干物料(以
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下x均为此单位,略去单位),φ=40%时,X=0.007。现知,该物料X=0.23,与φ=40%湿空气接触,则其自由含水量为__________,结合水量为__________,非结合水量为_________。(答:0.223,0.02,0.21)
29) 物料的平衡水分一定是_____________(A非结合水,B自由水分,C结合水分,D临界水分) (答:C)
30)当湿空气的温度升高或流速增大或湿度减小或湿物料堆积层增厚,物料的临界含水量x0_________。(答:增大)
31)在恒定干燥条件下干燥某湿物料,已知干燥开始时,X1=0.40,临界含水量X0=0.175,恒速干燥时间τ1=2.5h,已知X=0,降速干燥阶段干燥速率u正比于X,欲干燥至X2=0.040为止,则降速干燥时间τ2=____h. (答:2.87) [分析]恒速干燥阶段:?1?*
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Gc(X1?X0)(u0—恒速干燥速率)
A?u0*GcX0?X**降速干燥阶段:u?Kx(X1?X),?2?ln,又u?K(X?X) 0x0*A?KxX2?X?1??2X1?X0?10.401?0.175,代入本题数据,得??0.871 *0.175X?X?20.175ln(X0?X*)ln00.040X2?X*所以?2=2.87h
32)气流干燥器只适用于对________状湿物料的干燥,去除的水分主要是湿物料的________
水分,因湿物料在干燥器中停留时间短,出干燥器时物料温度不高,故适用于对________性物料的干燥。(答:颗粒,表面附着,热敏)
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