发布时间 : 星期二 文章化工原理下册课后习题答案 - 天津大学出版社主编夏清更新完毕开始阅读95f3b5b11611cc7931b765ce05087632301274fc
页眉 （2） 1m原湿空气在干燥器中获得的水分量。
解：（1）原湿空气的焓： I0 = (1.01 + 1.88H0)t + 2490 H0
= (1.01 + 1.88×0.009)×20 + 2490×0.009 = 43 kJ/kg绝干
通过预热器后空气的焓 I1 = (1.01 + 1.88×0.009)×50 + 2490 ×0.0009 = 73.756 kJ/kg绝干 焓变化ΔH = I1 - I0 = 30.756 kJ/kg绝干
空气的密度 ρ= MP/RT = （29×10×101.33×10）/（8.314×293）
= 1.21 kg/m
∴ 1m原湿空气焓的变化为 ΔH = 30.756×1.21/1.009 = 36.9 kJ/kg湿气
（2）等焓干燥 I1 = I2 = 73.756 kJ/kg绝干
假设从干燥器中出来的空气湿度t = 26.8℃，查得此时水蒸汽的饱和蒸汽压
PS = 3.635 kPa
∴ H2 = 0.622φ PS / （P-фPS）
= 0.622×0.8×3.635/(101.33-0.8×3.635) = 0.0184 kJ/kg绝干
由 I2 = 73.756 = （1.01 + 1.88H2）t2 + 2490 H2 试差 假设成立 ∴ H2 = 0.0184 kJ/kg绝干
获得水分量 ：ΔH = H2 - H0 = 0.0184-0.009 = 0.0094 kJ/kg绝干 = 0.0094×1.21/1.009 = 0.011 kJ/kg湿气
4.将t0 = 25℃，ф0= 50％的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2 = 50℃，ф2= 80％的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。分别用计算法和做图法求混合气体的湿度和焓。 解：（1）查得25℃时和50℃时水的饱和蒸汽压分别为3.291 kPa和12.34kPa
新鲜空气湿度 H0 = 0.622φ0 PS / （P-ф0PS）
= 0.622×0.5×3.291/（101.33-0.5×3.291） = 0.01027 kg水/kg绝干 废气湿度 H2 = 0.622φ2 PS / （P-ф2PS）
= 0.622×0.8×12.34/（101.33-0.8×12.34）
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页眉 = 0.20142 kg水/3kg绝干 混合气湿度 Hm = （0.01027+0.06714×3）/（1+3） = 0.0529 kg水/kg绝干
混合气温度 tm = （25+50×3）/（1+3）= 43.75℃ ∴ 混合气焓：Im =（ 1.01 + 1.88Hm）tm + 2490 Hm
=（1.01+1.88×0.0529）×43.75 + 2490×0.0529 = 180.26 kJ/kg绝干 （2）做图发略
5.干球温度t0 = 26℃，湿球温度tｗ0 = 23℃的新鲜空气，预热到t1= 95℃后送入连续逆流干燥器内，离开干燥器时温度为t2= 85℃。湿物料初始状况为：温度θ1= 25℃，含水量ω1= 1.5％
终了时状态为：温度θ2 = 34.5℃ ，ω2 = 0.2％。每小时有9200kg湿物料加入干燥器内。绝干物料的比热容CS = 1.84 kJ/(kg绝干·℃)。干燥器内无输送装置，热损失为580kJ/kg汽化的水分。试求：
（1） 单位时间内回的的产品质量； （2） 写出干燥过程的操作线方程； （3） 在H-I图上画出操作线； （4） 单位时间内消耗的新鲜空气质量。
解：（1）G = G1（1-ω1）= 9200×（1-0.0015）= 9062kg/h ∴ 干燥产品质量 G2 = G/（1-ω2）= 9080 kg/h
（2）X1 = ω1/ （1-ω1）= 0.01523 X2 = ω2/（1-ω2）= 0.002
当干球温度t0 = 26℃，湿球温度为23℃ 时由图5-3查的空气的湿度
H0 = 0.02 kg水/kg绝干 I1 = (1.01 + 1.88H1)t1 + 2490 H1
=（1.01+1.88×0.02）×95 + 2490×0.02 = 149.322 kJ/kg绝干
I1 - I2 = CS（θ1 -θ2）+ CW（X1θ1 –X2θ2）
= 1.84×（25-34.5）+ 4.187×（0.01523×25-0.002×34.57）
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页眉 = -16.17 kJ/kg绝干
围绕干燥器做物料衡算
L(I1 - I2) + G(I1 - I2) = QL 代入已知条件 L(149.322 - I) –16.17×9062 = 580G（X1-X2）
L(149.322 - I) = 216068.74 ∵ 绝干气消耗量L=G(X1-X2)/(H2-H1) ∴ L = 119.89/（H2-0.02）
∴ 119.89（149.322-I）= 216068.74（H-0.02）
即 H + 0.000555I = 0.1
（3）略
（4）将I2 = (1.01 + 1.88H2)t2 + 2490 H2 代入
H + 0.000555I = 0.1 解得 H2 = 0.0212 L= 119.89/（H2-0.02）= 99908.55 kg干气/h
LW = L（1+H0）= 99908.55×（1+0.02）= 101906.7 kg新鲜空气/h
9.某湿物料经过5.5小时进行干燥操作。物料含水量由X1 = 0.35 kg /kg绝干降至 X2 = 0.1 kg /kg绝干。若在相同的条件下，要求将物料含水量由X1 = 0.35 kg /kg绝干降至X2 = 0.05 kg /kg绝干。试求新情况下的干燥时间。物料的临界含水量XC = 0.15 kg /kg绝干，平衡含水量X = 0.04 kg /kg绝干。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：降速干燥阶段dX/dτ= -US/G 假设U = k（X-X）
dX/dτ= -Sk(X-X)/G
dX/(X-X) = -Skdτ/G 积分得
τ2 = Gln[(XC-X)/(X2-X)]/Sk
总干燥时间 τ= τ1+τ2 = G(X1-XC)/SUC + Gln[(XC-X)/(X2-X)]/Sk = Gln[(X1-XC)/(XC-X)]/Sk + Gln[(XC-X)/(X2-X)]/Sk 物料由X1 = 0.35 kg /kg绝干降至X2 = 0.1 kg /kg绝干
5.5=（0.35-0.15）G/[（0.15-0.04）Sk] + Gln[（0.15-0.04）/（0.1-0.04）]/Sk = 2.426G/Sk
G/Sk = 5.5/2.426 = 2.267
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页眉 物料由X1 = 0.35 kg /kg绝干降至X2 = 0.05 kg /kg绝干 τ= τ1+ τ2= 1.82 G/Sk + Gln[(0.15-0.04)/(0.05-0.04)]/Sk = 4.218 G/Sk = 9.57h 即新情况下的干燥时间为 9.57h
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