1、化工原理干燥部分习题与解题指导第八章干燥【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ps4.2464kPa。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5-8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，
2、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)。焓 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0.0256kgkg绝干气，试求该湿空气的露点td、绝热饱和温度as和湿球温度tw。解：
3、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as是的函数，故用上式计算时需试差。其计算步骤为设= 29.21用式5-3求温度下的饱和湿度as，即查出29.21时水的饱和蒸汽压为4054Pa，汽化潜热为2425.48kJ/kg，故kgkg绝干气用式5-7a求H，即kJ/(kg.)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:假设t w=2
4、9.21对空气水系统，。查出29.21水的汽化热为2425.48 kJ/kg。前面已算出29.21时湿空气的饱和湿度为0.02593 kg/kg绝干气用式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；（2）例5-2中湿空气的水汽分压、露点td、绝热饱和温度as和湿球温度tw。解：（1）如本例附图（a）所示，t30的等t线和=0.0256kg/kg绝干气的等线的交点A即为30湿空气的状态
5、点。由过点A的等线可确定30湿空气的相对湿度为=94%；由过点的等线可确定30湿空气的焓为=95 kJkg 绝干气。将30的湿空气加热到50，空气的湿度并没有变化，故t50的等t线和=0.0256kg/kg绝干气的等线的交点B即为50时湿空气的状态点。由过点的等线及等I线可确定50时湿空气的相对湿度为32%、焓为117 kJkg绝干气。（2）如本例附图（b）所示，首先根据t30、=0.0256 kg/kg绝干气确定湿空气状态点A。由A点的等线与线的交点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点的等线与 =100%线的交于点C所在的等t线，可确定
6、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】已知物料干燥过程干燥时间的计算公式为：恒速阶段降速阶段总干燥时间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。解：A为干燥面积，G为干基物料质量，U0为临界干燥速率，为物料起始及临界含水量，为最终含水量及平衡含水量。为比例常数。上述
7、公式适于连续干燥器的干燥时间计算。依题意， G=100（10.2）80kg，A = 4m2W1/（1W1）0.2/（10.2）0.25W2/（1W2）0.05/（10.05）1/19由图知，0.2 ，0.05 ，U0=1 kg/m2.h 1/(0.20.05)20/380(0.250.2)/(41)1 h 80/(20/34)ln（0.2-0.05）/(1/19-0.05)）3ln5712.12h13.12h练习题1. 饱和空气在恒压下冷却，温度由1降至2，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，/k为一常数, 其
8、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d，湿度为Hd，相对湿度为d的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为1，湿度为H1，相对湿度为1，则( ) A. H1Hd B. d1 C. H1Hd D. d15. 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
9、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,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50、P1atm时，空气中水蒸汽分压Pw55.3mmHg，则该空气的湿含量H；相对湿度；（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
10、, 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，对易龟裂物料，常采用方法来控制进干燥器的值。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 5m.s-1; D. u 越小越好。15. 湿空气在温度308K和总压
11、1.52MPa 下，已知其湿度H为0.0023kg水.kg-1绝干空气，则其比容应为（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d，湿度为Hd，相对湿度为d的湿空气，经一间接蒸汽加热的预热器后，空气的温度为1，湿度为H1，相对湿度为1，则( ) A. H1Hd B. d1 C. H1Hd D. d118. 对于一定干球温度的空
12、气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：( )。 A. 愈高； B. 愈低； C. 不变； D. 不一定，尚与其它因素有关。19. 在湿球温度w的计算式中，k/之比值：( )。 A. 与空气的速度变化无关； B. 与空气速度u的0.8次方成正比，即k/u0.8 C. k/u0.5； D. 不一定，与多种因素有关。20. 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。21. 什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度?两者有何关系。22. 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?
13、（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、不变，下降，下降，下降。2、水面被测气流温度不太高, 流速5m.s-1 1.09 tw=t-(rfw/1.09)(Hsfw-H) 3、 A 4、 B 5、1、对于饱和空气wd对于不饱和空气w d 2、先预热，其升高，H不变，而降低使湿空气提高吸收水份能力另外升高，加快水份蒸发速率，提高干燥速率。6、上升，不变；下降7、H=0.0235kg水汽.kg-1绝干气 ; I=8、减少辐射和热传导的影响，使测量结果较为精确。9、 0.0488， 0.59810、不变，降低，升高，不变，增加，不变，增加11、下降，废气部分循环。12、不
14、变，升高 ; 该空气的湿球温度13、 A 14、 C 15、 A (0.772+1.244H)(T/273)1.013105/P (0.772+1.2440.0023)(308/273)1.013/15 16、D 17、 B 18、 B 19、 A 20、湿空气预热可提高载热载湿的能力（H不变，增加，下降，传热传质推动力加大）。热空气传热给湿物料是一个传热过程，湿物料中的湿分汽化扩散至气体主体是一个传质过程。21、绝热饱和温度：空气和水系统在绝热条件下，空气降温增湿，至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。22、（1）对于饱和空气wd对于不饱和空气wd（2）先预热，其升高，H不变，而降低使湿空气提高吸收水份能力另外升高，加快水份蒸发速率，提高干燥速率。
