一、填空题:1、干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽(或其它蒸汽)压力__________________。
2、干燥这一单元操作,既属于传热过程,又属______________。
3、相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小,当φ值大时,表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。
表示该空气为___________。
4、干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的,其恒定干燥条件是指:_________________均恒定。
5、在一定温度下,物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的;平衡水分和自由水分是根据__________而定的。
6、在一定空气状态下干燥某物料,能用干燥方法除去的水分为__________;首先除去的水分为____________;不能用干燥方法除的水分为__________。
7、已知某物料含水量X1=0.4kg水/kg绝干料,从该物料干燥速率曲线可知:临界含水量X C=0.25kg水/kg绝干料,平衡含水量X*=0.05kg水/kg绝干料,则物料的非结合水分为__________,结合水分为__________,自由水分为___________,可除去的结合水分为________。
8、作为干燥介质的湿空气,其预热的目的_________________________________________________。
9、当空气的湿含量一定时,其温度愈高,则相对温度愈_______,表明空气的吸湿能力愈__________,所以湿空气在进入干燥器之____________都要经______________。
10、在等速干燥阶段,干燥速率____________,物料表面始终保持被润湿,物料表面的温度等于________________,而在干燥的降速阶段物料的温度_________________。
11、固体物料的干燥,一般分为_________________两个阶段。
12、在对流干燥器中最常用的干燥介质是_______________,它既是__________又是______。
13、等焓干燥过程的条件是__________________________________________________________。
14、若将湿空气的温度降至其露点以下,则湿空气中的部分水蒸汽___________。
15、对于不饱和空气,表示该空气的三个温度,即:干球温度t,湿球温度t W和露点t d间的关系是______________。
16、由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是__________,降速干燥阶段除去的水分是_______________。
17、等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。
18、恒速干燥与降速干燥阶段的分界点,称为______________;其对应的物料含水量称为_____________________。
19、在干燥过程中,当物料中表面水分汽化速率___________内部水分扩散速率时,干燥即进入恒速干燥阶段。
20、湿空气通过预热器预热后,其湿度___________,热焓______________,相对湿度__________。
(增加、减少、不变)21、在一定干燥条件下,物料厚度增加,物料的临界含水量会_________,而干燥所需的时间会____________。
22、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_____。
23、对不饱和湿空气,干球温度____湿球温度,露点温度____湿球温度。
(〈,=,〉)24、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。
25、对不饱和空气通过间壁换热器进行加热,使温度由t1升至t2,此时其湿球温度____,相对湿度_____,露点_____,湿度____。
26、在1atm下,不饱和湿空气的温度为295K,相对温度为60%,当加热到373K时,该空气下列状态参数将如何变化?(只填变化的情况,不填变化的具体数值)湿度___,相对湿度___,湿球温度___,露点__,焓___。
27、一吸湿性物料和一非吸湿性物料,具有相同的干燥面积,在相同的干燥条件下进行干燥,前者的干燥速率为N A,后者的干燥速率为N B,则在恒速干燥段N A___N B。
(>,=,<) 28、干燥器内部无补充加热的情况下,进干燥器的气体状态一定,干燥任务一定,则气体离开干燥器的湿度H越___,干燥器的热效率越___。
29、对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度t W,绝热饱和温度t as,露点温度t d的关系是t__t W_t as__t d。
30、一定湿度H的气体,总压P加大时,露点温度t d______。
而当气体温度t升高时,则t d_____。
31、温度30℃,水汽分压为2kPa的湿空气与水温为40℃的水接触(假定湿空气状态和水温恒定不变),则传热方向:水____空气,传质方向:水____空气。
(用箭头符号表示)已知30℃、40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.2472和7.3766kPa 。
32、已知湿空气总压为101.3kN/m2,温度为40℃,相对湿度为50%,已查出40℃时水的饱和蒸气压Ps为7375 N/m2,则此湿空气的湿度H是_________kg水/kg绝干气,其焓是__________kJ/kg绝干气。
33、已知湿空气的干球温度t为50℃,湿球温度t W为30℃,总压为100kN/m2,若已查出在30℃时水的饱和蒸气压为4.25N/m2,汽化潜热为2423.7kJ/kg,则该空气的湿度H为____________。
34、原湿空气(温度t0,湿度H0)经预热器温度升高至t1后再送入常压干燥器中。
现若t0、H0及t1均已知,则该预热过程所需热量Q的计算式为Q=__kJ/kg绝干气。
35、已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度φ=100%时,平衡含水量X*=0.02kg水.kg绝干料;相对湿度φ=40%时,平衡含水量X*=0.007。
现该物料含水量为0.23kg水. kg绝干料,令其与25℃,φ=40%的空气接触,则该物料的自由含水量为______kg水.kg绝干料,结合水含量为______kg水.kg绝干料,非结合水的含量为______kg水.kg绝干料。
36、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)。
37、湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下,湿度为0.0438kg水/kg绝干气,则100m3该空气中含有的绝干空气量L为____kg绝干气。
38、有关降速干燥阶段物料的内部水分移动的机理存在着两种理论,一个是_______理论,第二个是________理论。
问答题: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)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?3. 为什么湿空气进入干燥器前,都先经预热器预热?4. 物料中的非结合水分是指哪些水分?在干燥过程中能否除去?5. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率,你认为可采取哪些措施?6. 测定湿球温度时,当水的初温不同时,对测量结果有无影响?为什么?7. 在对流干燥过程中。
为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体?8. 如何强化干燥过程?9.湿物料经干燥后达不到产品含水量的要求(偏高),你认为应采取什么措施来解决它。
10.欲在298K时用相对湿度为60%的空气干燥木材,使其中水分降到11.5%(湿基),你认为是否可能?为什么?已知在此条件下木材的平衡水分为12%(干基)。
11. 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?12. 试说明为什么在干燥过程中,湿空气作为干燥介质时,一般都经过预热才进入干燥器。
简要说明对流干燥过程是一传热过程,又是一传质过程。
五、计算题:1.(10分)已知空气的H=0.009kg水汽.kg干空气,φ=40%。
试算出该空气的t 和t(空气总压P=101.3kN.m),水的饱和蒸汽压数据如下:蒸汽压p (kN.m) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0温度t (℃) 6.3 12.5 17.0 20.9 23.5 26.1 28.7***答案***由H=0.622p/(P-p)可得:0.009=0.622P/(101.3-p)→P=1.445kN.m又由φ=p/ps得:ps=p/φ=1.445/0.4=3.613kN.m由此值查出:t=26.7℃;依p=1.445kN.m查出:t=11.8℃2、已知空气的t=30℃,t=20℃,试算出该空气的H和φ值。
(空气总压=101.3kP)水的饱和蒸汽压数据如下:温度t (℃) 15 20 25 30 35蒸汽压P(kN.m) 1.71 2.33 3.17 4.25 5.62***答案***依t=20℃查出p=p=2.33kN.m代入下式:H=H=0.622p /(P-p)=0.622×2.33/(101.3-2.33)=0.01464 kg水汽.kg干空气。
依t=30℃查得:ps=4.25kN.m,φ=2.33/4.25=0.548或依入H=0.622φ.p /(P-ψ.p)得:0.01464=0.62×4.25φ/(101.3-4.25φ)→φ=0.5483、每小时要将48T常压的饱和空气自露点22℃冷却至露点7℃,试求:(1)冷却前空气的湿球温度和干球温度?(2)应从空气中除去多少水量?(3)冷却前空气的体积流量为多少m.h?(附T-H图一张)***答案***1)由于是饱和空气,故t=t=t=22℃2)应除去的水量W;W=L(H-H)依t=22℃查出H=0.0173kg水汽.kg干空气,t=7℃查出H=0.0064kg水汽.kg干空气,又冷却前湿空气的量L'=L(1+H)故L=L'/(1+H)=48×1000/(1+0.0173)=4.718×10kg干空气.h∴W=4.718×10(0.0173-0.0064)=514.3kg水.h3)冷却前空气的体积流量V:v=Lv =4.718×10×0.86=4.058×10m.h(v,由T-H图查出或算出)4、某干燥器的生产能力为1000kg.h(产品),物料从含水量2%干燥至含水量0.2%(均为湿基)。