化工原理(干燥部分)习题与解题指导(2)

2019-03-10 19:28

(2)例5-2中湿空气的水汽分压、露点td、绝热饱和温度tas和湿球温度tw。

解:(1)如本例附图(a)所示,t=30℃的等t线和H=0.0256kg/kg绝干气的等H线的交点A即为30℃湿空气的状态点。由过点A的等线可确定30℃湿空气的相对湿度为=94%;由过点A的等I线可确定30℃湿空气的焓为I=95 kJ/kg 绝干气。

将30℃的湿空气加热到50℃,空气的湿度并没有变化,故t=50℃的等t线和H=0.0256kg/kg绝干气的等H线的交点B即为50℃时湿空气的状态点。由过点B的等线及等I线可确定50℃时湿空气的相对湿度为32%、焓为117 kJ/kg绝干气。

(2)如本例附图(b)所示,首先根据t=30℃、H=0.0256 kg/kg绝干气确定湿空气状态点A。

由A点的等H线与

线的交点B所在的蒸汽分压线,可确定水汽分压为p=3800Pa。

露点是等湿冷却至饱和时的温度,故由A点的等H线与 =100%线的交于点C所在的等t线,可确定湿空气的露点td为28.5℃。

绝热饱和温度是等焓冷却至饱和时的温度,故由过点A的等I线与=100%线的交于点D所在的等t线,可确定绝热饱和温度tas为29℃。

查图结果与计算结果比较可知,读图时有一定的误差,但避免了计算时试差的麻烦。

【例5-4】已知物料干燥过燥时间的计算公式为:

G(X1?Xc)AUC

0.05GXC?X*?2?lnKAX2?X*x降速阶段

2U(kg/m .h)程干

1.0恒速阶段

?1?0.2X(kg/kg)

总干燥时间???1??2

试解释上述公式中各参数的含义,并根据所给干燥速率曲线,找出对应参数,计算干燥时间。

已知湿物料处理量100kg,含水量由20%处理至5%(均为湿基),干燥器的干燥面积为4m2。

X1,X0解:A为干燥面积,G为干基物料质量,U0为临界干燥速率,

*X,X2为物料起始及临界含水量,为最终含水量及平衡含水量。Kx为

比例常数。上述公式适于连续干燥器的干燥时间计算。

依题意, G=100×(1-0.2)=80kg,A = 4m2

X1?W1/(1-W1)=0.2/(1-0.2)=0.25 X2?W2/(1-W2)=0.05/(1-0.05)=1/19

*由图知,X0?0.2 ,X=0.05 ,U0=1 kg/m2.h

Kx=1/(0.2-0.05)=20/3

?1?

G(X1?X0)AU0=80(0.25-0.2)/(4×1)=1 h

?2?X?X*Gln0KxAX2?X*= 80/(20/3×4)×ln((0.2-0.05)/(1/19-0.05))

=3×ln57=12.12h

???1??2=13.12h

练习题

1. 饱和空气在恒压下冷却,温度由t1降至t2,此时其相对湿度____,湿度____,湿球温度____.露点____。

2. 湿球温度是大量空气与少量水长期接触后_____________的温度,对空气--水系统,当______________,_____________时,α/kθ为一常数, 其值约为_____kJ.kg-1K-1,故可写出tw的计算式 tw= __________________。

3. 空气的饱和湿度Hs是湿空气的如下参数的函数:( ) 。 A. 总压及干球温度; B. 总压及湿球温度; C. 总压及露点; D. 湿球温度及焓。 4. 空气温度为td,湿度为Hd,相对湿度为φd的湿空气, 经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1,

相对湿度为φ1,则(

)

A. H1>Hd B. φd>φ1 C. H1<Hd D. φd<φ1 5. 回答下列诸问题

(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:

6. 若维持不饱和空气的湿度H不变,提高空气的干球温度,则空气的湿球温度___,露点___,相对湿度___。(变大,变小,不变,不确定)

7. 已知湿空气总压为101.3kN.m-3,温度为40℃,相对湿度为50% ,已查出40℃时水的饱和蒸气压Ps为7375N.m-3,则此湿空气的湿度H是_________kg水.kg-1绝干气,其焓是____________kJ.kg-1绝干气。

8. 在测量湿球温度时,空气速度需大于5m.s-1,这是为了_________________。

9. 已知在t=50℃、P=1atm时,空气中水蒸汽分压Pw=55.3mmHg,则该空气的湿含量H=________;相对湿度

φ=_______;(50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg)

10. 在1atm下,不饱和湿空气的温度为295K,相对温度为60%,当加热到273K时,该空气下列状态参数将如何变化?(升高,增加, 降低, 不变)湿度___,相对湿度___,湿球温度___,露点___,焓___。

11. 湿空气经预热,相对湿度φ_____,对易龟裂物料,常采用_________方法来控制进干燥器的φ值。

12. 干燥操作中,干燥介质(不饱和湿空气)经预热器后湿度

____,温度____。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时,物料的表面温度等于_____________温度。

13. 已知湿空气的下列哪两个参数,利用t-H图或H-I图,可以查得其他未知参数( )。

A. (tw,t); B. (td,H); C. (p,H); D. (I,tw)。

14. 在测量湿球温度时,应注意空气速度u( )。 A. u < 1m.s-1; B. u < 3m.s-1; C. u > 5m.s-1; D. u 越小越好。

15. 湿空气在温度308K和总压1.52MPa 下,已知其湿度H为0.0023kg水.kg-1绝干空气,则其比容υθ应为(单位均为 m3.kg-1绝干空气)( )。 A. 0.0583; B. 1.673; C. 2.382; D. 0.0224。

16. 干燥器进口的温度计最小分度是 0.1℃,下面是同一温度时的几种记录,哪一种是正确的( )。

A. 75℃; B. 75.0℃; C. 75.014℃; D. 74.98℃。

17. 空气温度为td,湿度为Hd,相对湿度为φd的湿空气, 经一间接蒸汽加热的预热器后,空气的温度为t1,湿度为H1, 相对湿度为φ1,则( ) A. H1>Hd B. φd>φ1 C. H1<Hd D. φd<φ1

18. 对于一定干球温度的空气,当其相对湿度愈低时,其湿球温度:( )。 A. 愈高; B. 愈低; C. 不变;


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