第13章_干燥_复习题

第十三章干燥复习题

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. 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_________。

3. 干燥速率曲线是在恒定干燥条件下测定的，其恒定干燥条件是指：_________________均恒定。

4. 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。

5. 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__________。

6. 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X=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________。

7. 作为干燥介质的湿空气，其预热的目的______________________________________。

8. 固体物料的干燥，一般分为_________________两个阶段。

9. 在对流干燥器中最常用的干燥介质是_______________，它既是__________又是______。

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t w和露点t d间的关系是______________。

11. 在干燥过程中，当物料中表面水分汽化速率___________内部水分扩散速率时，干燥即进入恒速干燥阶段。

12. 1kg绝干空气及_____________________所具有的焓，称为湿空气的焓。

13. 根据水分与物料的结合方式不同，其物料中的水分可分_______________

_________________。

14. 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)

15. 饱和空气在恒压下冷却，温度由ｔ1降至ｔ2，此时其相对湿度＿＿＿，湿度＿＿＿＿＿，湿球温度＿＿＿＿＿，露点＿＿＿＿＿。

16. 恒定的干燥条件是指空气的＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿都不变。

17. 测定空气中的水汽分压的实验方法是测量＿＿＿＿＿＿＿.

18. 对于为水蒸汽所饱和的空气,则其干球温度ｔ,湿球温度ｔw，绝热饱和温度ｔas,露点温度ｔd的关系是ｔ＿＿ｔd ＿ｔw ＿＿ｔas 。

19. 干燥操作的必要条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________

干燥过程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿相结合的过程。

20. 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*=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。

22. 若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)。

23.用相对湿度φ＝0. 6的空气干燥含水量为0.43（干基）的湿木材。木材水份含量和空气相

对湿度的关系如图所示。

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. 恒定条件下恒定干燥传质速率方程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；恒定条件下恒速干燥传热速率方程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

25. 湿空气在293K和总压101.3kN.m-2下，湿度为0.0438kg水.kg-1绝干气，则100m3该空气中含有的绝干空气量L为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿kg绝干气。

二、选择题

1.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。

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（）干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。

A. 等于；

B. 小于；

C. 大于

3. 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;

4. 干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（）。所以干燥在任务相同的条件下（）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。

A. 冬季；

B. 夏季；

C. 增加；

D. 不变；

E. 减少

5. 湿空气在预热过程中不变化的参数是( )

A. 焓;

B. 相对湿度;

C. 露点温度;

D. 湿球温度。

6. 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

7. ⑴绝热饱和温度t as是大量的循环水与进入的空气在绝热增湿塔接触时湿空气最后达到的饱和状态温度，它等于循环水的温度。⑵湿球温度t w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判断是：( )。

A. 两者都对；

B. 两者都不对；

C. ⑴对⑵不对；

D. ⑵对⑴不对。

8. 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：( )。

A. 愈高；

B. 愈低；

C. 不变；

D. 不一定，尚与其它因素有关。

9. 空气的饱和湿度H as是湿空气的如下参数的函数：( ) 。

A. 总压及干球温度；

B. 总压及湿球温度；

C. 总压及露点；

D. 湿球温度及焓。

10. 在湿球温度ｔw的计算式中，k H/α之比值：( )。

A. 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 H/α∝u

C. k H/α∝u ；

D. 不一定，与多种因素有关。***答案*** A

11. 当湿度和温度相同时，相对湿度与总压的关系是：( )。

A. 成正比；

B. 成反比；

C. 无关；

D. φ与p s成正比。

12. 一定湿度H的湿空气，随着总压的降低，露点相应地：( )。

A. 升高；

B. 降低；

C. 不变；

D. 不一定，还与其它因素有关。

13. 同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量:( ) 。

A. 减小；

B. 不变；

C. 增大；

D. 不一定。

14. 同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量( )。

A. 愈低；

B. 愈高；

C. 不变；

D. 不一定。

15. 真空干燥的主要优点是：( )

A. 省钱;

B. 干燥速率缓慢;

C. 能避免物料发生不利反应;

D. 能避免表面硬化。

16. 干燥热敏性物料时，为提高干燥速率，可采取的措施是( )

A. 提高干燥介质的温度；

B. 增大干燥面积；

C. 降低干燥介质相对湿度；

D. 增大干燥介质流速

17. 已知湿空气的下列哪两个参数，利用H－Ｉ图可以查得其他未知参数( )。

A. (tw,t);

B. (t d,H);

C. (p,H);

D. (I,t d )。

18 物料中的平衡水分随温度升高而( )。

A. 增大；

B. 减小；

C. 不变；

D. 不一定，还与其它因素有关。

19. 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

三、问答题

1.为什么湿空气进入干燥器前，都先经预热器预热？

2. 要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可采取哪些措施？

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？

4. 在对流干燥过程中。为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？

5. 如何强化干燥过程？

6. 为什么临界含水量Xc的确定对于如何强化具体的干燥过程具有重要的意义?下列两种情况下Xc将会变大还是变小? （1）提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时；（2）物料的厚度减小时。试从干燥机理加以分析。

四、计算题

1. 在常压干燥器中，将某物料从含水量3.7％干燥到0.2％（均为湿基），干燥产品产量为1000kg.h-1。温度25℃、相对湿度55%的原空气经过预热器加热到85℃后再进入干燥器，离开干燥器时的温度为30℃，物料进、出干燥器时的温度分别为24℃和60℃，绝干物料比热为0.36kJ.kg 绝干料.℃，假设干燥器的热损失为9.05kw，试求：（1）绝干空气流量（kg绝干气.h-1）；（2）预热器中的传热量（kJ.h-1）。（25℃时水的饱和蒸汽压＝3.168kP）。

***答案***

物料衡算：L(H2－H1)=Gc(X1－X2)=W；G C=G2(1－ｗ2)=1000(1－0.002)=998kg绝干料.h-1 X1=0.037/(1－0.037)=0.0384 ；X2=0.002/(1－0.002)=0.002

W=G C(X1－X2)=998(0.0384－0.002)=36.33kg水.h-1

已知25℃时水的饱和蒸气压ｐS=3.168kPａ；ｐw=φｐS=0.55×3.168=1.7424kPａ

H1=H0=0.622ｐW/(P－ｐW)=0.0109kg水.kg-1绝干气

∴L(H2－0.0109)=36.33 (ａ)

热量衡算：∵ LI0+G C C Pm t1+Q P+Q d+Q补＝LI2+G C C Pm t2+Q损

其中：Ｉ0=(1.01+1.88×0.0109)×25+2490×0.0109 =52.9 kJ.kg-1绝干气

Ｉ1=(1.01+1.88×0.0109)×85+2490×0.0109 =114.7kJ.kg 绝干气

Ｉ2 =(1.01+1.88H2)×30+2490×H2 =30.3＋2546H2

湿物料的焓(ｃps＋ｃPl X1)t1=(0.36+4.187×0.0384)×24=12.5 kJ.kg-1绝干料

干燥产品的焓Cpmt2=(0.36+4.187×0.002)×60=22.1kJ.kg-1 绝干料;

Q p=L(Ｉ1－Ｉ0)=L(114.7－52.9)=61.8L; =9.05 kJ.s-1=32580 kJ.h-1

∴L(114.7-30.3-2546.4H )=998(22.1-12.5)+32580-36.33×4.187×24

L(84.4－2546.4H)=38510 (ｂ)

联立式(ａ)和(ｂ)解得：H=0.02661 kg水.kg 绝干气-1

L=23112.5 kg绝干气.h-1;

Q =L(Ｉ1－Ｉ0)=61.8L=61.8×2312.5 =142913 kJ.h-1=39.7 kw

2. 在常压绝热干燥器内干燥某湿物料。将500kg的湿物料从最初含水量20％降至2％（均为湿基）。ｔ0=20℃，H0＝0.01kg水/kg绝干气的空气经预热器升温至100℃后进入干燥器，在干燥器内空气经历一个等焓干燥过程，废气温度为60℃。试计算：1．完成上述干燥任务所需的湿空气量；2．空气经预热器获得的热量；3．在恒定干燥条件下对该物料测得干燥速率曲线如图所示。已知恒速干燥段所用时间为1h求降速段需多少时间。

3. 某食品厂物料的干燥流程如下图示。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m3.h-1?注：图中代号单位：w—湿基含水量；I—kJ.kg-1 干空气, H—kg水汽.kg-1干空气, v—m3 .kg-1 干空气

*答案***

1）产量G ：G2=G1-W=2000-2000（0.1-0.02)/(1-0.02) =2000-163.3=1837kg.h-1

2)预热器消耗的热量Q ：Q p=L（I1-I0）＋Q'

=W(I1-I0)/(H2-H1)＋Q' =163.3(108-45)/(0.025-0.01)＋18800=7.047×10 kJ.h-1=195.7kw

3)风机抽送的风V ：

V=Lv=W.v/（H -H ）=163.3×0.93/(0.025-0.01) =1.013×103m3.h-1

4. 如附图所示，湿物料含水量为42％，经干燥后为4％（均为湿基），产品产量为0.126kg.s-1，空气的干球温度为21℃,相对湿度40％,经预热器k1加热至93℃后再送入干燥器k2中,离开干燥器时空气的相对湿度为60％, 若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）在H －Ｉ图上示意作出空气的状态变化过程，标出状态点A.B.C的位置，并注明其有关的参数；（2）设已查得H1＝0.008kg水. kg-1绝干气，H2＝0.03kg水.kg-1绝干气，求绝干空气消耗量L（kg绝干气.s-1）。（3）预热器供应之热量Q p（kw）。（设忽略预热器的热损失）。

5. 在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料

1000 kg，经干燥后物料的含水量由40％减至5％（均为湿基）,干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为1.0 kN.m ，空气在313K及相对湿度70％下离开干燥器,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 。