第5章 干燥的习题解答1．已知湿空气的总压强为50Pa,温度为60℃,相对湿度为40%,试求: (1)湿空气中水汽的分压; (2)湿度;(3)湿空气的密度。

解：（1）湿空气的水汽分压，V S p P ϕ=由附录查得60C 时水的饱和蒸汽压19.92S p KPa = 0.419.927.97V p KPa =⨯= (2) 湿度0.6220.6227.970.118/507.97VVP H kg kg p P ⨯===--绝干气（1） 密度553273 1.0131027360 1.01310(0.772 1.244)(0.772 1.2440.118)2732735010H t v H P +⨯+⨯=+⨯⨯=+⨯⨯⨯⨯32.27m =湿空气/kg 绝干气 密度 3110.1180.493/2.27H H H kg m v ρ++==湿空气 2．在总压101.33KPa 下,已知湿空气的某些参数,利用湿空气的H-I 图查出本题附表中空格内的数值,并给出序号4中各数值的求解过程示意图。

习题2附表解：上表中括号内的数据为已知，其余值由图H I -查得。

分题4的求解示意图如附图所示，其中A 为状态点。

3.干球温度为20℃、湿度为0.009kg 水/kg 绝干气的温空气通过预热器加热到50℃后,再送至常压干燥器中,离开干燥器时空气的相对温度为80%,若空气在干燥器中经历等焓干燥过程,试求:(1)1m 3原温空气在预热过程中始的变化; (2)1m 3原温空气在干燥器中获得的水分量。

解：（1）31m 原湿空气在预热器中焓的变化当0020,0.009/t C H kg kg ==绝干气时，由H I -图查出043/I KJ kg =绝干气。

当01050,0.009/t C H H kg kg ==＝绝干气时，由H I -图查出174/I KJ kg =绝干气1kg 绝干空气在预热器中焓的变化为：744331I ∆=-=/KJ kg 绝干气 原湿空气的比容为5273 1.0131027320(0.772 1.244)(0.772 1.2440.009)273273H t v H P +⨯+=+⨯⨯=+⨯⨯30.84m =湿空气/kg 绝干气31m 原湿空气的焓变为 33136.9/0.84H I KJ m v ∆==湿空气 （2）31m 原湿空气在干燥器中获得的水分当01050,0.009/t C H H kg kg ===绝干气时，在H I -图上确定空气的状态点，由该点沿等焓线向右下方移动与80%ϕ=的线相交，交点即为离开干燥器时空气的状态点。

由该点读出空气离开干燥器时的湿度20.018H =/kg kg 绝干气 故31m 原湿空气在干燥器中获得的水分3210.0180.0090.0107/0.84H H H kg m v --==原湿空气 4．.将t 0=25℃、0ϕ=40%的常压新鲜空气,与由干燥器排出的t 2=50℃、2ϕ=80%的常压废气混合,两者中绝干气的质量比为1：3。

试求:(1)混合气体的温度和焓;(2)现需将此混合温空气的相对湿度降至10%后用于干燥湿物料,应将空气的温度升至多少度。

解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得0234m H H H += （1）0234m I I I += （2）由附录查得025t C =时，水的饱和蒸汽压,3168.4o S p Pa =050t C =时，水的饱和蒸汽压2,12340S p Pa = 当025t C =，050%ϕ=时，空气的湿度和焓分别为00,000,0.6220.6220.53168.40.009881013000.53168.4S SP H P P ϕϕ⨯⨯===--⨯/kg kg 绝干气0000(1.01 1.88)2490I H t H =+⨯+(1.01 1.880.00988)2524900.00988=+⨯⨯+⨯ 50.3=/KJ kg 绝干气当250t C =，280%ϕ=时，空气的湿度和焓分别为22,222,0.6220.622123400.50.0.067101300123400.5S SP H P P ϕϕ⨯⨯===--⨯/kg kg 绝干气2222(1.01 1.88)2490I H t H =+⨯+(1.01 1.880.0672)5024900.0672=+⨯⨯+⨯224.1=/KJ kg 绝干气将以上数据代入式子（1）、（2），即 0.0098830.06724m H +⨯= 50.33224.14m I +⨯=分别解得 0.0529m H =/kg kg 绝干气 180.7m I = /kg kg 绝干气由(1.01 1.88)2490m m m m I H t H =+⨯+并代如m H 及m I 的值解得44.15m t C = (2)加热到相对湿度为10％时，空气湿度不变10.0529H =/kg kg 绝干气水汽分压不变，则110.6220.0529101.3P P =-，解得 17.94p KPa =由 17.970.01SP ϕ==, 解得 79.7S P KPa = 查水的饱和蒸汽压表，得对应的温度为093.1t C =1111(1.01 1.88)2490I H t H =+⨯+(1.01 1.880.0529)93.124900.0529=+⨯⨯+⨯235.01=/KJ kg 绝干气5．采用如图所示的废气循环系统干燥湿物料,已知数据标于本题附图中。

假设系统热损失可忽略,干燥操作为等始干燥过程。

试求:(1)新鲜空气的耗量;(2)进入干燥器的湿空气的温度及焓;(3)预热器的加热量。

解：（1）新鲜空气消耗量111200.25/110020w X kg kg w ===--绝干物料22250.05263/11005w X kg kg w ===--绝干物料 11(1)1000(10.2)800G G w kg =-=⨯-=绝干物料/h蒸发水量 12()800(0.250.05263)157.9W G X X kg =-=⨯-=水/h 绝干空气用量 20()L H H W -= 20157.92760.5/0.06720.01W L kg h H H ===--绝干气新鲜空气用量 0(1)2760.5 1.012788L H kg h +=⨯=新鲜空气/ （1） 由于干燥过程为等焓过程，故进出干燥器的空气的焓相等12I I =2(1.01 1.880.0672)5024900.0672I =+⨯⨯+⨯ 224.1=/KJ kg 绝干气即：1(1.01 1.88)2490224.1m m H t H +⨯+=将0.0529m H =/kg kg 绝干气代入上式，解出 183.26t C = （m H 的值在第4题中已解出）所以，进入干燥器的湿蒸汽的温度为83.26C ，焓为224.1/KJ Kg 绝干气 （2） 预热器的加热量 1()P m m Q L I I =-其中 442760.611042m L L kg ==⨯=绝干气/h所以 511042(224.1180.7) 4.7910/133.1P Q KJ h KW =⨯-=⨯=6. 干球温度t 0=26℃、湿球温度t w0=23℃的新鲜空气,预热到t l =95℃后送至连续逆流干燥器内,离开干燥器时温度t 2=85℃。

湿物料初始状态为:温度1θ=25℃、含水量1w =15%;终了时状态为:温度2θ=25℃、含水量2w =0.2%。

每小时有9200kg 温物料加入干燥器内。

绝干物料的比热容c s =1.84KJ/(kg 绝干料·℃)。

干燥器内无输送装置,热损失为580KJ/kg 汽化的水分。

试求:(1)单位时间内获得的产品质量;(2)写出干燥过程的操作线方程,在H-I 图上画出操作线; (3)单位时间内消耗的新鲜空气质量; (4)干燥器的热效率。

解：操作流程示意图见本题附图1（1）单位时间内获得的产品质量 111 1.50.01523/1100 1.5w X kg kg w ===--绝干物料 2220.20.002/11000.2w X kg kg w ===--绝干物料 绝干物料流量11(1)9000(10.15)9062G G w kg =-=⨯-=绝干物料/h 12()9062(0.15230.02)119.9W G X X kg =-=⨯-=水/h 干燥产品流量22(1)9062(10.02)9080G G X kg =+=⨯+=干燥产品/h （2）干燥过程的操作线由250,t C =23wo t C =查出066/I KJ kg =绝干气，求出00.0157/H kg kg =绝干气 由195,t C =100.0157/H H kg kg ==绝干气,求出1138.6/I KJ kg =绝干气 热损失速度 580119.969542/L Q KJ h =⨯= 由焓的定义可计算出干燥器的焓分别为'1111 1.84250.01523 4.1872547.6/S W I C X C KJ kg θθ=+=⨯+⨯⨯=绝干物料同理'2222 1.8434.50.02 4.18734.563.8/S W I C X C KJ kg θθ=+=⨯+⨯⨯=绝干物料 对干燥器作水分衡算，得21()L H H W -=或 2(0.0157)119.9L H -= （1） 再对干燥器做物料衡算，得''2121()()L L I I G I I Q -=-+ 或 2(138.2)9602(63.847.6)69542L I -=⨯-+ (2)联立（1）、（2）解得 4225.55100.0928H I -+⨯= (3)上式为本题干燥操作的操作线方程。

经过本题附图2的点B ，故任意设一H 值，如0.02H =，由式（3）求得131.5/I kJ kg =绝干气。

据此在附图2上标出点D ，过点D 及点B 的直线即为干燥过程的操作线。

该线与265t C =的线交于点C ,点C 为空气离开干燥器的状态点，由点C 读出20.023/H kg kg =绝干气，2126/I kJ kg =绝干气（3）单位时间内消耗新鲜空气的质量 由式（1）得 2119.9119.9171280.01570.0230.0157L kg H ===--绝干气/h新鲜空气消耗量 00(1)17100(10.0157)17403/L L H kg h =+=⨯+=新鲜空气 （3） 干燥器的热效率 21(2490 1.88 4.187)w t Qθη+-=其中 610()17128(138.666) 1.24310/P Q Q L I I kJ h ==-=⨯-=⨯ 6119.9(2490 1.8865 4.18725)24.18%1.24310η⨯+⨯-⨯==⨯ 7．在一常压逆流转筒干燥器中,干燥某种晶状物料。