第五章干燥操作技术

第五章 干燥 1、已知湿空气的总压为100 kPa，温度为60℃，相对温度为40%。 试求 （1）湿空气中水汽的分压；（2）湿度 ；(3)湿空气的密度。 解：60℃饱和蒸汽压为19.92kpa P??10000 (PS?P) PS（1）水汽的分压 由??得 P.92?4000?7.968kpa V??PS?19(2)湿度 H?0.622?P7.968??0.622??0.0866kg水kg干空气 P?P100?7.968?m水汽（3）?H? ?m水汽?m绝干气H m绝干气又 m湿?m水汽?m绝干气?m绝干气(1?H) Vv=m绝干气?H=m绝干气(0.773?1.244H)? ??273?60101.3? 2731003mmc(1+H)1?0.0539???1.0153kgmVmcVv(0.733?1.244?0.0539)?273?60?101.3273100 2、将t0=25℃?=50%的常压新鲜空气与循环废气混合，混合气加热至90℃后用于干燥某湿物料。废气的循环比为0.75，废气的状态为t2=50℃,?=80%.流量为1000kg/h的湿物料，经干燥后湿基含水量由0.2降至0.05.假设系统热损失可忽略，干燥操作为等焓过程，试求，（1）新鲜空气的消耗量（2）进入干燥器时湿空气的温度和湿焓比（3）预热器的加热量。 解：（1）查表得：25℃水蒸气的饱和蒸汽压为3.168kPa，50℃时饱和蒸汽压为12.34kPa 则 H0=0.622??ps0.5?3.168?0.622??0.01kg水/kg干空气 p??ps101.3?0.5?3.168H2=0.622? 0.8?12.34?0.067kg水/kg干空气 101.3?0.8?12.34?H混?0.25H0?0.75H2?0.25?0.01?0.75?0.067?0.053kg水/kg干空气水分蒸发量qm,w=qm,,1 干空气质量qm,l=w1?w20.2?0.05?1000??157.9kg/h 1?w21?0.05qm,w157.9??11278.57kg/h H2?H预0.067?0.053 新鲜空气的消耗量qm,l,w=qm,l（1+H预）=11278.57?（1?0.053）?11876.4kg/h （2）因题有问题，温度求解省略 ?h1?(1.01?1.88H1)t1?2492H1 H1?H混?0.0528 )?90?2492?0.0528?231.41kJkg ?h1?(1.01?1.88?0.0528（3）?h混?0.25h0?0.75h2 h混?180.62kJkg 2492?0.0528?(1.01?1.88?0.0528)t混?0.25?[2492?0.0099?(1.01?1.88?0.0099)?25]?0.75?[2492?0.0671?(1.01?1.88?0.0671)?50]?t混?44℃ Qp?qm,l(1.01?1.88H混（)t1?t混）800?（0.25?0.0526） ?（1.01?1.88?0.0528）?（90?44）0.0671?0.0528?5.635?105kJh?=161.34kw 或Qp?qm,l(h1?h混)?5.61?106kJh 3 将温度T=26℃,湿比焓h0=66KJ/kg干空气，的新鲜空气送入预热器，预热到t1=95℃后进入连续逆流干燥器，空气离开干燥器的温度t2=65℃，?1=25℃,w1 =0.015,qm,c=9200kg湿物料·h?1,湿物料初态为：终态为:?2=34.5℃,w2=0绝干物料比热容cs=1.84KJ/(kg ·干物料·℃),若每汽化1Kg水分的总热损失为580KJ, 试求(1)干燥产品量. (2)作出干燥过程的操作线 (3)新鲜空气消耗量. (4)干燥器的热效率. 解:(1)qm,2=qm,11?w11?0.015 =9200×=9080.2Kg/h 1?0.0021?w2:(2) 作图省略 (3)qm,w= qm,1w1?w20.015?0.002=9200×=119.8Kg/h 1?0.0021?w2 由h0=2492H0H0+(1.01+1.88H0)t0 即66=2492H0+(1.01+1.88H0)26 得H0=0.016Kg水/KgKg干空气 H2)t2 即 2492×0.016+（1.01+1.88×0.016）×95=2492 H2+（1.01+1.88H2）×65 所以 H2≈0.028kg水/kg干空气 由h1=h2得：2492H0+（1.01+1.88H0）t1=2492H2+(1.01+1.88 干空气消耗量qm,L=qm,w=119.84≈9986.7kg/h H2?H00.028?0.016 新鲜空气消耗量qm,Lw=qm,l(1+H0 )=w9986.7×(1+0.016) ≈10146.5kg/h .2kJ/h (4)QL?580?119.84kJ/h?69507 由w2?0.02得：X2?w2?0.0204 1?w2 所以湿物料比热容4.187=1.92kJ/kg·℃ Cm=Cg+X2CW=1.84+0.0204×QT=Qp+QD=1.01qm,L(t2-t0)+qm,w(2492+1.88t2)+qm,cCm(?2??1)+QL ?1.01?9986.7?(65?26)?119.84?(2492?1.88?65)?9200?(1?0.015)?1.92?(34.5?25)?69507.2?941459.9kJ/h Q汽?qm，（?1)?119.84?（2492?1.88?65?4.187?25）w2492?1.88t2?4.187 ?300741.5kJ/h 所以干燥器的热效率??Q汽300741.5??0.3194?31.94% QT941459.94、对10kg某湿物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥，物料平铺在0.8m?1m的浅盘中，常压空气以2m·s?1的速度垂直穿过物料层。空气t=750C，H=0.018kg·（kg干空气）?1，2.5h后物料的含水量从X1=0.25kg·（kg干物料）?1降至X2=0.15kg·(kg干物料)?1。此干燥条件下物料的XC=0.1kg·（kg干物料）?1，X*=0.假设降速段干燥速率与物料含水量呈线性关系。（1）求将物料干燥至含水量为0.02kg·（kg干物料）?1，所需的总燥时间；（2）空气的t、H不变而流速加倍，此时将物料由含水量为0.25·(kg干物料)?1干燥至0.02kg·（kg干物料）?1需6.7h，求此干燥条件下的Xc。 4. 第一种方法：不用“空气t=750C，H=0.018kg·（kg干空气）?1”这个条件。 解：（1）由题意得 ?1?mc(X1?X2) AUcmc(0.25?0.15) AUc 即 2.5? 解得：mc?25 AUc 物料所需的总干燥时间 mcXc?X**??[(X1?Xc)?(Xc?X)ln]* AUcX2?X ?25?[(0.25?0.1)?(0.1?0)ln0.1?0] 0.02?0 ?7.8h （2）当空气的T、H不变，流速加倍时 qm'?2qm '0.371.17(2qm)0.37U'c?'1.17qm0.37????2 则 0.370.37Uc?1.17qm1.17qm 即Uc‘?20.37Uc mcXc'?X*''*[(X1?Xc)?(Xc?X)ln] 则干燥时间??'*X2?XAUcmcXc'?X*''*[(X1?Xc)?(Xc?X)ln] ?0.37*2AUcX2?XXc'25'' 说明：时间由1.4改为6.7了 即 6.7?0.37[(0.25?Xc)?(Xc?0)ln] 0.022 利用试差法（空气的流速增加，恒速干燥速率提高，临街含水量增大，即Xc'＞Xc=0.1）

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