化工原理(干燥部分)习题与解题指导

2019-03-10 19:28

第八章干燥

【例题与解题指导】

【例5-1】某常压空气的温度为30℃、湿度为0.0256kg/kg绝干气,试求:

(1)相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓;

(2)若将上述空气在常压下加热到50℃,再求上述各性质参数。 解:(1)30℃时的性质 相对湿度

由手册查得30℃时水的饱和蒸汽压ps=4.2464kPa。用式5-5求相对湿度,即

将数据带入解得水汽分压

比容

由式5-6求比容,即

=0.8926 m3湿空气/kg绝干气

比热容

由式5-7a求比热容,即

焓用式5-8b求湿空气的焓,即

kJ/kg绝干气

(2)50℃时的性质参数 相对湿度

查出50℃时水蒸汽的饱和蒸汽压为12.340kPa。当空气被加热时,湿度并没有变化,若总压恒定,则水汽的分压也将不变,故

水汽分压 因空气湿度没变,故水汽分压仍为4.004kPa。 比容 因常压下湿空气可视为理想气体,故50℃时的比容为

m3湿空气/kg绝干气

比热容 由式5-7知湿空气的比热容只是湿度的函数,因此,湿空气被加热后,其比热容不变,为1.058kJ/(kg绝干气·℃)。

kJ/kg绝干气

由上计算可看出,湿空气被加热后虽然湿度没有变化,但相对湿度降低了,所以在干燥操作中,总是先将空气加热后再送入干燥器内,目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。

【例5-2】常压下湿空气的温度为30℃、湿度为0.0256kg/kg绝干气,试求该湿空气的露点td、绝热饱和温度tas和湿球温度tw。

解:露点td

将湿空气等湿冷却到饱和状态时的温度为露点,由式5-16可求出露点温度下的饱和蒸汽压

解得

=4.004kPa

查出该饱和蒸汽所对应的温度为28.7 ℃,此温度即为露点。

绝热饱和温度

由式5-14计算绝热饱和温度,即

由于Has是①设

的函数,故用上式计算

时需试差。其计算步骤为

= 29.21℃

温度下的饱和湿度Has,即

②用式5-3求

查出29.21℃时水的饱和蒸汽压为4054Pa,汽化潜热为2425.48kJ/kg,故

kg/kg绝干气

③用式5-7a求cH,即

kJ/(kg.℃)

④用式5-14核算。

故假设

=29.21℃可以接受。

湿球温度tw 用式5-12计算湿球温度,即

与计算tas一样,用试差法计算tw,计算步骤如下: ①假设t w=29.21℃ ②对空气~水系统,③查出29.21℃水的汽化热

为2425.48 kJ/kg。

④前面已算出29.21℃时湿空气的饱和湿度为0.02593 kg/kg绝干气.

⑤用式5-12核算t w,即

与假设的29.21℃很接近,故假设正确。 计算结果证明,对于水蒸汽~空气系统,

=tw

由上计算可看出,只要知道湿空气的两个相互独立的参数,其它参数均可求出,但有时需要试差。

【例5-3】试应用

图确定

(1)例5-1中30℃及50℃时湿空气的相对湿度及焓;


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