化工原理——干燥题
化工原理
第十章干燥
【考纲要求】
1.了解去湿的方法和干燥的分类；
2.掌握湿空气的性质和干球温度、湿球温度、绝热饱和温度的概念和有关计算，理解湿空气的H-I图的应用；
3.掌握干燥器的物料衡算公式及有关计算，了解热量衡算公式；
4.了解干燥速度和干燥时间；
5.理解干燥器的结构和特点；
6.掌握干燥操作条件的确定和流化床干燥器的基本操作。
【基本知识点】
一、概述
1.去湿的方法
(1)
(2)
(3)
干燥：
干燥的目的：
2.干燥的种类：
（1）按照热能传给湿物料的方式，干燥可分为
（2）按照操作的总压力的大小，干燥可分为
（3）按照操作的方式，干燥可分为
3.干燥的特点及干燥条件
干燥特点：
干燥过程进行的条件是：
二、湿空气的性质和湿度图
（一）、湿空气的性质
湿空气：周围大气中干空气和水蒸气的混合物，称为“湿空气”
1.湿空气的压力
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
2.湿度
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
3.相对湿度
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
4.湿空气的比体积
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
5.湿空气的比热容
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
6.湿空气的焓
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
7.露点
（1）定义：
（2）符号：
（3）表达式：
（4）说明：
总结、说明：湿度和相对湿度的关系与区别：
8.干球温度、湿球温度和绝热饱和温度
干球温度湿球温度绝热饱和温度定义
联系
区别
（二）、湿空气的湿度图
1、湿度图的坐标及做法
2、湿度图的组成
（1）、等湿度线
（2）、等焓线
（3）、等相对湿度线
（4）、等干球温度线
（5）、蒸汽分压线
3、湿度图的应用
湿空气的两个相对独立的参数为：
三、干燥器的物料衡算
物料衡算要解决的问题是：
（1）、
（2）、
1、物料含水量的表示方法
湿基含水量干基含水量定义
符号
表达式
互相换算
2、水分蒸发量
水分蒸发量的三种不同形式的表达式分别为：
（1）
（2）
（3）
3.空气消耗量
空气消耗量的计算公式为：
说明：
（1）、
（2）、
（3）、
四、干燥速率和干燥时间
1、物料中所含的水分
（1）
吸附水分
毛细管水分
溶胀水分
（2）
平衡水分
自由水分
（3）
结合水分
非结合水分
这几种水分之间的关系如何？用图示的形式表示：
2、干燥速率及其影响因素
（1）干燥速率
A.定义：
B.符号：
C.表达式：
（2）干燥速率曲线
由干燥速率曲线可知：
A.
B.
C.
D.
E
(3)影响干燥速率的因素
影响因素有：
A.
B.
C.
D.
E.
F.
3.干燥时间
在恒定干燥条件下，物料从最初含水量X1,干燥到最终含水量X2所需要的时间为：
其中，等速干燥阶段的干燥时间为：
降速干燥的干燥时间为：
五、干燥器
1、工业生产对干燥器的一般要求是：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
2.干燥器的分类
3.干燥器的结构和特点
结构特点优点缺点适用场合厢式干燥器
转筒干燥器
气流干燥器
流化床干燥器
滚筒干燥器
喷雾干燥器
4.流化床干燥器的基本操作
【经典习题】
1.已知湿空气的总压p t=101.3kPa，相对湿度 =0.6，干球温度t=30℃。试求：
①湿度H；②露点t d；③绝热饱和温度；④将上述状况的空气在预热器中加热至100℃所需的热量。已知空气质量流量为100kg（以绝干空气计）/h；⑤送入预热器的湿空气体积流量，m3/h。
2.已知湿空气的总压为101.3kPa相对湿度为50%，干球温度为20℃。试用I-H图求解：
（a）水气分压p；
（b）湿度H；
（c）焓I；
（d）露点t d；
（e）湿球温度t W；
（f）如将含500kg/h干空气的湿空气预热至
117℃，求所需热量Q。
3.今有一干燥器，湿物料处理量为800kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。干燥介质为空气，初温15℃，相对湿度为50%，经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器时降温至45℃，相对湿度为80%。
试求：（a）水分蒸发量W；
（b）空气消耗量L、单位空气消耗量l；
（c）如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量V。
4.有一间歇操作干燥器，有一批物料的干燥速率曲线如图7-15所示。若将该物料由含水量w1=27%干燥到w2=5%（均为湿基），湿物料的质量为200kg，干燥表面积为0.025m2/kg干物料，装卸时间τ′=1h，试确定每批物料的干燥周期。
5.湿空气在总压101.3KPa、温度60℃下，湿度为0.03kg水汽/kg干气。试计算：
（1）、该湿空气的相对湿度及容纳水分的最大能力；
（2）、若总压不变，而将空气冷却至40℃，则相对湿度及容纳水分的最大能力有何变化？（3）、若总压不变，而空气冷却至20℃，计算每千克干空气所析出水分量；
（4）、若温度仍为60℃，而将系统总压提高到150KPa，则相对湿度及容纳水分的最大能力又有何变化？
（5）、若温度仍为60℃，而将系统总压提高到600KPa，计算每千克干空气所析出的水分量。
【真题拾贝】
1.有一干燥器用空气作为介质干燥盐类结晶，每小时处理湿物料2000kg，干燥操作使物料的湿基含水量由40%减至5%，在这一过程中水分的蒸发量为（）
A.0.205kg/s
B.0.205kg/h
C.0.324kg/s
D.0.324kg/h
2.下列关于流化床干燥器操作错误的是（）
A.开炉前首先检查送风机和引风机
B.投料前应先开大蒸汽阀门进行烤炉
C.根据进料量调节风量和热风温度
D.经常检查风机的轴承温度，机身有无振动以及风道有无漏风
3.下列关于干燥的说法正确的是（）
A.热空气作为对流干燥介质既是载热体又是载湿体
B.辐射干燥产品干燥均匀而洁净，电能消耗也少
C.目前工业上应用最普遍的传导干燥
D.常压干燥适用于干燥易氧化的物料
4.干球温度和湿球温度的差别越大，说明（）
A.湿空气的吸湿能力越弱
B.湿空气的吸湿能力越强
C.湿空气的绝对湿度越大
D.湿空气的相对湿度越大
5.选择干燥器主要根据物料的性质，下列选择错误的是（）
A.选用转筒式干燥器干燥散粒状物料
B.选用厢式干燥器干燥颗粒易破碎的物料
C.选用流化床干燥器干燥块状物料
D选用喷雾干燥器干燥牛奶、蛋粉、医药品等热敏性物料
6.对于不饱和湿空气，干球温度t，湿球温度tw和露点td，这三者的关系是（）
A.t B.t>tw>td C.td D.td>t>tw 7.绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降。此温度等于循环水的温度，称为该空气的（） A.湿球温度 B.干球温度 C.平衡温度 D.绝热饱和温度 8.适用于沸腾床干燥的物料状态是（） A.浆状 B.膏状 C.粉粒状 D.片状 9.干燥操作时，鼓风机的送风量与空气的温度和湿度有关，选定鼓风机依据的季节是（） A.春 B.夏 C.秋 D.冬 10、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为( )。 A. 结合水； B. 平衡含水量； C. 临界含水量； D. 自由含水量 11、大量空气和少量水长期接触后水面的温度等于空气的（）。 A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 绝热饱和温度； D. 露点温度 12、干燥操作的经济性主要取决于（） A.能耗和干燥速率； B.能耗和热量的利用率； C. 干燥速率； D. 干燥介质。 13、空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度（）。 A. 愈低、 B. 愈高； C. 不变 14、已知湿空气的总压为101.3kPa,相对湿度为70%，干球温度为20℃。试求： （1）湿度H；（2）水蒸气分压p；（3）焓I；（4）如将空气预热到97℃进入干燥器，对于每小时100kg干空气，所需热量为多少？（5）每小时送入预热器的湿空气体积。 （水在20℃时的饱和蒸汽压2.32kPa） 15、某化工厂有一干燥器，湿物料处理量为1000kg/h。要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。干燥介质为空气，初温15℃，湿度为0.005kg水/kg干气，经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器时降温至45℃，湿度为0.052kg水/kg干气，风机装在预热器前。试求： （1）水分蒸发量，kg/h； （2）干气消耗量，kg干气/h； 风机的风量，m3/h 【习题巩固】 一.填空题 1.干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。 2.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。 3.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水 汽的能力_________;当φ=0时。表示该空气为___________。 4.在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；首先除去的水分为____________；不能用干燥方法除的水分为__________。 5.已知某物料含水量X =0.4kg水.kg-1绝干料，从该物料干燥速率曲线可知：临界含水量Xc=0.25kg水.kg-1绝干料，平衡含水量X*=0.05kg水.kg-1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________。 6.在等速干燥阶段，干燥速率____________，物料表面始终保持被润湿，物料表面的温度等于________________，而在干燥的降速阶段物料的温度_________________。 7.固体物料的干燥是属于______________过程，干燥过程得以进行的条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力____________________________。 8.固体物料的干燥，一般分为_________________两个阶段。 9.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td间的关系是______________。 10.由干燥速率曲线可知恒速干燥阶段所除去的水分是__________，降速干燥阶段除去的水分是_______________。 11.等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 12.对高温下不太敏感的块状和散粒状的物料的干燥，通常可采用__________干燥器，当干燥液状或浆状的物料时，常采用______________干燥器。 13.恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为______________；其对应的物料含水量称为_____________________。 14.物料的临界含水量的大小与______________________________________ _________________等因素有关。 15. 1kg绝干空气及_____________________所具有的焓，称为湿空气的焓。 16.在一定干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量会_________，而干燥所需的时间会____________。 二.选择题 1.干燥是（）过程。 A.传质； B.传热； C.传热和传质。 2.空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对温度（）。 A.愈低、 B.愈高； C.不变 3.当空气的t=tw=td时，说明空气的相对湿度φ（）。 A. =100%； B.＞100%； C.＜100% 4.湿空气经预热后，空气的焓增大，而（）。 A. H，φ都升高； B. H不变φ降低； C. H，φ都降低 5.作为干燥介质的热空气，一般应是（）的空气。 A.饱和； B.不饱和； C.过饱和 6.在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为（），不能除去水分为（）。 A.结合水分； B.非结合水分； C.平衡水分； D.自由水分。 7.恒速干燥阶段，物料的表面温度等于空气的（）。 A.干球温度； B.湿球温度； C.露点 8.影响恒速干燥速率的主要因素是（）。 A.物料的性质； B.物料的含水量； C.空气的状态 9.影响降速干燥阶段干燥速率的主要因素是（）。 A.空气的状态； B.空气的流速和流向； C.物料性质与形状。 10.将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的（）。 A.湿球温度； B.绝热饱和温度； C.露点 11.在干燥流程中，湿空气经预热器预热后，其温度（），相对湿度（）。 A.升高； B.降低； C.不变 12.物料中非结合水分的特点之一是其产生的水蒸汽压（）同温度下纯水的饱和蒸汽压。 A.大于； B.小于； C.等于 13.实验结果表明：对于空气一水蒸汽系统，当空气流速较大时，其绝热饱和温度（）湿球温度。 A.大于； B.等于； C.小于； D.近似等于 14.对不饱和的湿空气，其露点（）湿球温度（）干球温度。 A.大于； B.等于； C.小于 15.在一定的干燥条件下，物料厚度增加，物料的临界含水量XC（），而干燥所需的时间（）。 A.增加； B.减少； C.不变 16.若离开干燥器的空气温度（t）降低而湿度（H）提高，则干燥器的热效率会（），而空气消耗量会（）。 A.减少； B.不变； C.增加 干燥 一、填空题： 1、空气湿度的测定是比较麻烦的，实际工作中常通过（），然后经过计算得到。 2、一定状态的空气容纳水分的极限能力为（） 3、物料与一定湿度的空气接触，不能被除去的水分称为（）。 4、干燥过程可分为两个阶段：（）和（），两个干燥阶段的交点称为（），与其对应的物料含水量称为（）。 5、恒速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（）。 6、降速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（），与外部的干燥条件关系不大。 7、临界含水量X 随（）的不同而异。 8、平衡水分X*与（）有关。 9、在连续干燥中，常采用湿物料与热空气并流操作的目的在于（），代价是（）。 10、干燥过程中采用中间加热方式的优点是（），代价是（）。 11、干燥过程中采用废气再循环的目的是（），代价是（）。 12、干燥速率是指（），其微分表达式为（）。 13、恒速干燥阶段干燥时间T=（） 14、若降速干燥阶段的干燥速率与物料的含水量X呈线性变化，干燥时间T=（） 15、干燥器按加热的方式可分为（），（），（）和介电加热干燥器。 16、干燥器中气体和物料的流动方式可分为（）、（）和（）。 17、结合水分和非结合水分的区别是（）。 时，若水的初温不同，对测定结果（）影响（有或没有）。 18、测定湿球温度t W 二、判断题： 1、只要知道湿空气的性质参数（如湿度H，相对湿度φ，比容vH，比热CH， ，绝热饱和温度tas，露点td）中的任意两个焓IH，干球温度t，湿球温度t W 就可确定其状态。（） 2、温度为t的湿空气，增大湿度其湿球温度升高。（） 3、同一房间内不同物体的平衡水汽分压相同，温度相等。（） 4、物料的平衡水分与物料的堆放方式有关。（） 5、物料的平衡水分是物料与一定状态的空气接触能被干燥的限度。（） 6、结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。（） 7、平衡水分必定是结合水分。（） 8、一定的温度下，物料中结合水分不仅与物料有关，而且与空气的状态有关。（） 9、等温干燥过程必定是升焓干燥过程。（） 三、选择题 化工原理干燥试题及答 案 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688] 干燥 一、填空题： 1、空气湿度的测定是比较麻烦的，实际工作中常通过（），然后经过计算得到。 2、一定状态的空气容纳水分的极限能力为（） 3、物料与一定湿度的空气接触，不能被除去的水分称为（）。 4、干燥过程可分为两个阶段：（）和（），两个干燥阶段的交点称为（），与其对应的物料含水量称为（）。 5、恒速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（）。 6、降速干燥阶段又称为（），其干燥速率的大小取决于（），与外部的干燥条件关系不大。 随（）的不同而异。 7、临界含水量X 8、平衡水分X*与（）有关。 9、在连续干燥中，常采用湿物料与热空气并流操作的目的在于（），代价是（）。 10、干燥过程中采用中间加热方式的优点是（），代价是（）。 11、干燥过程中采用废气再循环的目的是（），代价是（）。 12、干燥速率是指（），其微分表达式为（）。 13、恒速干燥阶段干燥时间T=（） 14、若降速干燥阶段的干燥速率与物料的含水量X呈线性变化，干燥时间T=（） 15、干燥器按加热的方式可分为（），（），（）和介电加热干燥器。 16、干燥器中气体和物料的流动方式可分为（）、（）和（）。 17、结合水分和非结合水分的区别是（）。 时，若水的初温不同，对测定结果（）影响（有或没18、测定湿球温度t W 有）。 二、判断题： 1、只要知道湿空气的性质参数（如湿度H，相对湿度φ，比容vH，比热CH， ，绝热饱和温度tas，露点td）中的任意两个焓IH，干球温度t，湿球温度t W 就可确定其状态。（） 2、温度为t的湿空气，增大湿度其湿球温度升高。（） 3、同一房间内不同物体的平衡水汽分压相同，温度相等。（） 4、物料的平衡水分与物料的堆放方式有关。（） 5、物料的平衡水分是物料与一定状态的空气接触能被干燥的限度。（） 6、结合水的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。（） 7、平衡水分必定是结合水分。（） 8、一定的温度下，物料中结合水分不仅与物料有关，而且与空气的状态有关。（） 9、等温干燥过程必定是升焓干燥过程。（） 三、选择题 1、一定状态的空气温度不变，增大总压，则湿度（），容纳水分的能力（），所以干燥过程多半在常压或真空条件下进行。 化工原理实验试题3 1、干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。 答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。 2、在一实际精馏塔内，已知理论板数为5块，F=1kmol/h,xf=0.5,泡点进料，在某一回流比下得到D ＝0.2kmol/h,xD=0.9,xW=0.4，现下达生产指标，要求在料液不变及xD 不小于0.9的条件下，增加馏出液产量，有人认为，由于本塔的冷凝器和塔釜能力均较富裕，因此，完全可以采取操作措施，提高馏出物的产量，并有可能达到D ＝0.56kmol/h ，你认为： （1） 此种说法有无根据？可采取的操作措施是什么？ （2） 提高馏出液量在实际上受到的限制因素有哪些？ 答：在一定的范围内，提高回流比，相当于提高了提馏段蒸汽回流量，可以降低xW ，从而提高了馏出液的产量；由于xD 不变，故进料位置上移，也可提高馏出液的产量，这两种措施均能增加提馏段的分离能力。 D 的极限值由 DxD 1.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法： ( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对； C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。 第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零， 此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 3.离心泵吸入管路底阀的作用是（ B ）。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见，离心泵的实际安装高度应比理论安装高度（ B ）。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用（ C ）。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ A ）。 A.Qe=0,Ne≈0 B. Qe>0,Ne>0 C. Qe<0,Ne<0 7.离心泵的调节阀开大时，则（ B ）。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小 C.泵吸入口处真空度减小 D.泵工作点的扬程升高 干燥试题 一、填空题 1. 离开干燥器的湿空气温度t2比绝热饱和温度_____.目的是___________. 高20-50K、防止干燥产品反潮 2. 物料中的水分与空气达到平衡时，物料表面所产生的水蒸汽分压与空气 中水蒸汽分压__________________. 相等 3. 非吸水性物料，如黄沙、瓷土等平衡水分接近于_______________. 零 4．未饱和湿空气与同温度水接触，则传质方向为________。若未饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽压相同，则传热方向为________ 。水向空气传递；热量向空气传递 5．未饱和湿空气与同温度水接触，则传质方向为________。若未饱和空气中的水汽分压与水表面的饱和蒸汽压相同，则传热方向为________ 。水向空气；空气向水 6.固体物料的去湿方法主要有、、和 。机械去湿、吸附去湿、冷冻去湿、供热去湿 7.干燥过程的供热式有、、和 。传导、对流、辐射、介电 8.空气干燥过程的实质为和两个过程。传热、传质 9.湿空气的性质是以为基准来描述的。1kg绝干空气 10. 干燥的必要条件是、 。 11.常见的干燥器类型主要有、、 和。气流干燥器、转筒干燥器、流化干燥器 12.物料中的水分，按能否除去可分为和。自由水、平衡水 13.物料中的水分，按除去的难易程度的不同可分为和。结合水、非结合水 14.干燥速率是指。单位时间单位干燥面积所除去的水分量。 15.干燥曲线一般分为、和三个阶段。升温干燥阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段 16.影响干燥速率的因素主要为、、、、、空气的温度，相对湿度，物料含水量，物料的形状、粒度 二、选择题 化工原理干燥实验报告 一、摘要 本实验在了解沸腾流化床干燥器的基本流程及操作方法的基础上，通过沸腾流化床干燥器的实验装置测定干燥速率曲线，物料含水量、床层温度与时间的关系曲线，流化床压降与气速曲线。 干燥实验中通过计算含水率、平均含水率、干燥速率来测定干燥速率曲线和含水量、床层温度与时间的关系曲线；流化床实验中通过计算标准状况下空气体积、使用状态下空气体积、空气流速来测定流化床压降与气速曲线。 二、实验目的 1、了解流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度时间变化的关系曲线。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数kH及降速阶段的比例系数KX。 三、实验原理 1、流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得 到流化床床层压降与气速的关系曲线（如图）。 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段。D点处的流速即被称为带出速度(u0)。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而是沿CA’变化。C点处的流速被称为起始流化速度(umf)。 在生产操作过程中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2、干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被那干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（见下图）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速 干燥 1、干燥实验中，哪些干燥条件应恒定不变？在此条件下进行长时间干燥，最终能否得到绝干物料？ 2、结合水与平分有何区别和联系？ 答：平分是空气状态和物料特性的函数，对一定的物料，平分随空气状态而变化。平分是在一定空气状态下不能被干燥除去的水分，是干燥的极限。 结合水只与物料的特性有关，而与空气的状态无关。结合水是能与饱和湿空气平衡的湿物料所含水分的最低值，湿物料的含水量低于此值便会从饱和湿空气中吸收水分。 一般地，结合水的一部分是自由水分，其能被干燥除去；另一部分是平分，其不能被一定状态的空气干燥除去。 3、如何区别平分和自由水分？（5分） 4、请示意性的画出湿空气的湿焓图，对于任意空气状态指出它的状态点：水气分压p，湿度H；焓I；露点t d；湿球温度t W；相对湿度φ。 水气分压p， 湿度H； 焓I； 露点t d； 湿球温度t W； 相对湿度φ 画出图（2分） 并指出上述六个参数。（4分） 5、湿球温度 6、绝热饱和温度 下册干燥 湿度、相对湿度、焓 带循环的干燥器物料衡算（求循环量） 热量衡算（求温度） 预热器热量【例5－5】 三、请回答下列问题（10分） ３、（２０分）某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥，湿物料的流量为1kg/s，初始湿基含水量为3.5%，干燥产品的湿基含水量为0.5%。空气的状况为：初始温度为25℃，湿度为0.005kg水分/kg干空气，经预热后进干燥器的温度为140℃，若离开干燥器的温度选定为60℃，试计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。假设空气在干燥器经历等焓过程，I=（1.01+1.88H）t+2490H。 一、（20分）采用常压干燥器干燥物料，每小时处理2000kg ，干燥操作使物料的湿基含量 由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20?C ，湿度H 0=0.009kg 水/kg 绝干空气，经预热器加热至120?C 后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为40?C ，若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。已知湿空气焓的计算式为I=(1.01+1.88H)t+2490H ，试求： （1） 水分蒸发量W(kg/s)； （2） 绝干空气消耗量L(kg 绝干空气/s)； （3） 干燥收率为95% 时的产品量； （4） 如鼓风机装在新鲜空气入口处，风机的风量应为多少m 3 /s 。 六、（共20分） 解：（1）水分蒸发量 s /205Kg .005 .0105 .04.036002000w 1w w G w 2211 =--?=--= （4分） （2）绝干空气消耗量 1 2H H w L -= 其中 H 1=H 0=0.009 kg 水/kg 绝干气 求H 2： 因 I 1 = I 2 2221112490H t )88H .101.1(2490H t )88H .101.1(++=++ 222490H 40)88H .101.1(009.02490120)009.088.101.1(+?+=?+??+ 解得 H 2 = 0.041 kg 水/kg 绝干空气 则 s kg /406.6009.0041.0205 .0L 绝干空气=-= （6分） （3）s /351kg .0205.03600 2000 W G G 12=-=-= 或 s /351kg .005 .04 .0136002000w -1w 1G G 211 2=-?=-= 又 干燥收率的定义为 %100%1002 2?'=?= G G 理论产品量实际产品量 η 所以 s kg G G /333.0%95351.022 =?=='η （6分） （4）C 20t 0?=，绝干空气水kg /009kg .0H 0= 时空气的湿比容为 实验一 干燥实验 一、实验目的 1. 了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作技术。 2. 掌握恒定条件下物料干燥速率曲线的测定方法。 3. 测定湿物料的临界含水量X C ，加深对其概念及影响因素的理解。 4. 熟悉恒速阶段传质系数K H 、物料与空气之间的对流传热系数α的测定方法。 二、实验内容 1. 在空气流量、温度不变的情况下，测定物料的干燥速率曲线和临界含水量，并了解其 影响因素。 2. 测定恒速阶段物料与空气之间的对流传热系数α和传质系数K H 。 三、基本原理 干燥操作是采用某种方式将热量传给湿物料，使湿物料中水分蒸发分离的操作。干燥操作同时伴有传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料含水性质和物料形状上的差异，水分传递速率的大小差别很大。概括起来说，影响传递速率的因素主要有：固体物料的种类、含水量、含水性质；固体物料层的厚度或颗粒的大小；热空气的温度、湿度和流速；热空气与固体物料间的相对运动方式。目前尚无法利用理论方法来计算干燥速率（除了绝对不吸水物质外），因此研究干燥速率大多采用实验的方法。 干燥实验的目的是用来测定干燥曲线和干燥速率曲线。为简化实验的影响因素，干燥实验是在恒定的干燥条件下进行的，即实验为间歇操作，采用大量空气干燥少量的物料，且空气进出干燥器时的状态如温度、湿度、气速以及空气与物料之间的流动方式均恒定不变。 本实验以热空气为加热介质，甘蔗渣滤饼为被干燥物。测定单位时间内湿物料的质量变化，实验进行到物料质量基本恒定为止。物料的含水量常用相对与物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的水分含量，用ω来表示。但因干燥时物料总量在变化，所以采用以干基料为基准的含水量X 表示更为方便。ω与X 的关系为： X = -ω ω 1 （8—1） 式中： X —干基含水量 kg 水/kg 绝干料； ω—湿基含水量 kg 水/kg 湿物料。 物料的绝干质量G C 是指在指定温度下物料放在恒温干燥箱中干燥到恒重时的质量。干燥曲线即物料的干基含水量X 与干燥时间τ的关系曲线，它说明物料在干燥过程中，干基含水量随干燥时间变化的关系。物料的干燥曲线的具体形状因物料性质及干燥条件而变，但是曲线的一般形状，如图（8—1）所示，开始的一小段为持续时间很短、斜率较小的直线段AB 段；随后为持续时间长、斜率较大的直线BC ；段以后的一段为曲线 《化工原理》 第九章干燥 一、填空题： 1.按操作方式分类,干燥可分为和 . 答案:连续干燥,间歇干燥 2..干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。答案：大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。 3.干燥这一单元操作，既属于传质过程，又属______________。 答案:传热过程 4.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。表示该空气为___________。 答案: 小；绝干空气 5.在一定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是根据___________而定的；平衡水分和自由水分是根据__________而定的。 答案:物料的性质；物料的性质和接触的空气状态 6.作为干燥介质的湿空气，其预热的目的____________________________ _____________________。 答案:降低相对湿度（增大吸湿的能力）和提高温度（增加其热焓） 7.除去固体物料中湿分的操作称为。 答案: 干燥 8.空气经过程达到饱和的温度称为绝热饱和温度。 答案: 绝热增湿 9. 在一定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为__________；首先除去的水 分为____________；不能用干燥方法除的水分为__________。 答案: 自由水分；非结合水分；平衡水分 10.湿空气的焓湿图由等湿度线群、等温线群、、水气分压线和相对湿度 线群构成。 答案:等焓线群 11.在进行干燥操作时，湿空气不可作为干燥介质。 答案:饱和（或φ=1） 12.表示单位质量绝干部空气中所含空气及水气的总容积称为湿空气的。 答案:比容 13. 某物料含水量为0.5 kg水.kg绝干料，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分 为0.1kg水.kg绝干料，则此物料的自由水分为_____________。 答案: 0.4 kg水.kg绝干料 14. 表面的温度等于________________，而在干燥的降速阶段物料的温度 _________________。 答案:最大或恒定、水分、热空气的湿球温度，上升或接近空气的温度 15.不饱和的空气在总不变的情况下，进行等湿冷却至饱和状态时的温度称 为。 答案: 露点温度 16. 当干燥一种易碎的物料，可采用_______________干燥器。 答案: 厢式 17. 在进行干燥操作时，湿空气不可作为干燥介质。 答案:饱和空气 18.表示单位质量绝干部空气中所含空气及水气的总容积称为湿空气的。 答案:湿度 19.湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓______________，相对湿度 __________。(增加、减少、不变) 答案: 不变、增加、减少 20. 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 d间 的关系是______________。 答案: t＞t w＞t d＞ 二、选择题 干燥 一、填空 1．在101.33kPa的总压下，在间壁式换热器中将温度为293K，相对湿度为80%的是空气加热，则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________,露点t d_________。 2．在101.33kPa的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2, 则该空气下列状态参数的变化趋势是：湿度：_____________，相对湿度：__________，露点t d_________。 3．在实际的干燥操作中，常用____________来测量空气的湿度。 4．测定空气中水汽分压的实验方法是测量__________。 5．对流干燥操作的必要条件是___________________；干燥过程是__________相结合的过程。 6．在101.33kPa的总压下，已知空气温为40℃，其相对湿度为60%，且40℃下水的饱和蒸汽压为7.38kPa，则该空气的湿度为_____________kg/kg绝干气，其焓为_______kJ/kg 绝干气。 7．在一定的温度和总压强下，以湿空气做干燥介质，当所用空气的湿度减少时，则湿物料的平衡水分相应__________，其自由水分相应___________。 8．恒定的干燥条件是指空气__________，____________，_____________均不变的过程。9．恒速干燥阶段又称__________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________； 降速干燥阶段又称_________控制阶段，影响该阶段干燥速度的主要因素是_________。 10.在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于__________。 11. 在常温和40℃下，测的湿物料的干基含水量X与空气的相对湿度之间的平衡关系为：当相对湿度=100%时，结合水含量为0.26kg/kg绝干料；当相对湿度=40%时，平衡含水量X*= 0.04kg/kg绝干料。已知该物料的初始含水量X1=0.43kg/kg绝干料，现让该物料在40℃下与与相对湿度为40%的空气充分接触，非结合水含量为______kg/kg绝干料，自由含水量为__________kg/kg绝干料。 12. 干燥速度的一般表达式为___________。在表面汽化控制阶段，则可将干燥速度表达式为_______________________。 13. 在恒定干燥条件下测的湿物料的干燥速度曲线如本题附图所示。其恒速阶段干燥速度为_________kg水（m2.h）,临界含水量为____________kg/kg绝干料，平衡含水量为____________kg/kg绝水量。 14. 理想干燥器或等焓干燥过程是指________________，干燥介质进入和离开干燥器的含焓值________________。 15. 写出三种对流干燥器的名称_________,_______________, _____________. 固体颗粒在气流干燥器中经历_______和_________两个运动阶段，其中_____是最有效的干燥区域。 二、选择题 1.已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数( ) A. H，p B. H，t d C. H, t D. I，t as 干燥习题与题解 一、填空题: 1. 在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越＿＿_. ***答案*** 大 2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 ***答案*** 干燥介质一热空气的湿球温度 3. 在实际的干燥操作中， 常用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来测量空气的湿度。 ***答案*** 干、湿球温度计 4. 1kg 绝干空气及_____________________所具有的焓，称为湿空气的焓。 ***答案*** 其所带的H kg 水汽 5. 某物料含水量为0.5 kg 水.kg 1-绝干料，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分为0.1kg 水.kg 1-绝干料，则此物料的自由水分为_____________。 ***答案*** 0.4 kg 水.kg 1- 绝干料 6. 已知在ｔ＝50℃、P ＝1atm 时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg ，则该空气的湿含量H ＝＿＿＿＿＿＿＿＿；相对湿度φ＝＿＿＿＿＿＿＿；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg ） ***答案*** 0.0488， 0.598 7. 恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，称为______________；其对应的物料含水量称为_____________________。 ***答案*** 临界点 、 临界含水量 8. 干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。 ***答案*** 大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。 9. 等焓干燥过程的条件是________________________________________________。 ***答案*** 干燥器内无补充热，无热损失，且被干燥的物料带进，带出干燥器的热量之差可以忽略不计。 10. 作为干燥介质的湿空气，其预热的目的_______________________________________。 ***答案*** 降低相对湿度（增大吸湿的能力）和提高温度（增加其热焓） 11. 当湿空气的总压一定时， 相对湿度φ仅与＿＿＿＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿＿＿＿有关。 ***答案*** H ， ｔ 12. 已知在常压及25℃下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为：相对湿度φ=100％ 时, 平衡含水量X * %100=?=0.02kg 水.kg 1- 绝干料；相对湿度φ=40％时, 平衡含水量 X *=0.007。现该物料含水量为0.23kg 水. kg 1- 绝干料,令其与25℃,φ=40％的空气接触, 则该物料的自由含水量为＿＿＿＿＿＿kg 水.kg 1-绝干料, 结合水含量为＿＿＿＿＿＿kg 水.kg 1-绝干料,非结合水的含量为＿＿＿＿＿＿kg 水.kg 1- 绝干料。 ***答案*** 自由含水量 X-X *=0.23-0.007=0.223； 结合水量为 X * %100=?=0.02 非结合水量 X-X *%100=?=0.23-0.02=0.21 13. 影响恒速干燥速率的因素主要是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 影响降速干燥速率的因素主要是＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 干燥实验 一、实验目的 1．掌握物料干燥速率曲线的测定方法 2．了解操作条件对干燥速率曲线的影响 二、实验任务 测定纸板在恒定干燥条件下的干燥曲线和干燥速率曲线 确定其平衡含水量X* 及其临界含水量X c 三、实验原理 干燥曲线X-T 将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。记录物料不同时间下质量，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分。再将物料烘干后称重得到绝干物料重，则物料中瞬间含水率为： 干燥速率曲线为U －X 的关系 干燥速率，单位时间单位面积上汽化水份量。 τ ττ?-= ??==+S G G S W Sd dW U i i 1 所测定的U 为物料的含水量有X i 下降至X i+1的干燥速率，为一个平均值。 Gc G G X c i i -＝， 是一个瞬时值，在U －X 图中X 应为平均值 S －被干燥物料的汽化面积 τ－干燥时间 △W －一定间隔干燥时间汽化的水份量，本实验中为3g △τ-每汽化△Wg 时水分所需要的干燥时间。 Xi －湿物料在I 时刻的干基含水量，kg 水/kg 绝干料 Gi ，G i ＋1――分别为△τ时间间隔内开始和终了时湿物料重量 Gc ――绝干物料的质量 四、实验设备流程 空气由风机输送,经孔板流量计，电加热器后进入干燥室，对试样进行干燥,干燥后的废气再经风机循环使用。电加热器由晶体管继电器控制，使空气的温度恒定。 干燥室前方装有干球及湿球温度计，干燥室后也装有干球温度计，用以测量干燥室内空气的热状况。风机出口端的温度计用以测量流经孔板流量计的空气温度,空气流量用蝶阀调节，任何时候该阀都不能全关，否则电加热器会因空气不流动过热而损坏。风机进口端的片式阀用于控制系统所吸入的新鲜空气,而出口端的片式阀门则由空气进口端的片式阀则用于调节系统向外排出的废气量。 五、实验步骤： 1．称量支架的重量，向湿球温度计中加水 2．打开面板右侧面上的总电源开关，这时风机启动，仪表自检后显示初始值。 3．打开加热I、加热II、加热III，预热 4．将电子天平复位调零 5．干燥室前干球温度计接近75℃时，断开加热III 化工原理实验复习 1.填空题 1．在精馏塔实验中，开始升温操作时的第一项工作应该是开循环冷却水。 2．在精馏实验中，判断精馏塔的操作是否稳定的方法是塔顶温度稳定 3．干燥过程可分为等速干燥和降速干燥。 4．干燥实验的主要目的之一是掌握干燥曲线和干燥速率曲线的测定方法。 5．实验结束后应清扫现场卫生，合格后方可离开。 6．在做实验报告时，对于实验数据处理有一个特别要求就是: 要有一组数据处理的计算示例。 7.在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q 值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8.干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。 9.在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在0.005mPa，如果达到0.008～0.01mPa，可能出现液泛，应该减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 10.在精馏实验中，确定进料状态参数q 需要测定进料温度，进料浓度参数。 11.某填料塔用水吸收空气中的氨气，当液体流量和进塔气体的浓度不变时，增大混合气体的流量，此时仍能进行正常操作，则尾气中氨气的浓度增大 12.在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率提高;若提高进口空气的湿度则干燥速率降低。 13.常见的精馏设备有填料塔和板式塔。 14.理论塔板数的测定可用逐板计算法和图解法。 15.理论塔板是指离开该塔板的气液两相互成平衡的塔板。 16.填料塔和板式塔分别用等板高度和全塔效率来分析、评价它们的分离性能。 2.简答题 一.精馏实验 1.其它条件都不变，只改变回流比，对塔性能会产生什么影响？答：精馏中的回流比R，在塔的设计中是影响设备费用（塔板数、再沸器、及冷凝器传热面积）和操作费用（加热蒸汽及冷却水消耗量）的一个重要因素，所以 一、填空题 1、对流干燥操作的必要条件是（湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水汽分压）；干燥过程是（热量传递和质量传递 ）相结合的过程。 2、在实际的干燥操作中，常用（ 干湿球温度计）来测量空气的温度。 3、恒定得干燥条件是指（温度）、（湿度）、（流速）均不变的干燥过程。 4、在一定得温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用湿空气的相对湿度?较大时，则湿物料得平衡水分相应（增大），自由水分相应（减少）。 5、恒速干燥阶段又称（表面汽化）控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是（干燥介质的状况、流速及其与物料的接触方式）；降速干燥阶段又称（内部迁移）控制阶段，影响该阶段干燥速率的主要因素是（物料结构、尺寸及其与干燥介质的接触方式、物料本身的温度等）。 6、在恒速干燥阶段，湿物料表面的温度近似等于（热空气的湿球温度）。 7、可用来判断湿空气的干燥能力的大小的性质是 相对湿度 。 8、湿空气在预热过程中，湿度 不变 温度 增加 。 9、干燥进行的必要条件是 干燥介质是不饱和的热空气 。 10、干燥过程所消耗的热量用于 加热空气 ， 加热湿物料 、 气化水分 、 补偿热损失 。 二、选择题 1、已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数（C ）。A ．p H , B.d t H , C.t H , D.as t I , 2、在恒定条件下将含水量为（干基,下同）的湿物料进行干燥。当干燥至含水量为时干燥速率下降，再继续干燥至恒重，测得此时含水量为，则物料的临界含水量为（A ），平衡水分为（C ）。 3、已知物料的临界含水量为（干基,下同），先将该物料从初始含水量干燥降至，则干燥终了时物料表面温度θ为（A ）。A. w t ?θ B. w t =θ C. d t =θ D. t =θ 4、利用空气作干燥介质干燥热敏性物料，且干燥处于降速阶段，欲缩短干燥时间，则可采取的最有效措施是（ B ）。 A.提高干燥介质的温度 B.增大干燥面积、减薄物料厚度 C.降低干燥介质相对湿度 D.提高空气流速 5、湿空气在预热过程中不变化的参数是（B ）。 A ．焓 B.湿度 C.湿球温度 D.露点 6、物料的平衡水分一定是（A ）。A ．结合水分 B.非结合水分 C.临界水分 D.自由水分 7、以下关于对流干燥过程的特点，哪种说法不正确（D ） A 对流干燥过程是气固两相热、质同时传递的过程； B 对流干燥过程中气体传热给固体； C 对流干燥过程湿物料的水被汽化进入气相； D 对流干燥过程中湿物料表面温度始终恒定于空气的湿球温度。 8、在总压不变的条件下，将湿空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾，此时的冷壁温度称为（C ）A 湿球温度 B 干球温度 C 露点 D 绝对饱和温度 9、在总压，温度20℃下，某空气的湿度为水/ Kg 干空气,现维持总压不变,将空气温度升高到50℃,则相对湿度:( B)A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 10、在总压，温度20℃下，某空气的湿度为水/ Kg 干空气,现维持温度不变,将总压升高到125kPa ,则相对湿度:(A)A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断 11、将湿空气通过一个冷却器，使其温度由t 1变为t 2(t 2高于空气的露点),则在此冷却过程中,湿空气的哪个参数未发生变化: (A )A 湿度 B 相对湿度 C 焓 D 比体积 12、绝热增湿过程可近似地认为是（A ）A 等焓过程 B 等熵过程 C 等温过程 D 等湿过程 13、设有流量为V 1、V 2（Kg 干空气/秒）的两股湿空气相混，其中第一股的湿空气的湿度为H 1，第二股湿空 北京化工大学 实验报告 流化床干燥实验 一、摘要 本实验通过对湿的小麦的干燥过程，要求掌握干燥的基本流程及流化床流化曲线的定，流化床床层压降与气速的关系曲线，物料含水量及床层温度随时间的变化 关系，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传值系数kH及降速阶段的比例系数KX。 二、关键词：流化床干燥、物料干燥速率、物料含水量、流化床床层压降、临界含水量 三、实验目的及任务 1、熟悉流化床干燥器的基本流程及操作方法。 2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。 3、测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。。 4、掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及 恒速阶段的传值系数k H及降速阶段的比例系数K X 四、实验原理 1.流化曲线 在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线。（如图一） 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在对数坐标系中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。 当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气 速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入了气流输送阶段，D点处的流速即被称为带出速度。 在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点当气速继续降低，曲线无法按CBA继续变化，而是沿CA'变化。C点处的流速被称为起始流化速度（umf）在生产操作中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压降来判断床层流化的优劣。 2干燥特性曲线 将湿物料置于一定的干燥条件下，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线，干燥过程可分为以下三阶段。 第七章 干 燥 湿空气的性质 【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60?=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度?与湿度H 。 解 湿空气总压.1013p kPa = (1).06?=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375) 0622 0622002841013067375 s s p H kg kg p p ???==?=--?．水干气 焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +??+?= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..93 07541234 V s p p ?===． 湿度 . (93) 0622 =062200629101393 V V p H kg kg p p =?=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70?=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。 解 总压.,.101333033007p kPa t K ?====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241) 0622 06220018810133074241 s s p H kg kg p p ???==?=--?．．水／干气 (2) 饱和湿度 (4241) 0622 062200272101334241 s s s p H kg kg p p ==?=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622s s s p H p p =- (1013300188) 2970622062200188 s s s pH p kPa H ?= ==++ 从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t = (4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为 ()..1011882492H H t H =++ 本科实习报告 学院化学工程 学生姓名张锡坤 专业化学工程与工艺 学号 2014141492186 年级 2014级 指导教师何凌 教务处制表 二ΟΟ六年 12 月 20日 对流干燥实验 一、实验目的 （1）了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。 （2）掌握物料干燥曲线的测定方法。 （3）测定湿物料的临界含水量X C 。 （4）加强对干燥原理的理解，掌握影响干燥速率的因素。 二、实验原理 干燥是以热能为动力，利用分子浓度不同所带来的扩散性去除固体物料中湿份的操作。干燥过程中，物料首先被空气预热，温度上升到空气的湿球温度，干燥速率上升，随后保持平衡，温度不变，干燥速率恒定。当物料中的自由水被干燥完全后，干燥速率下降，最后至为0，到达水分的平衡。实际过程中，物料的预热时间很短，可以被忽略。 （1）干燥曲线。 干燥曲线是物料的湿含量X 与干燥时间τ的关系曲线。它反映了物料在干燥过程中湿含量随干燥时间的变化关系，其具体形状因物料性质及干燥条件而有所不同，干燥曲线的基本变化趋势如图3-15所示。干燥曲线中BC 段为直线，CD 段为曲线，直线和曲线的交点为临界点，临界点的物料湿含量为临界湿含量XC 。 （2）干燥速率曲线。 干燥速率曲线是干燥速率与物料湿含量的关系曲 线。它反映了物料干燥过程的基本规律，如图所示。从图中可以明显看出，湿物料在干燥过程中经历了三个阶段：物料预热升温段、恒速干燥段和降速干燥段。常常采用实验的方法来测定干燥速率曲线。干燥速率曲线是工业干燥器设计的依据，因而具有重要的现实意义。 干燥速率是以单位时间内、单位面积上所汽化的水分量来表示，其数学式为 τ τAd dX G Ad dW c == u （3-36） 式中：u ——干燥速率，s m ?2 /kg 水； W ——汽化水分量，kg ； G C ——绝干物料量，kg ； X ——湿物料的干基含湿量，kg 水/kg 绝干物料； 图3-16干燥速率曲线化工原理干燥试题及答案
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