南京理工大学化工原理第5-8章课后答案(7)

7-3 将某湿空气（t0=25℃，H0=0.0204kg水气/kg绝干空气），经预热后送入常压干燥器。试求： （1）将该空气预热到80℃时所需热量，以kJ/kg绝干空气表示； （2）将它预热到120℃时相应的相对湿度值。 解（1） 对于1kg绝干空气，在预热器中所需热量为 Qp=I1-I0=（1.01+1.88H0）（t1-t0）

=（1.01+1.88×0.0204）×（80-25）

=57.66kJ/kg

（2）查附录7可得，120℃时水的饱和蒸气压ps=198.64kPa。 根据 H0?0.0204?0.622ppt?p

解得 p?3.2kPa

???pps?100%?100%

3.2198.64?1.6％7-4 干球温度为20℃、湿度为0.009kg水/kg绝干气的湿空气通过预热器温度升高到50℃后再送至常压干燥器中。离开干燥器时空气的相对湿度为80%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：

（1）1m3原湿空气在预热过程中焓的变化； （2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。 解 湿空气的比容为

vH??0.773?1.244H??t?27327320?273273?(0.773?1.244?0.009)?3

?0.84m湿空气/kg绝干气（1）1m3原湿空气中绝干空气质量为1/vHkg，其焓变为

?I??1vH10.84(1.01?1.88H0)(t1?t0)(1.01?1.88?0.009)?(50-20)

3?36.68kJ/m湿空气（2）空气在干燥器中经历等焓干燥，因此

87

I2?I1?(1.01?1.88H1)t1?2490H1

?(1.01?1.88?0.009)?50?2490?0.009 ?73.76kJ/kg绝干气根据I2和φ2查图7-5可得H2=0.018 kg水/kg绝干气。1m3原湿空气在干燥器中获得的水分量为 W=（H2-H1）/vH=(0.018-0.009)/0.84=0.011kg水/m3湿空气 7-5 采用废气循环的干燥流程干燥某种湿物料。温度t0为20℃、湿度H0为0.012kg水气/kg绝干空气的新鲜空气与从干燥器出来的温度t2为50℃、湿度为H2为0.079kg水气/kg绝干空气的部分废气混合后进入预热器，循环比（废气中绝干空气流量和混合气中绝干空气流量之比）为0.8。混合气升高温度后再进入并流操作的常压干燥器中，离开干燥器的废气除部分循环使用外，余下的放空。湿物料经干燥器后湿基含水量自47%降到5%，湿物料流量为1.5×10kg/h。假设预热器热损失可忽略，干燥操作为等焓干燥过程。试求：

（1）新鲜空气流量；

（2）整个干燥系统所需的传热量。

解（1）绝干物料流量为

Gc?G(1?w1)?1.5?10?(1?0.47)/3600?0.22kg/s?792kg/h

w11?w1w21?w20.471?0.470.051?0.0533

X1?X2????0.886

?0.053对整个干燥系统作物料衡算，有

L0(H2?H0)?Gc(X1?X2)L0?0.22?(0.886?0.053)/(0.079?0.012)?2.74kg绝干气/s

新鲜空气流量为 2.74+2.74×H0=2.77kg/s=9972kg/h (2) 对干燥器作热量衡算，有

? L2I2?GcI1??L2I1?GcI2因为干燥器中进行等焓干燥，即I1=I2，所以上式可变为

? GcI1??GcI2对整个干燥系统作热量衡算，有

? Q?L0I0?GcI1??L0I2?GcI2因此

88

Q?L0(I2?I0)?2.74?[(1.01?1.88H2)t2?2490H2?(1.01?1.88H0)t0?2490H0]?2.74?[(1.01?1.88?0.079)?50?2490?0.079?(1.01?1.88?0.012)?20?2490?0.012]?559.26kW

7-6 在常压干燥器中，将某物料从含水量5%干燥到0.5%（均为湿基）。干燥器生产能力为1.5kg绝干料/s。热空气进入干燥器的温度为127℃，湿度为0.007kg水气/kg绝干空气，出干燥器时温度为82℃。物料进、出干燥器时的温度分别为21℃和66℃。绝干料的比热为1.8kJ/(kg·℃)。若干燥器的热损失可忽略不计，试求绝干空气消耗量及空气离开干燥器时的湿度。

解（1）首先求水分蒸发量。

X1?X2?w11?w1w21?w2??0.051?0.050.0051?0.005?0.053

?0.005水分蒸发量为 W=Gc（X1-X2）=1.5×(0.053-0.005)=0.072kg/s （2）计算进出干燥器各物料焓值，进行热量衡算。

I1?(1.01?1.88H1)t1?2490H1?147.37kJ/kg绝干气

I1??(cs?X1cw)?1 ?(1.8?0.053?4.187)?21?42.46kJ/kg绝干料??(cs?X2cw)?2 ?(1.8?0.005?4.187)?66?120.18kJ/kg绝干料I2

对干燥器进行热量衡算（QL=0）

LI1?GcI?1?LI?GI?c22 147.37L?1.5?42.46?L[(1.01?1.88H2)?66?2490H2]?1.5?120.1880.71L?2614.08LH2?97.51 (1)

绝干空气消耗量为

L=W/（H2-H1）＝0.072/(H2-0.007) (2) 由（1）、（2）两式可求得

L=6.55 kg/s

H2=0.018 kg水/kg绝干气

7-7．在恒定干燥条件下进行干燥实验，已知干燥面积为0.2m2，绝干物料质量为15kg，测得实验数据列于本题附表中。试标绘干燥速率曲线，并求临界含水量和平衡含水量。

习题7-7 附表1

τ/h G′/kg

0 44.1

0.2 37.0

0.4 30.0

0.6 24.0

0.8 19.0

1.0 17.5

1.2 17.0

1.4 17.0

解 根据干燥实验数据，计算得下表：

习题7-7 附表2

89

τ/h G′/kg W/kg U/kg/(m2·h) X/kg水/kg绝干料

0 44.1 1.94

0.2 37.0 7.1 177.5 1.47

0.4 30.0 14.1 176.25 1.0

0.6 24.0 20.1 167.5 0.6

0.8 19.0 25.1 156.875 0.27

1.0 17.5 26.6 133 0.17

1.2 17.0 27.1 112.92 0.13

1.4 17.0 27.1 96.79 0.13

根据附表2数据作干燥速率曲线图，可得

20018016014012010080604000.511.52X/kg水/kg绝干料U/kg水/(m2h)

习题7-7附图

由图可知，临界含水量Xc＝0.25kg水/kg绝干料，平衡含水量X*＝0.13kg水/kg绝干料。

7-8．在恒定干燥条件下，若已知物料由含水量由36%干燥至8%需要5小时，降速段干燥速率曲

线可视为直线，试求恒速干燥和降速干燥阶段的干燥时间，已知临界含水量为14%，平衡含水量2%，以上含水量均为湿基。

解 由题可知，Xc=0.14 kg水/kg绝干料，X*＝0.02kg水/kg绝干料。

X1?X2?w11?w1w21?w2??0.361?0.360.081?0.08?0.5625

?0.087恒速阶段 ?1?降速阶段 ?2?GCSU0GCSKX(X1?XC)lnXC?XX2?X??

90

?1??2?5h?2?1U0KXlnXC?XX2?XX1?XC????XC?X?X1?XClnXC?XX2?X???0.14?0.020.5625?0.14ln0.14?0.020.087?0.02?0.17

因此τ1+0.17τ1＝5

?1?5/1.17?4.3h?2?5?4.3?0.7h

2

2

7-9．某湿物料在定态空气条件下干燥，恒速阶段干燥速率为1.1kg/(m·h)，干燥面积为55m，每批物料处理量为500kg绝干物料。计算物料由0.15kg水/kg绝干物料干燥到0.005kg水/kg绝干物料所需时间。已知物料的临界含水量为0.125kg水/kg绝干物料，平衡含水量为0。假设在降速阶段中干燥速率与物料的自由含水量（X-X*）成正比。

解 由题可知，Xc=0.125 kg水/kg绝干料， X＝0kg水/kg绝干料，S=55m，Gc=500kg/h，X1=0.15kg水/kg绝干物料，X2=0.005kg水/kg绝干物料，U0=1.1 kg/(m·h)。

2

*

2

?1??2?GCSU0GCSKX(X1?XC)?lnXC?XX2?X??50055?1.1??(0.15?0.125)?0.21h0.1250.00550055?1.10.125?ln?3.33h

?1??2?0.21?3.33?3.54h

91

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典教育范文南京理工大学化工原理第5-8章课后答案(7)在线全文阅读。