《化工原理》干燥复习题.docx

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1、化工原理第十三章枯燥复习题及参考答案一、填空题1.枯燥进展的必要条件是物料外表所产生的水汽（或其它蒸汽）压力*答案*大于枯燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。2 .相对湿度值可以反映湿空气吸取水汽力气的大小，当小值大时，表示该湿空气的吸取水汽的力气;当二O时。表示该空气为o*答案*小；绝干空气3 .枯燥速率曲线是在恒定枯燥条件下测定的，其恒定枯燥条件是指：均恒定。*答案*枯燥介质（热空气）的温度、湿度、速度以及与物料接触的方式。4 .在确定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是依据而定的；平衡水分和自由水分是依据而定的。*答案*物料的性质；物料的性质和接触的空气状态5 .在确定空气状态下枯燥

2、某物料，能用枯燥方法除去的水分为；首先除去的水分为；不能用枯燥方法除的水分为O*答案*自由水分；非结合水分；平衡水分6 .某物料含水量X=0.4kg水.kg-绝干料，从该物料枯燥速率曲线可知：临界含水量X=025kg水.kg绝干料,平衡含水量X*=0.05kg水.kg绝干料,则物料的非结合水分为,结合水分为,自由水分为,可除去的结合水分为o*答案*0.15、0.25、0.35、0.2（单位皆为：kg水.kg绝干料）7 .作为干燥介质的湿空气，其预热的目的。*答案*降低相对湿度（增大吸湿的力气）和提高温度（增加其热焰）8 .固体物料的枯燥，一般分为两个阶段。*答案*恒速和降速9 .在对流枯燥器中

3、最常用的枯燥介质是，它既是又是。*答案*不饱和的热空气、载热体、载湿体10 .对于不饱和空气，表示该空气的三个温度，即：干球温度t,湿球温度tW和露点t间的关系是O*答案*tttdWd11 .在枯燥过程中，当物料中外表水分汽化速率内部水分集中速率时，枯燥即进入恒速枯燥阶段。*答案*小于12 .Ikg绝干空气及所具有的熔，称为湿空气的焰。*答案*其所带的Hkg水汽13.依据水分与物料的结合方式不同，其物料中的水分可分o*答案*吸附水分、毛细管水分、溶胀水分14 .湿空气通过预热器预热后，其湿度，热熔，相对湿度o（增加、削减、不变）*答案*不变、增加、削减15 .饱和空气在恒压下冷却，温度由t降至

4、t，此时其相对湿度，湿12度，湿球温度，露点O*答案*不变，下降，下降，下降。16 .恒定的枯燥条件是指空气的、以及都不变。*答案*湿度、温度、速度，与物料接触的状况17 .测定空气中的水汽分压的试验方法是测量.*答案*露点。18 .对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度t,湿球温度t,绝热饱和温度Vt,露点温度t的关系是tt_ttO*答案*=,ddwas，=，=O19 .枯燥操作的必要条件是枯燥过程是相结合的过程。*答案*湿物料外表的水蒸汽分压大于枯燥介质中的水蒸汽分压；传质过程与传热过程。H=0.0276-(1.09/2423.7)(50-30)=0.0186kg水.kg绝干气20.在常压

5、及25C下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度=100%时,平衡含水量X*=002kg水.kg绝干料;相对湿度力二40%时，平衡含水量X*=0.007O现该物料含水量为0.23kg水.kg绝干料，令其与25,。=40%的空气接触，则该物料的自由含水量为kg水.kg绝干料，结合水含量为kg水.kgI绝干料,非结合水的含量为kg水.kg绝干料。*答案*自由含水量X-X*=O.23-0.007=0.223结合水量为X=O.02非结合水量X-X=O.23-0.02=0.2122 .假设维持不饱和空气的湿度H不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温度,露点，相对湿度（变大,变小,不变,不确定）

6、。不变;*答案*水量为0. 43（干对湿度的关系23 .用相对湿度e=0.6的空气枯燥含基）的湿木材。木材水份含量和空气相如以下图。则平衡水份=自由水份=;非结合水份=并将有关水分数据标注在图上。24 .恒定条件下恒定枯燥传质速率方程是；恒定条件下恒速枯燥传热速率方程是O*答案*U=-GcdX/（AdO）=K（H-H）,Q=A（t-t）XWW25.湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下，湿度为0.0438kg水.kg绝干气,则IoOm3该空气中含有的绝干空气量L为kg绝干气。*答案*L=I12.7kg绝干气二、选择题1.影响降速枯燥阶段枯燥速率的主要因素是（A.空气的状态；B.空气的流

7、速和流向；C.物料性质与外形。*答案*C2 .枯燥进展的必要条件是物料外表所产生的水汽（或其它蒸汽）压力（）枯燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。A.等于；B.小于；C.大于*答案*C3 .假设离开枯燥器的空气温度（t）降低而湿度）提高，则枯燥器的热效（H率会0,而空气消耗量会（）。A.削减；B.不变；C.增加；*答案*C、A4 .枯燥过程中预热的热量消耗随空气进入预热器的温度的降低而（）。所以枯燥在任务一样的条件下（）的热量消耗量大于其它季节，故预热器的传热面积应以（为计算基准。.冬季；B.夏季；C.增加；D.不变；E.削减*答案*C、A、A5 .湿空气在预热过程中不变化的参数是（）A.焰；B

8、.相对湿度；C.露点温度；D.湿球温度。*答案*C6 .指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关（）。A.相对湿度B.湿球温度C.露点温度D.绝热饱和温度*答案*C7.绝热饱和温度t是大量的循环水与进入的空气在绝热增湿塔接触时湿空as气最终到达的饱和状态温度，它等于循环水的温度。湿球温度t是湿球温度计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。对以上两种说法正确的推断是：（）。A.两者都对;B.两者都不对；C.对不对；D.对不对。*答案*C8 .对于确定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：（）。A.愈高；B.愈低；C.不变；D.不愿定，

9、尚与其它因素有关。*答案*B9 .空气的饱和湿度H是湿空气的如下参数的函数：（）。asA.总压及干球温度；B.总压及湿球温度；C.总压及露点；D.湿球温度及焰。*答案*A10 .在湿球温度t的计算式中，k之比值：（）。WHA.与空气的速度变化无关；B.与空气速度U的0.8次方成正比，即k/aocuIlC.k/acu；D.不愿定，与多种因素有关。*答案*AIl11 .当湿度和温度一样时，相对湿度与总压的关系是：（）0A.成正比；B.成反比；C.无关；D.小与P成正比。S*答案*A在一样的H值和温度t（即一样的饱和蒸汽压P）下，当总压由P减低至p”，设其对应的一样湿度由1）变为小”，其间变化可由以

10、下关系表示：H=0.622（p/（p-p）=0.622（,p/（pw-,p）;p/（p-p）=p（p-p)p/p”=12 .确定湿度H的湿空气，随着总压的降低，露点相应地：（）。A.上升；B.降低；C.不变；D.不愿定，还与其它因素有关。*答案*B13 .同一物料，如恒速段的枯燥速率增加，则临界含水量：（）oA.减小；B.不变；C.增大；D.不愿定。*答案*C14 .同一物料，在确定的枯燥速率下，物料愈厚，则临界含水量（）oA.愈低；B.愈高；C.不变；D.不愿定。*答案*B15 .真空枯燥的主要优点是：（）A.省钱；B.枯燥速率缓慢；C.能避开物料发生不利反响；D.能避开外表硬化。*答案*C

11、16.枯燥热敏性物料时，为提高枯燥速率，可实行的措施是（）A.提高枯燥介质的温度；B.增大枯燥面积；C.降低枯燥介质相对湿度；D.增大枯燥介质流速*答案*B17.湿空气的以下哪两个参数，利用HI图可以查得其他未知参数（）oA.（tw,t）;B.（t,H）;C.（p,H）;D.（I,t）。*答案*ddA18物料中的平衡水分随温度上升而（）oA.增大；B.减小；C.不变；D.不愿定，还与其它因素有关。*答案*B19.空气的湿含量确定时，其温度愈高，则它的相对湿度（）。A.愈低、B.愈高；C.不变*答案*A三、问答题1 .为什么湿空气进入枯燥器前，都先经预热器预热？*答案*一是使湿空气的巾值下降，以

12、增大其吸取水汽的力气；二是提高其温度（即增大焙值），使其传给物料的热增多，以供给汽化水分所需之热。2 .要提高恒速枯燥阶段的枯燥速率，你认为可实行哪些措施？*答案*措施：（D提高热空气进枯燥器的温度和降低其湿度；（2）提高热空气通过物料的流速（3）转变热汽空气与物料的接触方式（如将物料充分分散在气流中，增大气、固两相接触外表，或气流垂直通过比平行通过物料层效果好）。3 .测定湿球温度时，当水的初温不同时，对测量结果有无影响？为什么？*答案*无影响。假设水温等于空气温度时，则由于湿纱布外表的水分汽化而使其水温下降、假设水温高也会降温（一方面供给水分汽化需要的热量,一方面散热至空气中）、假设水温低

13、、则水分汽化需要的热量就会从空气中吸热。最终都会到达湿、热平衡（即所测的温球温度）。4 .在对流枯燥过程中。为什么说枯燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？*答案*因物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水汽又要靠空气带走（破坏其平衡状态），使枯燥能稳定连续地进展。故湿空气在枯燥过程中起到供热、去湿的作用，故称湿空气是载热体又是载湿体。5 .如何强化枯燥过程？*答案*强化枯燥过程要依据枯燥的不同阶段而实行不同的措施。在等速枯燥阶段：要使枯燥速率提高，其措施：增大热空气的温度、降低其湿度；增大热空气的流速；转变其接触方式（如垂直流过物料层效果比平行好，假设将物料充分分散于气流中更好）在

14、降速枯燥阶段：主要转变物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流中增大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高枯燥速率。6.为什么临界含水量Xc确实定对于如何强化具体的枯燥过程具有重要的意义？以下两种状况下Xc将会变大还是变小？（1）提高枯燥时气流速度而使恒速阶段的枯燥速率增大时；（2）物料的厚度减小时。试从枯燥机理加以分析。*答案*枯燥中，与临界点对应的物料含水量XC称为临界含水量。临界点是恒速与降速阶段之分界点。在恒速阶段与降速阶段内，物料枯燥的机理和影响枯燥速率的因素是各不一样的。物料在枯燥过程中，一般均经受预热阶段、恒速枯燥阶段和降速枯燥阶段，而其中恒速阶段和降速阶段是

15、以物料的临界含水量来区分的。假设临界含水量XC值愈大，便会较早地转入降速枯燥阶段，使在一样的枯燥任务下所需的枯燥时间愈长。由于两个枯燥阶段物料枯燥的机理和影响枯燥速率的因素不同，因此确定Xc值对于如何强化具体的枯燥过程有重要的意义。由于临界含水量随物料的厚度和枯燥条件而不同，所以对两种状况下X值的变化可作如下的分析：（1）xcf提高枯燥时气流速度可导致等速阶段UC的增加（UC为等速阶段的枯燥速率），但随着Ut,内部水分集中不及的现象就可能提前降落，即XCto也就是：临界含水量XC随恒速阶段的枯燥速率的增加而增大。(2)XClxc随物料厚度的增加而增大，随物料厚度的减小而减小。由于物料厚度大，内

16、部集中路径长，阻力大，简洁消灭供不应求(来不及供给水分的外表汽化)，故当X还较高时便已到达降速阶段。xcto同理，C物料的厚度减小时，XCIO四、计算题1.在常压枯燥器中，将某物料从含水量3.7%枯燥到0.2%(均为湿基)，枯燥产品产量为1000kg.h-io温度25、相对湿度55%的原空气经过预热器加热到85C后再进入枯燥器，离开枯燥器时的温度为30,物料进、出枯燥器时的温度分别为24和60,绝干物料比热为0.36kJkg绝干料,假设枯燥器的热损失为9.05kw,试求：(1)绝干空气流量(kg绝干气.hi；(2)预热器中的传热量(kJ.h-)(25时水的饱和蒸汽压=3.168kP)*答案*物

17、料衡算：L(H-H)=Gc(X-X)=W；G=G(l-w)=1000(1-0.002)=998kg绝2I12C22干料.松X=0.037/(1-0.037)=0.0384；X=0.002/(1-0.002)=0.00212W=G(X-X)=998(0.0384-0.002)=36.33kg水.hC12已知25时水的饱和蒸气压P=3.168kPa；SP=P=0.553.168=1.7424kPaVSH=H=0.622p/(P-p)=0.0109kg水.kg绝干气10Wi，L(H-0.0109)=36.33(a)2热量衡算：/LI+GCt+Q+Q=LI+GCt+Q0CPm1Pd2CPhi2损其中:

18、I=(1.01+1.880.0109)25+24900.0109=52.9kj.kg一绝干气0I绝干气1I=(1.01+1.8811)30+2490H=30.3+2546H2222湿物料的焰Cpmt=(c+X)t=(0.36+4.1870.0384)24=12.51ps1pL1kJ.kg绝干料产品的焰Cpmt=(c+Xc)t=-绝干料；2PS2PL2Q=L(I-I)=L(114.7-52.9)=61.8L;P10Q=9.05kJ.s-=32580kJ.hi损L(I-I)=L114.7-(30.3+2546H)122=G(Ct-Ct)+Q-WctCPm2Ptn1损PLIIl=998(22.1-1

19、2.5)+32580-36.334.187X24=9581+32580-13231=28930即：L(84.4-254611)=28930(b)2联立式(a)和(b)解得：H=O.02661kg水.kg绝干气T1.=23112.5kg绝干气.；Q=L(I-I)=61.8L=61.82312.5=142913p1OkJ.h=39.7kw2 .在常压绝热枯燥器内枯燥某湿物料。将500kg的湿物料从最初含水量20%降至2%(均为湿基)。t=200C,H=0.01kg水kg绝干气的空气经预热器升温00至100后进入枯燥器，在枯燥器内空气经受一个等焙枯燥过程，废气温度为60Co试计算：1.完成上述枯燥任

20、务所需的湿空气量；2.空气经预热器获得的热量；3.在恒定枯燥条件下对该物料测得枯燥速率曲线如以下图。恒速枯燥段所用时间为Ih求降速段需多少时间。(1) .X=0.2/0.8=0.25,X12=0.02/0.98=0.0204Gc=500(1-0.2)=400kgW=400(0.25-0.0204)=91.84kgI=(1.01+1.88H)t+2490H1O1O=127.8=12I=(1.01+1.88H)t+2490H2222fH=(127.8-60.6)/2603=0.0258221.=W/(H-H)=91.84/0.01582=5805kg/绝干气。2O(2)Q=L(1.01+1.88H

21、)(t-t)=4.7810kJPO1O(3)AU=G(X-X)=400(0.25-0.l)l=60kghCC12=G(X-X*)ln(X-X*)/(X-X*)AUCCC2C=400(O.1-0.01)In(O.09/0.0104)/60=1.295h3 .某食品厂物料的枯燥流程如以以下图示。试求：(1)产量为多少kg.h?(2)空气预热器消耗的热量为多少kw?(3)风机抽送的湿空气量为多少rm.h?注：图中代号单位：W-湿基含水量；I-kJ.kg干空气，H-kg水汽.kg干空气，丫一0)3.1 绝干气预热器供给热量Q=L(II)=3.7573.8=276.8kwp1O5.在一枯燥器中枯燥某湿物

22、料，每小时处理湿物料100Okg,经枯燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，枯燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0kN.m,空气在313K及相对湿度70%下离开枯燥器,试求所需要的空气量。水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4kN.m,湿空气的总压为101.3kN.m。*答案*1 .求WW=G(x-X);G=1000kg.h-1=0.278kg.s-Cl21Gc=O.278(1-0.4)=0.267kg.s-i；x=w/(l-w)=0.40/(1-0.40)=0.667kg.kg-绝干料111x=0.053kg.kg绝干料2W=GCx-x)=0.267(0.667-0.053)=0.1639kg.sC122.求HlH=0.622p/(P-)=0.6221.0/(101.3-1.0)=0.00621Vvkg.kg干空气3 .求H;H=O.6222p/(P-p)22Ss=0.622O.77.4/(101.3-0.77.4)=0.0335kg.kg干空气4 .求LL=W(HH)=6.0kg干空气.21进口的湿空气量=L(1+H)=3.76(1+0.0062)=6.041kg.st