发布时间 : 星期日 文章干燥和蒸发习题集更新完毕开始阅读5805e0d250e2524de5187e26
w2?
X20.01??0.009k9g水1?X21?0.01 k干物料/gGc?G2(1?w2)?237?(1?0.0099)?234.65kg干物料/h
（1）蒸发的水量为
W?Gc(X1?X2)?234.65?(0.15?0.01)?32.85kg/h L?W32.85??2092kg干空气/h
H2?H00.023?0.0073（2）湿空气的比容为
t?2731.0133?105vH?(0.773?1.244H)?273P15?2731.0133?105?(0.773?1.244?0.0073)?
273101325?0.8251m3/kg进预热器前风机的流量
V?L?vH?2092?0.8251?1726m3/h
（3）Qp?L(I1?I0)?2092?(109?35)?1.548?105kJ/h
讨论：本题主要考察连续干燥过程的物料衡算，并考察空气流量的不同表达形式。
【例8-12】【天津大学2002年试题】在常压下用湿空气干燥某湿物料。已知湿空气的流量为1000kg/h，进预热器时的温度为20℃，相对湿度为60%，进干燥器时的温度为107℃，离开干燥器时的湿度为0.03kg/kg干空气，试求以下两种情况下空气出干燥器的温度。
（1） 理想干燥过程；
（2） 不向干燥器补充热量，加热物料消耗的热量为15000kJ/h，干燥器的热损失为3kW。
已知20℃时水的饱和蒸汽压为2.334kPa。
【解】已知t0=200C，?0=60%，t1=1070C，H2=0.03kg水/kg干空气 （1）湿空气的湿度为
H0?0.622??0.622??psP??ps0.6?2.334?0.008717kg水/kg干空气101.325?0.6?2.334
理想干燥过程，气体等焓变化，即I1＝I2
I1?(1.01+1.88H0)t1?2492H0?（1.01+1.88?0.008717）?107?2492?0.00872?131.54kJ/kg干空气
I2?(1.01+1.88H2)t2?2492H2?(1.01?1.88?0.03)t2?2492?0.03?1.0664t2?74.76kJ/kg干空气
I1＝I2，可解得t2＝53.24℃
（2）对非理想干燥过程，根据热量衡算，LI1=LI2+Qm+Ql
由于湿空气初始状态下湿度很小，可近似认为干空气流量L=1000kg/h 将数据代入热量衡算式，得
1000?131.54?1000?(1.0664t2?74.76)?15000?3?3600
解得 t2=29.05℃
讨论：本题考察相对湿度与绝对湿度的换算，并考察理想干燥和非理想干燥过程的热量衡算。
【例8-13】【天津大学2003年试题】在一常压逆流干燥器中，用热空气将某湿物料的含水量由8%干燥至0.5%（均为湿基）；干燥介质为为20℃的湿空气，经预热器后被加热到90℃，其中所含水汽分压为0.98kPa，离开干燥器废气的温度为45℃。假设本干燥过程为理想干燥过程。 （1） 计算空气经过干燥器的湿度变化量；
（2） 若向干燥系统提供的热量为500kW，计算湿物料的处理量。
【解】（1）已知w1?0.08，w2?0.005，t0=200C，p=0.98kPa，t1=900C，t2=450C 湿空气的湿度为
H0?0.622?p0.98=0.622??0.00608kg水/kg干空气 P?p101.3?0.98理想干燥过程，气体等焓变化，即I1＝I2
I1?(1.01+1.88H0)t1?2492H0?（1.01+1.88?0.00608）?90?2492?0.00608?107.07kJ/kg干空气
I2?(1.01+1.88H2)t2?2492H2?(1.01?1.88?H2)45?2492?H2?45.45?2574.6H2kJ/kg干空气
由I1＝I2可解得，H2=0.02393kg水/kg干空气 空气经过干燥器的湿度变化量为
?H?H2?H0?0.02393?0.00608?0.01785kg水/kg干空气
（2）向干燥系统加入的热量用于预热空气，即
Qp?L(I1?I0)?500kW
I0?（1.01+1.88H0)t0?2492H0?（1.01+1.88?0.00608）?20?2492?0.00608?35.57kJ/kg干空气
空气用量为L?蒸发的水量为
QpI1?I0?500?6.993kg/s
107.07?35.57W?L(H2?H0)?6.993?0.01785?0.1248kg/s X1?w10.08??0.08696kg水/kg干物料 1?w11?0.08X2?w20.005??0.00503kg水/kg干物料 1?w21?0.005W0.1248??1.5233kg/s
X1?X20.08696?0.00503Gc?湿物料的处理量为
G1?Gc1.5233??1.6558kg/s 1?w11?0.08讨论：本题考察相对湿度与绝对湿度的换算，并考察理想干燥和非理想干燥过程的热量衡算和物料衡算。
【例8-14】【北京科技大学2004年试题】在双效并流蒸发设备中，每小时蒸发1000kg浓度为10%的某种水溶液。第一效完成液浓度为15%，第二效完成液浓度为30%。在两效中溶液的沸点分别为108℃和95℃。试求在第二效中自蒸发的水量及其占第二效中总蒸发量的百分数。（假设温度差损失可忽略，95℃时
蒸汽的汽化潜热为2271kJ/kg）。 【解】已知
F1?1000kg/h，x0?0.1，x1?0.15，x2?0.3，t1?1080C,t2?950C,??2271kJ/kg
第一效的水分蒸发量为
W1?F1(1?x00.1)?1000(1?)?333.3kg/h x10.15第一效完成液量为F2=F1-W＝1000-333.3＝666.7kg/h 第二效总蒸发量为
W2?F2(1?x10.15)?666.7(1?)?333.4kg/h x20.3设进入第二效的料液温度降低放出的热量全部用于W2’量料液的自蒸发，即
F2Cp(t1?t2)?W2'?
代入数据666.7?4.174?(108?95)?W2'?2271?W2'?15.93kg/h 第二效中自蒸发水量占第二效总蒸发量的百分数为
W2'15.93??100%?4.78% W2333.48.4 典型操作型题目解析
【例8-15】常压下用热空气干燥某湿物料，空气初始温度为t0=15℃，湿度H0=0.012kg水/kg干空气，为保证干燥产品的质量，热空气进入干燥器的温度不得高于90℃。若空气出干燥器的温度选定为60℃，并假定干燥过程为理想干燥过程。
试求：（1）将空气预热至90℃后进入干燥器，蒸发每千克水分所需要的湿空气量为多少？热效率为多少？
（2）若将干燥器出口气体的60%回流至干燥器入口与新鲜空气混合，并同样使入口气体的温度为90℃，蒸发每千克水分所需要的空气量为多少？热效率为多少？
【解】已知t0=200C,t1=900C,t2=600C,H0=0.012kg水/kg干空气
（1）理想干燥过程中，气体经历等焓过程的变化，即I1＝I2