化工原理固体干燥典型例题题解课件.ppt

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1、第12章 干燥 典型例题题解,例1：湿空气中水的蒸气分压为 pw=17.54mmHg,Pt=760mmHg,求t=20oC 时的相对湿度,若将空气分别加热到 50oC、120oC,分别确定此时的。,（2）,（3）,在总压为 760mmHg 下，当 t 升至 100oC 时，水就沸腾，此时它的最大蒸气压为760mmHg(=Pout)。当 t=120oC 时，水蒸气为过热状态（pspt）。但是其蒸气压仍是760mmHg，不可能大于总压。,解：（1）,例2：湿空气状态变化过程图示（1）加热与冷却过程不计阻力，湿空气经间壁加热或冷却过程属等压过程。,P不变，t升高，H不变，减小,表明湿空气接纳水汽的能

2、力增强。,t降低，若t2高于露点，则为等湿过程，若t2低于露点，则必有部分水汽凝结出来，H减小。,(2)绝热增湿过程,一般可忽略空气绝热增湿过程中的焓增量，视为等焓过程。,例3：判断：空气温度 t 一定，湿度 H 增大，tw、td 如何变化？,H2,tw、td 与干球温度 t 相接近。若湿分增加达到饱和，则出现：,例4：两股气体的混合,气体1与气体2混合，则混合气体的状态点在状态点1与状态点2的连线上，具体可以根据杠杆规则确定混合气体的状态点m。,例5：,例6:利用I-H 图确定空气的状态参数：今测得空气 t=60oC,tw=45oC，求空气的 H、I、td。,解：,例7:空气状态变化过程的计

3、算新鲜空气：t=18oC,H1=0.006kg/kg，Pt=100kpa废气：t=58oC,=70%混合气：H3=0.065kg/kg求：混合比、混合气的温度。,解：（1）,注意：V=L，表示空气的kg,1.空气条件t、H、u对NA恒的影响空气温度t、湿度H不变，流速u增加，则NA加快，从而导致临界含水量上升，而平衡含水量因t,H不变而不变。空气湿度H、流速u不变，温度t升高，则NA加快，临界含水量升高，平衡含水量因空气H不变，t升高即下降而下降。,空气温度 t、流速 u 不变，湿度H升高，NA,2.影响 Xtc 的因素：,（1）物料粒度小，Xtc 小；其他干燥条件相同，若物料分散越细，恒速阶

4、段去除的非结合水越完全，则临界含水量XC越少；（2）NAC 小，Xtc 小。若恒速阶段干燥速率越快，则可能有更多的内部非结合水来不及去除，临界含水量Xc就越多。,例1:恒速干燥速率的计算 在总压 100kPa 下，将温度为 20oC、相对湿度=70%的空气预热至 70oC 后送入间隙干燥器，空气以 6m/s 的流速平行流过物料表面。试估计恒速阶段的干燥速率。若空气的预热温度改为 80oC,恒速干燥速率有何变化？,解：（1）,恒湿加热至 t1=70oC,此时，H=0.0103 kg/kg,查得湿球温度 tw=30.3oC,查得 rw=2430 kJ/kg,根据 t=20oC,=70%由空气的状态

5、图确定初始状态点。,(2)若 t1=80oC,查得此时 tw=32.3oC,rw=2420 kJ/kg,例2:降速阶段干燥时间的计算 已知某物料在恒定空气条件下从自由含水量 0.10kg/（kg 干料）干燥至 0.04kg/(kg干料）共需 5h，问将此物料继续干燥至自由含水量为0.01kg/(kg干料）？已知此干燥条件下物料的临界自由含水量Xc=0.08kg/（kg干料），降速阶段的速率曲线可作为通过原点的直线处理。,解：,（1）,解得：,（2）,（2）,设从临界自由含水量 Xc 干燥至 X3=0.01kg/(kg干料）所需时间为3,若在干燥过程中物料汽化的水分都是在表面汽化阶段除去的,设备

6、的热损失忽略,固体物料温度的变化忽略,Q补=0。此时干燥器内气体传给固体的热量全部用于汽化水分所需的潜热而进入气相。气体在干燥过程中的状态变化为等焓过程。称为理想干燥过程。,等焓线,理想干燥过程,实际干燥过程,若,若,则空气：,则空气：,例3:理想干燥过程的物料衡算与热量衡算 在常压下将含水质量分数为5%的湿物料以 1.58kg/s 的速率送入干燥器，干燥产物的含水质量分数为 0.5%。所用空气的温度为 20oC、湿度为 0.007kg/(kg干气），预热温度为 127oC，废气出口温度为 82oC，设为理想干燥过程，试求：（1）空气用量 V；（2）预热器的热负荷。,解：,实际干燥过程气体出干

7、燥器的状态需由物料衡算式和热量衡算式联立求解,例4:实际干燥过程中气体出口状态的计算 已知某连续干燥过程的有关参数如下：物料：Gc=1.5kg/s;X1=0.0527kg/kg;X2=0.00502kg/kg 1=21oC;2=66oC;cs=1.9kJ/(kg.oC)空气：t0=20oC;H0=0.007kg/kg;t1=127oC;t2=82oC,试求：（1）空气用量 V;（2）预热器的热负荷,解：,（1）,干燥室热量衡算：,物料衡算：,未知数是H2、V 两个。,与上例（等焓干燥过程）比较，物料的干燥要求相同，t1、t2 也相同，由于有热损失以及物料带走热量，,空气在干燥器中放出热量的分析

8、：,干燥室热量衡算：,干燥室热量衡算式的另一种形式：,Q2 物质升温所吸热：,有效利用：,空气在干燥器中释放出的热量（不是焓的变化量）：,空气在预热器中所获得的热量等于空气在干燥器中释放出的热量VCpH1(t1-t2)与废气带出热量VCpH1(t2-t0)之和。,总过程的热量衡算：,热效率的定义式：,例 5：预热温度 t1 对于热效率的影响,已知某实际干燥过程的有关参数如下：物料：Gc=1.5kg/s;X1=0.0527kg/kg;X2=0.00502kg/kg;,空气：t0=20 oC;H0=0.007 kg/kg;t1=140 oC;t2=82 oC;,试求：（1）空气用量V;（2）热效率,解：,热量衡算：,热量衡算：,比较：,例14-6,例14-7,预热温度,热损失,空气用量,例6：带废气循环的干燥过程,已知：新鲜空气温度16oC、湿度H0=0.0033废气温度67oC、湿度H2=0.03 配合比：新鲜空气：废气=20%：80%湿物料初含水47%，最终含水5%,干燥器的生产能力1500kg湿物料/h，理想干燥器。试求干燥器每小时消耗的空气量和预热器的耗热量。,解：,设通过预热器（干燥器）的干空气流量为 V,混合气的湿度Hm,