化工原理复习题
1.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%。空气状况为：初始温度为25℃，湿度为0.005kg/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℃和40℃。
试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热速率。
又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10℃，试分析以上两种情况下物料是否返潮？假设干燥器为理想干燥器。
2013-10-25
解：因在干燥器内经历等焓过程，2
1H H I I =()()2
22111249088.101.1249088.101.1H t H H t H ++=++1401=t ℃
干空气
kg kg H H /005.001==602=t ℃
()2490
6088.160
01.1005.024902490
6088.1140005.088.101.12+??-?++???+=
H 干空气
kg kg /0363.0=
2013-10-25
绝干物料量：
()111ω-=G G C ()035.011-?=s
kg /965.0=1111ωω-=X 绝干料
水kg kg /0363.05
.965.3==绝干料水kg kg X /00503.05
.015
.02=-=
绝干空气量
()1222H H X X G L C --=
()005
.00363.000503.00363.0965.0--=s kg /964.0=
2013-10-25
预热器的传热速率
)
(01t t Lc Q H p -=()()
01088.101.1t t H L -+=()()25140005.088.101.1964.0-?+=s
kJ /113=402=t ℃
干空气kg kg H /0447.02
='s
kg L /76.0='s
kJ Q p /89='
2013-10-25
分析物料的返潮情况
当t 2=60℃时，干燥器出口空气中水汽分压为
22
2622.0H PH p +=
0363
.0622.00363.033.101+?=kPa 59.5=t =50℃时，饱和蒸汽压p s =12.34kPa ，2
p p s >即此时空气温度尚未达到气体的露点，不会返潮。
当t 2=40℃时，干燥器出口空气中水汽分压为
kPa
p 79.60447
.0622.00447
.033.1012=+?=
2013-10-25
t =30℃时，饱和蒸汽压p s =4.25kPa ，
s
p p >2物料可能返潮。
2用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原料量为8570kg。操作回流比为3，试计算：
（1）塔顶及塔底的产品量；
（2）精馏段上升蒸汽量及回流液量；
分析：
求W、D 全塔物料衡算
求x
F
、x
W
、x
D
求V、L已知R精馏段物料衡算
3.某湿物料在气流干燥管进行干燥，湿物料的处理量为0.5kg/s，湿物料的含水量为5％，干燥后物料的含水量为1％（皆为湿基）。空气的初始温度为20℃，湿含量为0.005kg/kg。若将空气预热至150℃进入干燥器，并假设物料所有水分皆在表面汽化阶段除去，干燥管保温良好，试求：
1.当气体出口温度选定为70℃，预热器提供的热量及热效率？
2.当气体的出口温度为42℃，预热器提供的热量及热效率有何变化？
3.若气体离开干燥管后，因在管道及旋风分离器中散热温度下降了10℃，分别判断以上两种情况物料是否会发生返潮的现象？(水分压p s为7.23kPa时露点温度为39.6；水分压为p s=5.54kPa时露点温度为3
4.7℃)。
3. 解1）.气体在干燥管为等焓过程。t 0=20℃，t 1=70℃， H 1＝H 0=0.005kg/kg
2）t 2=42℃
kg kJ I I /37.165005.02492150)005.088.101.1(12=?+?+==37.1652492)88.101.1(2222=++=H t H I kg
kg H /0361.02=s
kg w w w G W /0202.001.0101
.005.05.012211
=--?=--＝水分蒸发量：s kg H H W L /65.0005
.00361.00202
.002干空气空气用量：=-=-=s
kJ t t H L I I L Q p /1.86)20150)(005.088.101.1(65.0))(88.101.1)(01001=-?+?=-=-=＋
（37.1652492)88.101.1(2222=++=H t H I kg
kg H /0478.02=s
kg H H W L /47.0005
.00478.00202
.002干空气空气用量：=-=-=s
kJ t t H L I I L Q p /9.51)20150)(005.088.101.1(47.0))(88.101.1)(01001=-?+?=-=-=＋
（
（6分）
讨论：降低废气的出口温度，所需的空气用量及传热量愈小，热效率越高。
3）物料的返潮：
第一种情况：
露点t d =34.7℃。空气出旋风分离器的温度为60℃，未达到空气的露点，不会有水珠析出。
第二种情况：
露点t d =39.6℃。空气出旋风分离器的温度为32℃，达到空气的露点，有水珠析出。
讨论：t 2过低，可能会使物料返潮。
kPa
H P H P 542.5036
.0622.03.101036.0622.022=+?=+=总压：出干燥器空气中水的分kPa
H P H P 229.70478
.0622.03
.1010478.0622.022=+?=+=
总压：出干燥器空气中水的分