6、( ) 物料的临界含水量是划分等速干燥和降速干燥阶段的分界点。
答案: √
7、( )恒速干燥阶段,所除去的水分为非结合水与结合水分。
答案: ×
8、( ) 对于饱和湿空气,其露点、湿球温度、干球温度为同一数值。
答案: √
9、( ) 湿物料分散的越细。其临界含水量越高。
答案: ×
10、( )等速干燥阶段的干燥速率越大,临界含水量越高,降速阶段会较早开始。
答案: ×
11、( )工程上采用中间加热干燥流程,好处可以提高热效率。
答案: √
12、( )平衡水分是在一定空气状态下,物料可能被干燥的最大限度,( )若在
同一温度下湿空气的相对湿度减少,其物料的平衡水分也随之减少。
答案: √;√
13、( )干燥操作中,湿空气经预热器预热后,湿度增大。
答案: ×
14、( )在干燥过程中首先除去的是结合水。
答案: ×
15、( )在湿空气的I~H图中,湿空气的绝热冷却线即为等焓线。
答案: √
16、( ) 固体物料的水分蒸发量可用W=G?.(w?-w?)式来计算。
答案: ×
17、( ) 湿基是指水在湿物料中的质量分数。
答案: √
18、( )等焓干燥过程又称绝热干燥过程,( )也称为理想干燥过程。
答案:√;√
19、( )对于空气一水蒸汽系统,当空气的流速较高时,空气的湿球温度近似等于
其绝热饱和温度。
答案: √
20、( )实际干燥过程是指干燥器有热损失的干燥过程。
答案: √
21、( )湿球温度计中的湿纱布的水温恒定时,此温度即为湿空气的湿球温度。
答案: √
四、简答题
1、有人说:“自由水分即为物料的非结合水分”。这句话对吗?(扼要说明原因)
答案:
不全对。因为物料的自由水分包括非结合水分和能除去的结合水分。
2、 固体物料与一定状态的湿空气进行接触干燥时,可否获得绝干物料?为什么?
答案:
不行。因物料即使干燥至极限时还含有水分,此水分即为平衡水分。在一定干燥条件下此
水分是不能除去的。
3、为什么湿空气不能直接进入干燥器,而要经预热器预热?
答案:
一是使湿空气的相对湿度下降,目的增大其吸取水汽的能力;二是提高其温度(即增大焓
值 ),使其传给物料的热增多,以供给汽化水分所需的热量。
4、物料中的非结合水分是指哪些水分?在干燥过程中能否全部除去?
答案:
物料中的非结合水分指机械地附着于固体表面的水分和颗粒堆积层中的大空隙中的水分。
这部分水分在干燥过程能能够全部除去。
5、通常物料除湿的方法有哪些? 答案:
(1)机械去湿:当物料带水较多时,可用机械方法除去大量的水分;(2)吸附去湿:用某种平衡水汽分压很低的干燥剂与湿物料并存,使物料中水分相继经气相而转入干燥剂内。(3)供热干燥:向物料供热以汽化其中的水分。
6、干燥速率对产品物料的性质会有什么影响?
答案:
在恒速阶段,物料表面温度维持在湿球温度。因此,即使在高温下易于变质、破坏得物料仍可在恒速阶段采用较高的气流速度,以提高干燥速率和热的利用率,在降速阶段,由于物料温度逐渐升高,物料性质因脱水产生各种物理化学变化,例如在表面形成坚硬的外壳,是干燥无法继续进行或者干裂,起皱等不良现象,常常对降速阶段的干燥条件严格加以控制。
7、 试简要说明湿物料热空气流中的干燥过程?
答案:
干燥开始时,因物料表面被水分充分润湿,表面形成对应的饱和水气分压>热空气主
体的水汽分压,而表面温度<热空气温度,故物料表面的水汽即通过气膜向热空气主体扩散,而需要的热量则由空气主体以对流方式通过气膜传至物料表面,并导热方式传至内部。由于表面水汽扩散,使物料表面与内部形成湿度差,这样物料内部的水分就会向表面扩散供给其汽化。随着干燥的不断进行,物料中的水分就会不断的减少而达到产品的含水量。
8、 对流干燥过程的特点使什么?
答案:
对流干燥过程中,物料表面低于气流温度,气体传热给固体;气流中的水汽分压低于固
体表面水的分压,水被汽化进入气相,湿物料内部的水分以液态水的形式扩散至表面。因此对流干燥是一热、质反向传递过程。
9、干燥器出口空气的湿度增大(或温度降低)对干燥操作和产品质量有何影响?并说
明理由。
答案:
若,湿度H2增大会使露点温度升高,对吸湿性物料,在气流出干燥器进收集装置时,由
于温度↓,有可能达到露点温度,会使收集的物料反潮。同时,若H2↑,则干燥的推动力?H 会减小,延长了干燥时间,造成产量↓或设备尺寸↑。
10、应从哪些方面着手提高干燥器的热效率,?
答案:
可采取废气循环加热冷空气和冷物料,充分利用干燥器排出的的热量,也可对湿物料进行
预干燥等;另外减小干燥系统的散热损失等。
11、对空气~水系统,湿球温度为什么可近似当作绝热饱和温度?对空气~苯系统,这
两个温度是否也近似相等?
答案:
(1)湿球温度:tw?t? 绝热饱和:tas?t?KH?w?(Hw?H)
?ascH由试验结果证明:对空气~水系统,在气速为3.8~(Has?H),
10.2m/s的范围内,?KH?0.96?1.005,而cH?1.01?1.88H,在湿度不大的情况下H<0.01,cH?1.01?1.03,故cH??KH。由此可知,对于空气和水系统,湿球温度可近似当作绝热饱和温度。但对于空气和苯系统,?KH?1.5?2,与cH相差较大,此时湿球温度高于绝热饱和温度。
12、已知:干球温度T,及湿球温度tw、总压P?101.3kPa,在湿度图或焓~湿图上表示空气的状态点(A),并标出其相应的状态参数HA,?A,tdA。 (露点)??,I(焓)A
13、回答下列问题:(1) 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等,什么
情况下不等? (2) 湿空气在进入干燥器前,往往进行预热,这样做有什么好处?
答案:
(1)对于饱和空气t?tw?td;对于不饱和空气 t>tw>td
(2)先预热,其t升高,H不变,而?降低,提高湿空气吸收水份的能力;另外t升高,H不
变,则tw↑,可加快水份蒸发速率,提高干燥速率。
14、在湿度图或焓湿图上示意标出新鲜空气经预热再等焓干燥的过程线。若废气与新鲜
气按1:2混合使用,示意标出新的预热线和干燥线。
15、 如何测定空气的湿球温度?
答案:
湿球温度是指在迅速流动的不饱和空气流中,在绝热热情况下,水或湿纱布(湿物料)达到
稳定状态的温度。在湿球温度时,气相向液相的传热速率与液相向气相传质时带走的潜热速率达到平衡,此时液相(水)的温度不再变化。温度计的感温泡用湿沙布包裹,并始终保持表面 湿 润,这样温度计测得温度为湿球温度。
16、说明什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度有什么不同,二者又何关系?
答案:
绝热饱和温度:空气和水系统在绝热条件下,在绝热增湿塔中,(空气降温增湿)空气达饱
和时的温度。湿球温度:当温包包有润湿沙布空气传给湿布的热量恰好等于水份气化的热量,此时温包中水分的温度为湿球温度。
对于空气-水系统,两者数值恰好相等。对空气-有机液(乙醇、苯等)系统,湿球温度高
于绝热饱和温度。
17、 评价干燥器技术性能的主要指标有哪些?
答案:
(1)对被干燥物料要有适应性;(2)设备的生产能力要高;(3)能耗的经济性。
18、理想干燥器有哪些假定条件?
答案:
(1)干燥过程中物料汽化的水分均在表面汽化阶段除去;(2)设备的热损失及物料温度的变化可忽略;(3)干燥器无外加能量;(4)干燥过程为等焓过程。
19、何谓平衡含水量?自由含水量? 答案:
平衡含水量指物料在指定空气条件下的被干燥极限含水量。
自由含水量指所有能被指定状态的空气带走的水分,是干燥过程的推动力。
20、结合水与非结合水,平衡水分与自由水分有何区别? 答案:
结合水与非结合水、平衡水分与自由水分是两种不同的区分;水之结合与否是固体物料的性质,与空气状态无关,而平衡水分与自由水分的区分则与空气的状态有关。
五、计算题:
1、已知湿空气的总压为101.3kPa、干球温度为20℃、相对湿度50%。求其它使空气的状态参数。包括湿度、湿球温度、绝热饱和温度、露点温度、湿比热和焓值。
答案:
解:当t?20℃时的饱和蒸汽压为PS?2.335kPa
H?0.622?pS0.5?2.335?0.622??0.0072kg/kg
p??ps101.3?0.5?2.335cH?1.01?1.88H?1.01?1.88?0.0072?1.024kJ/kg℃ I?cHt?2492H?1.024?20?2492?0.0072?38.42kJ/kg
对空气~水系统其湿球温度与绝热饱和温度数值上相等,以绝热饱和温度的计算为例,其计算公式为:tas?t??ascH(Has?H)
设tas?14℃查得饱和蒸汽压表得:?as?2448kJ/kg,ps?1.614kPa Has?0.622pS1.614?0.622??0.01kg/kg p?ps101.3?1.6142448?(0.01?0.0072)?13.3℃
1.01?1.88?0.0072 tas?t??ascH(Has?H)?20?再设tas?13.5℃查得饱和蒸汽压表得:?as?2461.04kJ/kg,ps?1.566kPa Has?0.622pS1.566?0.622??0.00977kg/kg p?ps101.3?1.5662461.04?(0.00977?0.0072)?13.8℃
1.01?1.88?0.0072 tas?t??ascH(Has?H)?20?2、总压为1atm、温度为40℃的湿空气,含水量为20?10?3kg/m3湿空气,求:(1)湿空气的相对湿度;(2)将湿空气的相对湿度降至10%,应将湿空气温度上升至多少度?
答案: 解:(1)对湿空气性质计算及物料衡算均以绝干空气为基准。 1m湿空气中含有水汽的体积为:
320?10?3?w?20?10?3?(1.244?273?40)?2.853?10?2m3 2731m3湿空气中含有干空气的体积为:1?2.853?10?2?0.9715m3
273?40??0.9715m3干空气的质量为:0.9715??0.773???1.0962kg
273??由以上数据可求得湿度:H?20?10?3?1.0962?0.018kg/kg。由t?40℃时的饱和蒸汽压表