化工原理下冊(cè)答案-資料下載頁(yè)
2025-06-27 23:36本頁(yè)面
【正文】 水分帶入系統(tǒng)中的焓，則用式1137計(jì)算干燥系統(tǒng)的熱效率。 8. 用通風(fēng)機(jī)將干球溫度、焓絕干氣的新鮮空氣送入預(yù)熱器，預(yù)熱到后進(jìn)入連續(xù)逆流操作的理想干燥器內(nèi)，空氣離開(kāi)干燥器時(shí)相對(duì)濕度。濕物料由含水量被干燥至含水量，每小時(shí)有9 200 kg濕物料加入干燥器內(nèi)。試求（1）完成干燥任務(wù)所需的新鮮空氣量；（2）預(yù)熱器的加熱量；（3）干燥器的熱效率 解：（1）新鮮空氣耗量 絕干物料流量 根據(jù)℃、kJ/kg絕干氣，求出kg/kg絕干氣 根據(jù)℃、求出kJ/kg絕干氣理想干燥器，所以 絕干氣 （a） （b）設(shè)溫度，查水蒸氣表得相應(yīng)的飽和蒸汽壓ps，由（a）式求濕度，再代入（b）式反求溫度，若與初設(shè)值一致，計(jì)算結(jié)束。若與初設(shè)值不一致，則需重復(fù)以上步驟。解得：，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為：℃，絕干氣絕干空氣消耗量 新鮮空氣消耗量 （2）預(yù)熱器的加熱量 （3）干燥器的熱效率 本題亦可利用圖求。 9. 在一常壓逆流的轉(zhuǎn)筒干燥器中，干燥某種晶狀的物料。溫度、相對(duì)濕度=55%的新鮮空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器加熱升溫至后送入干燥器中，離開(kāi)干燥器時(shí)的溫度。預(yù)熱器中采用180 kPa 的飽和蒸汽加熱空氣，預(yù)熱器的總傳熱系數(shù)為85 W/(m2K) ，熱損失可忽略。濕物料初始溫度℃、濕基含水量=；干燥完畢后溫度升到＝60℃、濕基含水量降為=。干燥產(chǎn)品流量=1 000 kg/h，絕干物料比熱容絕干料℃），不向干燥器補(bǔ)充熱量。轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑D= m、長(zhǎng)度Z=7 m。干燥器外壁向空氣的對(duì)流—輻射聯(lián)合傳熱系數(shù)為35 kJ/（m2h℃）。試求（1）絕干空氣流量；（2）預(yù)熱器中加熱蒸汽消耗量；（3）預(yù)熱器的傳熱面積。 解：（1）絕干空氣流量 絕干物料流量水分蒸發(fā)量 查出25 ℃ Pa，故新鮮空氣的濕度為： 對(duì)干燥器做水分的衡算，取為1 h基準(zhǔn)，得： （a） 對(duì)干燥器做熱量衡算得： 其中 題給 kJ/（kg絕干料℃） 題給 kJ/(m2h℃)∴ 將以上諸值代入熱量衡算式，得： 整理得 （b） 聯(lián)立式（a）和式（b），解得 kg/kg絕干氣 kg絕干氣/h （2）預(yù)熱器中加熱蒸氣消耗量 加熱蒸氣壓強(qiáng)為180 kPa， kJ/kg，T= ℃。預(yù)熱器中消耗熱量的速率為： 其中 ∴ 加熱蒸氣消耗量=kg/h （3）預(yù)熱器的傳熱面積 10．采用常壓并流干燥器干燥某種濕物料。將20 ℃，物料出干燥器的溫度是40℃，濕物料處理量為250 kg/h， kJ/（kg絕干料℃）?？諝獾某跏紲囟葹?5 ℃， kg水/kg絕干氣，將空氣預(yù)熱至100 ℃進(jìn)干燥器，在干燥器內(nèi)，空氣以一定的速度吹送物料的同時(shí)對(duì)物料進(jìn)行干燥?？諝獬龈稍锲鞯臏囟葹?0 ℃。 kW。試求（1）新鮮空氣消耗量；（2）單位時(shí)間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量（忽略預(yù)熱器的熱損失）；（3）干燥器的熱效率；（4）若空氣在出干燥器之后的后續(xù)設(shè)備中溫度將下降10 ℃，試分析物料是否會(huì)返潮。解：（1）新鮮空氣消耗量對(duì)非理想干燥器，需聯(lián)解物料衡算和熱量衡算方程求出。由物料衡算式 得 （a）由熱量衡算式 其中： 代入上式，得 （b）聯(lián)解（a）式和（b）式，得kg/kg絕干氣， 新鮮空氣消耗量為 （2）單位時(shí)間內(nèi)預(yù)熱器消耗的熱量Ｑp kJ/h= kW （3）干燥器的熱效率 （4）若空氣在出干燥器之后的后續(xù)設(shè)備中溫度將下降10℃，物料是否會(huì)返潮用圖查，下，空氣的露點(diǎn)為26 ℃，而物料降溫10 ℃后為30 ℃，所以物料應(yīng)該不會(huì)返潮。11．對(duì)10 kg某濕物料在恒定干燥條件下進(jìn)行間歇干燥， m的淺盤(pán)中，溫度=75 ℃，濕度= kg/kg絕干氣的常壓空氣以2 m/s的速度垂直穿過(guò)物料層。現(xiàn)將物料的含水量從= kg/kg絕干物料干燥至= kg/kg絕干物料，試求（1）所需干燥時(shí)間；（2）若空氣的t、H不變而流速加倍，干燥時(shí)間如何改變？（3）若物料量加倍，而淺盤(pán)面積不變，所需干燥時(shí)間又為多少？（假設(shè)三種情況下干燥均處于恒速干燥階段。） 解：（1）恒速段干燥速率 由空氣℃，kg/kg絕干氣，查圖得℃，相應(yīng)水的汽化熱，空氣對(duì)物料的對(duì)流傳熱系數(shù)： 濕空氣的質(zhì)量速度：濕空氣密度： 濕空氣比體積： 恒速干燥段時(shí)間： （2）空氣氣速加倍后 kg/（m2s） kg絕干料/m2，不變 恒速干燥時(shí)間： （3）物料加倍后，加倍12．在恒定干燥條件下進(jìn)行間歇干燥實(shí)驗(yàn)。 m2，絕干物料質(zhì)量為15 kg， kg。假設(shè)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，物料的干燥速率與含水量呈線(xiàn)性關(guān)系。 h。試求在相同干燥條件下， kg干燥至17 kg需要多少時(shí)間。解：設(shè)干燥速率與物料含水量之間的關(guān)系為： （a）因?yàn)闀r(shí)， 據(jù)題意 代入（a）式，得 所以 分離變量積分，得將，代入得 所以，當(dāng)時(shí)13. h恒定條件下的干燥后，含水量由＝ kg/kg絕干料降至= kg/kg 絕干料，已知物料的臨界含水量＝ kg/kg絕干料、平衡含水量＝ kg水分/kg絕干料。假設(shè)在降速階段中干燥速率與物料的自由含水量（）成正比。若在相同的干燥條件下，要求將物料含水量由＝ kg水分/kg絕干料降至39。= kg水分/kg絕干料，試求所需的干燥時(shí)間。 解：恒速干燥階段干燥時(shí)間： 降速干燥階段干燥速率與物料的自由含水量（—）成正比，因此，臨界點(diǎn)處： 降速段干燥時(shí)間： 總干燥時(shí)間： 將第一次干燥實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)代入，解得 第二次干燥實(shí)驗(yàn)的條件與第一次相同，即、S、均不變， 不變。所以，第二次干燥實(shí)驗(yàn)的干燥時(shí)間為： 35 / 36
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