化工原理练习题-干燥
固体干燥
填空题：
1、温度为40℃，水汽分压为5kPa 的湿空气与水温为30℃的水接触，则传热方向为： ，传质方向为 。已知30℃和40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.24kPa 和7.38kPa 。 答案： 气到水；气到水
2、冬季将洗好的湿衣服晾在室外，室外温度在零度以上，衣服有无可能结冰？ ， 其原因是 。 答案 ：有，不饱和空气的湿球温度W
t t p ，当0W t p 时可能结冰
3、在101.325kPa 下，不饱和湿空气的温度为40℃，相对湿度为60%， （1）若加热至80℃，则空气的下列状态参数如何变化？湿度 ，相对湿度? ，湿球温度W t ，露点温度d t ，焓I 。 （2）若在等温条件下使总压减至时，则该空气下列参数将如何变化？
湿度 ，相对湿度? ，湿球温度W t ，露点温度d t ，焓I 。（变大，变小，不变）答案：(1)不变，变小，变大，不变，变大；（2）不变，变小，变小，变小，不变。 4、总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，若其露点温度d t 增大，则以下参数如何变化？
P 水汽 ，
H ，? ，W t ，I 。
（增大，减小，不变）答案：增大，增大，增大，增大，增大 5、总压恒定时，某湿空气的干球温度一定，而湿球温度W t 增大，则以下参数如何变化？
P 水汽 ，
H ，? ，d t ，I 。
（增大，减小，不变）答案：增大，增大，增大，增大，增大 6、不饱和湿空气的干球温度t ，湿球温度W t ，露点温度d t 的大小顺序为 。答案：t ＞W t ＞d t 7、干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。答案： 传质过程
8、在同一房间里不同物体的平衡水汽分压是否相同？ ；它们的含水量是否相同？ ；湿度是否相等？ 。答案：是，否，是
9、若空气中湿含量及温度均提高以保持相对湿度不变，则对同一湿物料，平衡含水量 ，结合水含量 。（变大，变小，不变）答案：不变，不变
10、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
11、用某湿空气干燥物料至其含水量低于临界含水量，则干燥终了时物料表面温度 空气湿球温度W t 。（＜，＞，＝）答案：＞
12、间歇恒定干燥时，如进入干燥器的空气中水汽分压增加，温度不变，则恒速阶段物料温度 ，恒速阶段干燥速率 ，临界含水量
C X 。（增大，减小，不变，不确定）答案 ：增大，减小，减小
13、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。
14、某干燥器无补充热量及热损失。则空气通过干燥器后，干球温度t
，露点温度d t ，湿球温度W t 相对湿度? ，焓I 。（变大，变小，不变）答案：变小，变大，不变，变大，不变
15、在连续干燥过程中，经常采用湿物料与热空气并流操作。其目的在于 ，其代价是 。答案：目的：避免物料温度过高，脱水速度过快，防止物料变形；代价：
推动力m t ?减小，传质推动力m H ?减小，传热所需设备容积增大。
16、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
17、在干燥过程中，采用中间加热方式的优点是： ，其代价是 。答案：优点：（1）减小空气用量，热效率提高；（2）预热温度不必过高，防止物料
变质变形；（3）不必使用高温热源。代价：推动力m t ?减小，传质推动力m H ?减小，传热所需设备容积增大。 18、在干燥过程中，采用废气再循环的目的是： ，其代价是 。答案：目的：（1）可增加气速，提高传质和传热系数；（2）增加气量可提高气体分布均匀性；（3）可提高空气预热温度，减少空气用量，提高热效率，又可避免物料过热。代价：推动力m t ?减小，传质推动力m H ?减小，传热所需设备容积增大
19、干燥操作的必要条件是 ______________ ，干燥过程是
相结合的过程。答案：湿物料表面的水蒸汽分压大于干燥介质中的水蒸汽分压；传质过程与传热过程 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100%φ
= 时, 平衡含水量
*0.02/X kg kg =水绝干物料；相对湿度
40%φ=时, 平衡含水量 *
0.007X =。现该物料含水量为
0.23/kg kg 水绝干物料，令其与
25℃, 40%φ=的空气接触, 则该物料的自由含水量为
/kg kg 水绝干物料,结合水含量为 /kg kg 水绝干物料,非结合水的含量为
---------/kg kg 水绝干物料答案：自由含水量 20.230.0070.223X X -=-=，结合水量为 10.02X =； 非结合水量 10.230.020.21X X -=-= 选择题：
1、干燥是（ ）过程。A. 传质； B. 传热； C. 传热和传质。答案： C
2、空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度（A ）。A. 愈低、 B. 愈高； C. 不变
3、湿空气经预热后，空气的状态参数焓增大，而（ B ）。A. H φ都升高；B. H 不变φ降低; C. H φ都降低
4、用热空气作为干燥介质，一般应是（B ）的空气。A. 饱和； B. 不饱和； C. 过饱和
5、在恒速干燥阶段，物料的表面温度维持在空气的（B ）。A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 露点
6、固体物料在恒速干燥终了时的含水量称为（ C ）A 自由含水量；B 、结合水；C 、临界含水量
7、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（ C ）。 A. 湿球温度； B. 绝热饱和温度； C. 露点
8、当干燥为热敏性的湿物料时，可选用（D ）干燥器较适合。A.气流； B.厢式； C.转简； D.喷雾。 9、当干燥一种团块或者是颗粒较大的时物料，要求含水量降至降低时，可选用（D ）干燥器较适合。 A. 厢式； B. 气流； C. 带式； D. 转简
10、物料中非结合水与结合水的基本区别在于其产生的水蒸汽压（ C ）同温度下纯水的饱和蒸汽压。 A. 大于； B. 小于； C. 等于
11、在一定的干燥条件下，物料的临界含水量C x 随物料厚度增加而（ A ），而所需干燥的时间（ A ）。 A. 增加； B. 减少； C. 不变
12、物料中结合水与非结合水的基本区别在于其产生的水蒸汽压（ C ）同温度下纯水的饱和蒸汽压。 A. 等于； B. 大于； C. 小于
13、湿空气在预热过程中不发生变化的状态参数是( C )
A. 焓；
B. 相对湿度；
C. 露点温度；
D. 湿球温度。 14、空气的湿度H 与湿空气下列哪些参数有关：(A ) 。 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。
15、总压一定的湿空气，其状态参数（,,,,,W t P H I t ?水汽
）有几个是相互独立(B )。 A. 2； B. 3； C. 4； D. 5
16、空气的干球温度为ｔ，湿球温度为ｔw ，露点为ｔd ，当空气的相对湿度φ＝80%时，则(B ) A. W d t
t t ==； B. t ＞W t ＞d t ； C. t ＜W t ＜ d t ； D. t ＞W t ＝d t 。
17、干燥操作的经济性主要取决于（ B ）
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。
18、湿空气在温度300K 和总压1.42MPa 下，已知其湿度H 为0.023/kg kg 水绝干空气，则其比容H ν应为（单位均为3/m kg 绝干空气）( A)。
A. 0.0628；
B. 1.673；
C. 0.0591；
D. 0.0224。 19、湿物料在指定的空气条件下被干燥的极限含水量称为( B)。
A. 结合水；
B. 平衡含水量；
C. 临界含水量；
D. 自由含水量 20、大量空气和少量水长期接触后水面的温度等于空气的（ B ）。 A. 干球温度； B. 湿球温度； C. 绝热饱和温度；D. 露点温度 判断题：
1、（ × ）当空气状态一定时，可用物料的平衡含水分来判断干燥能否进行的最大限度。
2、（ × ）相对湿度φ值大小表示空气中水分含量的相对大小。若φ为1时，表示此空气吸水汽的能力强。
3、（ √ ）影响降速干燥速率的主要因素是物料的性质，形状。
4、 (√) 干燥过程中，若增大空气出口的湿度H
时，可减少空气消耗量，但却使干燥推动力下降。
5、（√ ） 在一定温度下，物料中的平衡水分与自由水分的划分只与物料本身性质有关，而与空气状态无关。
6、( √ ) 物料的临界含水量是划分等速干燥和降速干燥阶段的分界点。
7、（ × ）恒速干燥阶段，所除去的水分为非结合水与结合水分。
8、( √) 对于饱和湿空气，其露点、湿球温度、干球温度为同一数值。
9、( × ) 湿物料分散的越细。其临界含水量越高。
10、（ × ）等速干燥阶段的干燥速率越大，临界含水量越高，降速阶段会较早开始。 11、（ √）工程上采用中间加热干燥流程，好处可以提高热效率。
12、（ √）平衡水分是在一定空气状态下，物料可能被干燥的最大限度，若在同一温度下湿空气的相对湿度减少，其物料的平衡水分也随之减少。
13、（ × ）干燥操作中，湿空气经预热器预热后，湿度增大。
14、（ × ）在干燥过程中首先除去的是结合水。 15、（ √ ）在湿空气的I ～H 图中，湿空气的绝热冷却线即为等焓线。 17、( √ ) 湿基是指水在湿物料中的质量分数。 18、（ √ ）等焓干燥过程又称绝热干燥过程，也称为理想干燥过程。 19、（ √ ）对于空气一水蒸汽系统，当空气的流速较高时，空气的湿球温度近似等于其绝热饱和温度。
20、（ √ ）实际干燥过程是指干燥器有热损失的干燥过程。
21、（ √）湿球温度计中的湿纱布的水温恒定时，此温度即为湿空气的湿球温度。 五、计算题：
1、已知湿空气的总压为101.3kPa 、干球温度为20℃、相对湿度50%。求其它使空气的状态参数。包括湿度、湿球温度、绝热饱和温度、露点温度、湿比热和焓值。 解：当20t =℃时的饱和蒸汽压为 2.335S P kPa =
0.5 2.335
0.622
0.6220.0072/101.30.5 2.335
S s p H kg kg p p ???==?=--?
1.01 1.88 1.01 1.880.0072 1.024/H c H kJ kg =+=+?=℃ 2492 1.024*******.007238.42/H I c t H kJ kg =+=?+?=
对空气～水系统其湿球温度与绝热饱和温度数值上相等，以绝热饱和温度的计算为例，其计算公式为：
()as
as as H
t t H H c γ=-
-
设14as t =℃查得饱和蒸汽压表得：2448/, 1.614as s kJ kg p kPa γ== 1.614
0.622
0.6220.01/101.3 1.614
S as
s p H kg kg p p ==?=--
2448
()20(0.010.0072)13.31.01 1.880.0072
as
as
as H
t
t H H c γ=-
-=-
?-=-?℃
再设13.5as t =℃查得饱和蒸汽压表得：2461.04/, 1.566as s kJ kg p kPa γ== 1.566
0.622
0.6220.00977/101.3 1.566
S as
s p H
kg kg p p ==?=--
2461.04
()20(0.009770.0072)13.81.01 1.880.0072
as
as as H
t t H H c γ=-
-=-
?-=-?℃
2、总压为1atm 、温度为40℃的湿空气，含水量为332010/kg m -?湿空气，求：（1）湿空气的相对湿度；（2）将湿空气的相对湿度降至10%，应将湿空气温度上升至多少度？ 解：（1）对湿空气性质计算及物料衡算均以绝干空气为基准。 31m 湿空气中含有水汽的体积为：
332327340
20102010(1.244) 2.85310273
w m ν---+?=???
=? 31m 湿空气中含有干空气的体积为：231 2.853100.9715m --?= 30.9715m 干空气的质量为：273400.97150.773 1.0962273kg +??÷?= ???
由以上数据可求得湿度：32010 1.09620.018/H kg kg -=?÷=。由40t =℃时的饱和蒸汽压表得7.37s p kPa =，
则0.018101.3
38.7%(0.622)7.37(0.6220.018)
s Hp p H ??=
==+?+
（2）湿空气加热过程中，湿度保持不变，其水汽分压也不变 0.018101.3
2.8490.6220.6220.018
w
Hp p kPa H ?===++当相对湿度为10%时，饱和蒸汽压必须为
/ 2.849/10%28.49s w p p kPa ?===，又饱和蒸汽压表查得相对应的蒸汽温度为67.8℃；所以为使相对湿度降为10%，必须将温度上升到67.8℃。
6、已知湿空气温度为，总压为100kPa ，湿球温度为30℃，试计算该湿空气以下诸参数：（1）湿度；（2）相对湿度；（3）露点；（4）焓值；（5）湿比体积。
解：由饱和水蒸气表查得：30w t =℃时， 4.25s p kPa =，汽化潜热为2423.7/w kJ kg γ=。 在湿球温度下，空气的饱和湿度为： 4.25
0.6220.6220.0276/100 4.25
S w
s p H kg kg p p ==?=--水干空气
由湿球温度计算式可求得空气的湿度：
1.09 1.09()0.0276(5030)0.0186/2423.7
w w
w
H H t t kg kg γ=--=--=水干空气 （2）在干球温度50t =℃时，
12.34s p kPa =，由空气湿度计算式可求得该空气中的水汽分压为：
0.0186100
2.9040.6220.6220.0186
Hp p kPa H ?=
==++水汽
空气的相对湿度： 2.90423.5%12.34
s
p p ?===水汽
（３）在露点温度下空气刚好达到饱和态，空气中的水汽分压 2.904p kPa =水汽，、即为水在露点下的饱和蒸汽压，查表可得23d t =℃。
（４）若以０℃的水及０℃的空气为焓的基准，该湿空气的焓为：
0()(1.01 1.880.0186)5025000.018698.8/pg pv I c c H t H
kJ kg γ=++=+??+?=干空气
（５）在压强不太高时，湿空气可视为理想气体，其比容可由下式计算得到：
003122.4()27350101.310.0186
22.4()0.954/2731002918
p T H
T p M M m kg ν=?
?++=?
?+=气水
干空气
7、某常压等焓干燥器，处理量为500/g s ，湿物料湿基含水量5%,产品湿基含水量不高于1%；新鲜空气温度20℃，湿度为0.005/kg kg ，空气预热至150℃后进入干燥器，试求：（1）当空气出口温度为40℃时，预热器所需提供的热量；（2）若出口空气在管路与旋风分离器装置中温度下降了10℃，产品是否会发生返潮现象？ 答案：
解：（1）根据预热器的热量衡算得到预热器所需热量为：
1
1
1010
()()()p
H
H
Q L I I Lc t t Lc t t =-=-=-
先求L : 由物料衡算可知：21/()L W H H =- 121
2
5150020.2/11001
w w W G g s w --==?=--
等焓干燥：21I I =，即111222(1.01 1.88)2492(1.01 1.88)2492H t H H t H ++=++ 222(1.01 1.880.005)15024920.005(1.01 1.88)4024920.0487/H H H kg kg
+??+?=+?+?=
3
2120.2100.4625/0.04870.005
W L kg s H H -?=
==--
1
1.01 1.880.005 1.019/H H c c kJ kg ==+?=℃
1
10()0.4625 1.019(15020)61.29/p H Q Lc t t kJ s =-=??-=
（2）干燥器出口温度为40℃，经过管路和旋风分离器后温度下降了30℃，此时若湿空气的水汽分压小于饱和蒸汽压w s p p p ，则不会发生返潮现象；查饱和水蒸汽压30℃时， 4.25s p kPa =，湿空气出口湿度为0.0487/kg kg 则水汽分压：0.0487101.3
7.36 4.250.6220.6220.0487
w
s Hp p kPa kPa p H ?====++f ，会发生返潮现象。
8、用连续并流干燥器干燥含水2%物料9000/kg h ，物料出口温度分别为25℃、35℃，产品要求汗水0.2%（湿基，下同）绝干物料比热1.6/kJ kg ℃；空气干球温度为27℃，湿球温度为20℃，预热至90℃，空气离开干燥器时温度为60℃；干燥器无额外补充热量，热损失为600/kJ kg ；试求：（1）产品量2G ；（2）绝干空气用量L 和新鲜空气体积流量h V ；（3）预热器耗热量；（4）热效率；（5）判断产品是 否会发生返潮现象。 解：（1）产品量根据物料衡算可直接计算： 121
211002
90008837.68/11000.2
w G G kg h w --==?=-- （2）绝干空气用量L 和新鲜空气体积流量h V
首先确定空气出口状态，本题非等焓干燥，且空气出口温度2t 已知，可用解析法确定空气出口湿度。
21
1121
M d I I c t q q H H -=+-≡?-∑ （1）
计算?值，根据已知条件水分蒸发量为 1290008837.68162.32/W G G kg h =-=-=
2(10.2%) 1.60.2% 4.2 1.605/M C kJ kg =-?+?=℃
221211()8837.68 1.605(3525)
600162.63
1473.97/M M M M G C t t q q q q W kJ kg -??-=+=+
=+=∑水
干燥器无额外补充能量0d
q =，将以上数据带入?计算式，得：
4.22501473.971368.97/kJ kg ?=?+-=-水
由新鲜空气的干球温度和湿球温度从湿度图上查得010.012H H ==，代入（1）式得：
2222(1.01 1.88)602492(1.01 1.880.012)9024920.012
1368.970.0120.0198/H H H H kg kg
+?+-+??-?=--?=
绝干空气量：421162.32
2.0810/0.01980.012
W L kg h H H =
==?--
新鲜空气的比体积：
03273(0.773 1.244)
273
27327
(0.773 1.2440.012)0.8659/273
H t H m kg
ν+=++=+??= 新鲜空气的体积流量为： 0
4432.08100.8659 1.8010/h H V L m h ν==??=?
（3）预热器耗热量
1
4610() 2.0810 1.033(9027) 1.35410/376p H Q Lc t t kJ h kW =-=???-=?=
（4）热效率： 021()w w h
W c t c t Q Q Q
γη'+-==
由湿度图查得：190t =℃，10.012/H kg kg =可查得：35w t =℃， 无额外补充能量p Q Q =，则热效率为：
0216
()
(2492 1.8860 4.235)162.3229.5%
1.35410w w h W c t c t Q
γη+-=
+?-??==? （5）产品是否返潮：
湿空气出口状态为：260t =℃，20.0198/H kg kg =，饱和蒸汽压为19.92s p kPa = 其水汽分压为：220.0198101.3
3.1250.6220.6220.0198
w
H p p kPa H ?=
==++
w s p p Q p ，∴不会发生返潮现象。
9、某干燥器的操作压强为79.98kPa ，出口气体的温度为60℃，相对湿度70%，将部分出口气体返回干燥器入口与新鲜空气混合，使进入干燥器的气体温度不超过90℃，相对湿度为12%。已知新鲜空气的质量流率为0.5025/kg s ，温度为20℃，湿度为/kg 0.005kg 水干空气，试求：
（1）新鲜空气的预热温度及空气的循环量；（2）预热器提供的热量为多少？若将流程改为先混合后预热，所需热量是否变化？
解：在新鲜空气中，干空气的流量
10.502510.005
0.5/V V H kg s '=
+=
+=干空气 水在2
60t =℃时的饱和蒸汽压为19.91kPa ，出口气体的湿度为：
2
0.719.91
0.6220.6220.1313/79.980.719.91
S
s
p H kg kg p p ???==?
=--?水干空气
水在90m t =℃时的饱和蒸汽压为70.09kPa ，出口气体的湿度为： 0.1270.09
0.6220.6220.0731/79.980.1270.09
m S
m
m s
p H kg kg p p ???==?
=--?水干空气
以混合点为控制体，对水分做物料衡算，可求出循环气量为： 02()R R m VH V H V V H +=+
020.5(0.07310.005)0.585/0.13130.0731
m R
m
VH VH V kg s H H -?-===--干空气
以混合点为控制体做热量衡算，可求出新鲜空气的预热温度为
[][]
[]
12111222()(1.01 1.88)2500(1.01 1.88)2500()(1.01 1.88)2500R R m
R R m m m VI V I V V I V H t H V H t H V V H t H +=++++++=+++
将120.5,0.005,0.585,0.1313,0.0731,90R m m V H V H H t ======℃代入上式，求得空气的预热温度为：
1133.3t =℃
预热器所提供的热量为：
110(1.01 1.88)()
0.5(1.01 1.880.005)(133.320)57.7Q V H t t kW
=+-=?+??-=
若流程改为新混合后预热，所需热量为：m 20()I R R Q V V V I VI =+-- 所需热量相同
10、某湿物料用热空气进行干燥，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为/kg 0.006kg 水干空气，为保证干燥产品质量，空气进入干燥器的温度不得高于90℃。若空气的出口温度选定为60℃，并假定为理想干燥器，试求：将空气预热至最高允许温度90℃进入干燥器，蒸发每千克水分所需要的空气量及供热量各位多少？热效率为多少？
解：（1）对于理想干燥器，气体状态的变化是等焓的，即
1112221112
22(1.01 1.88)2500(1.01 1.88)2500(1.01 1.88)2500 1.011.882500
(1.01 1.880.006)9025000.006 1.0160
1.88602500
0.0177/H t H H t H H t H t H t kg kg ++=++++-?=
++??+?-?=
?+=水干空气
蒸发每千克水分所需要的空气量为：
211185.5/0.01770.006
V kg kg W H H ===--干空气水
2,R V t
V 022
蒸发每千克水分所需要的供热量为：
1103(1.01 1.88)()85.5(1.01 1.880.006)(9020) 6.1110/V
Q H t t W
kJ kg =
+-=?+?-=?水
此干燥过程的热效率为：1210
90600.4299020
t t t t η--===--
11、采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理量2000㎏，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℃，湿度/kg 0H =0.009kg 水绝干空气
经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离开干燥器是废气温度为40℃，若在干燥器中空气状态炎等焓线变化。试求：（1）水分蒸发量(/)W kg s ；（2）绝干空气消耗量kg L(绝干空气/s)；（3）干燥收率为95%时的产品量；（4）若鼓风机装在新鲜空气的入口处，风机的风量应为多少3
/m
s ？
解：（1）水分蒸发量：121
2
20000.40.050.205/1360010.05
w w W G kg s w --==?=--
（2）绝干空气消耗量L ：21
W L H H =
- ∵等焓干燥，∴ 12I I = 即：
1112221112
22(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)2490 1.011.882490
(1.01 1.880.009)12024900.006 1.0140
1.88402490
0.041/H t H H t H H t H t H t kg kg ++=++++-?=
++??+?-?=
?+=水绝干空气
则蒸发0.205/kg s 的水分所消耗的绝干空气量为： 210.205
6.406/0.0410.009
W L kg s H H =
==--绝干空气
干燥收率为95%时的产品量：
假定干燥过程中无物料损失，则干燥产品量为： 212000/36000.2050.351/G G W kg s =-=-= 或者：121
2
1200010.40.351/1360010.05
w G G kg s w --==?=--
干燥收率的定义为：100%η=
?实际产品量
理论产品量
收率为95%的干燥产品量为：
2
20.35195%0.333/G G kg s η'==?= 风机的风量：鼓风机装在新鲜空气入口处，故所输送空气的温度为20℃，湿度为/kg 0H =0.009kg 水绝干空气，此状态下空气的湿比容为：
003122.4()2732010.009
22.4()0.842/2732918
H p T H
T p M M m kg ν=?
?++=?
?+=气水
绝干空气
由计算得知完成给定生产任务所需绝干空气量为 6.406L kg =绝干空气量，则其体积流量为 36.4060.842 5.394/H V L m s ν==?=
12、有一常压绝热干燥器，已知空气进入加热器前的状态为020t =℃，030%?=，出干燥器的状态为：080t =℃，
/kg 2H =0.02kg 水干空气，湿物料处理量为5000㎏/h ，含水10.2w =，要求干燥产品含水20.02w =（均为湿基
含水量）。
试求：（1）离开预热器时空气的温度和湿度；（2）预热器中用2250/kJ kg γ=的水蒸汽（饱和）加热湿空气，求饱和水蒸汽的用量（预热器损失为换热量的5%）
解：（1）离开预热器时空气的温度和湿度（20℃水的饱和蒸汽压为2.33kPa
01000.30 2.33
0.622
0.6220.004/101.30.30 2.33
S s p H H kg kg p p ???===?=--?水干空气
干燥器绝热，则干燥过程近似为等焓过程，即：12I I =
1112221112
22
(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)249024901.01 1.88(1.01 1.880.02)8024900.0224900.004
1.01 1.880.004
121.5H t H H t H H t H H t H C ++=++++-?=
++??+?-?=
+?=o
（2）饱和水蒸气用量，先求预热器的换热量：010(1.01 1.88)()p Q L H t t =+- 121
2
0.20.025000918.4/110.02
w w W G kg h w --==?=--水
21918.4
57400/0.020.004
W L kg h H H =
==--干空气
0106(1.01 1.88)()
57400(1.01 1.880.004)(121.520)5.92810/p Q L H t t kJ h
=+-=?+??-=? 故饱和水蒸气用量m 为：
65% 1.05 5.928102766.4/2250
p p
Q Q m kg h γ
+??=
==
13、某湿物料用热空气进行干燥，空气的初始温度为20℃，初始湿含量为/kg 0.006kg 水干空气，为保证干燥产品质量，空气进入干燥器的温度不得高于90℃。若空气的出口温度选定为60℃，并假定为理想干燥器，若将干燥器出口气体的2/3回流至入口与新鲜空气混合，并使气体的入口温度为90℃，试求; 蒸发每千克水分所需要的空气量及供热量各位多少？热效率为多少？
解：采用废气再循环流程，最终排出干燥设备的干空气量等于新鲜干空气量V ，而循环干空气量为2V 。入口气体温度260t =℃，90m t =℃，1/H kg =0.006kg 水干空气不变。 ∵理想干燥器，∴进出干燥器气体的焓相等。
222(1.01 1.88)2500(1.01 1.88)2500m m m H t H H t H ++=++
混合点的物料衡算式：1223m H H H +=，代入已知数据，联立以上两式可得：
0.0305/m H kg =kg 水干空气2/H kg =0.0428kg 水干空气 混合点的焓衡算式为：12m 21223I 3I I I I I +==?= 即：111222(1.01 1.88)2500(1.01 1.88)2500H t H H t H ++=++ 代入数据可得：1154t =℃
则蒸发每千克水分所需要的空气量为：
211127.2/0.04280.006
V kg kg W H H ===--干空气水 蒸发每千克水分所需要的供热量为：
1103(1.01 1.88)()27.2(1.01 1.880.006)(15420) 3.7210/V
Q H t t W
kJ kg =
+-=?+?-=?水
此干燥过程的热效率为：1210154600.70215420
t t t t η--===--
14、14、某化工过程，先以苯为溶剂，再将苯蒸发到干燥的氮气中所形成的混合气体，在30℃，1atm （绝压）下的相对湿度60%?=，为回收混合气体中的苯，拟采用下列两种方法，试分别求出苯的回收率。 将混合气冷却到－11.5℃；
将混合气加压至4atm （绝压），再冷却至30℃。苯在-11.5℃和30℃时的饱和蒸汽压分别为10mmHg 和
118mmHg 。
解：30℃，1atm （绝压）下的混合气湿度为：
78780.6118
0.2862/28287600.6118
s s p H kg kg P p ???=
?=?=--?苯氮气 混合气冷却到－11.5℃，110s P mmHg ?==，，则混合气湿度为：
178781100.0371/2828760110
s s p H kg kg P p ???=
?=?=--?苯氮气 则苯的回收率为：11
0.28620.037187.04%0.2862
H H H η--===
将混合气加压至4atm （绝压），再冷却至30℃时，混合气被压缩，其湿度不变，则其湿含量为：
27878118
0.1125/28287604118
s s p H kg kg P p ??=
?=?=-?-苯氮气 则苯的回收率为：22
0.28620.112560.69%0.2862
H H H η--===
15、在恒定干燥条件下，再间歇干燥器中干燥某种物料，当其含水量由0.33/kg kg 干物料，降至0.09/kg kg 干物料时，共用了50.25210s ?。物料的临界含水量为0.16/kg kg 干物料，平衡含水量为0.05/kg kg 干物料，降速阶段的干燥曲线近似为一直线。求在同样条件下，将该种湿物料的含水量从0.37/kg kg 干物料降至
0.07/kg kg 干物料所需的时间，预热段所用的时间可忽略。
解： 实验：5120.25210s τ
ττ=+=?
其中：**11
2*
2,ln
()/()/C C C A C A C X X X X X X N A G N A G X X ττ---=
=-恒恒
()()
()()
**
1*12255
1()/ln 10.160.050.330.160.160.05ln 0.090.050.252101.11610C A C C C X X N A G X X X X X X ττ-??-=-+-??
+-??
-??=?-+-??-???
=?恒 ∴ 操作：
5115
**
2*
255
5120.370.16
0188210,()/ 1.11610
ln
()/0.160.050.160.05
ln 0.168100.070.051.11610
0.35610C A C C C A C X X s N A G X X X X N A G X X s s τττττ----=
==??--=---=
=?-?=+=?恒恒
20、一理想干燥器在总压100kPa 下将物料有含水50%干燥至含水1%，湿物料的处理量20/kg s 为。室外空气温度为25℃，湿度为0.005/kg kg 水干气，经预热后送入干燥器，废气排出温度为50℃，相对湿度为60%。试求：（1）空气用量；（2）预热温度；（3）干燥器的热效率。 解：（1）11
10.51/110.5w X kg kg w ===--水干料
22
20.01
0.0101/110.01
w X kg kg w =
==--水干料 1(1)20(10.5)10/C G G w kg s =-=?-=干料
查焓～湿图：250t =℃，260%?=时，20.0495/H kg kg =水干气 则： 1221()10(10.0101)222/0.04950.005C G X X V kg s H H -?-===--干
干气
1(1)222(10.005)223/V V H kg s =+=?+=干 （2）∵ 理想干燥器内进行的过程为等焓过程，∴ 12I I =
111222222111
(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)2490(1.01 1.88)2490()
1.01 1.88H t H H t H H t H H t H ++=++++-?=
+
(1.01 1.880.0495)502490(0.04950.005)
1.01 1.880.005+??+?-=+?16
2.8C =o
干燥器热效率：2110
()w H H I I γη-=-
查得：250t =℃，260%?=时，42w t =℃，2395/w kJ kg γ=
10010(1.01 1.88)()
(1.01 1.880.005)(162.825)140.47/I I H t t kJ kg -=+-=+??-=干料
∴ 2395(0.04950.005)75.87%140.47
η?-==
化工原理干燥试题及答案
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
化工原理试验试题集
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 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 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》 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 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 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 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 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＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 第10章 固体干燥 1） 已知空气的干燥温度为60℃，湿球温度为30℃，试计算空气的湿含量H ，相对湿度 ，焓I 和露点温度 。 2） 利用湿空气的I —H 图完成本题附表空格项的数值，湿空气的总压 。 3） 湿空气（ =20℃， ）经预热后送入常压干燥器。试求：①将空气预热到100℃所需热量：②将该空气预热到120℃时相应的相对湿度值。 4） 湿度为 的湿空气在预热器中加热到128℃后进入常压等焓干燥器中，离开干燥器时空气的温度为49℃，求离开干燥器时露点温度。 解： I = (1.01+1.88H)t ＋2500H ∵等焓 ∴ I 1 = I 2 ∴(1.01+1.88H 1)t 1＋2500H 1 = (1.01+1.88H 2)t 2＋2500H 2 (1.01+1.88?0.018) ?128＋2500?0.018= (1.01+1.88H 2) ?49＋2500H 2 ∴ H 2 = 0.0498 kg 水/kg 干气 ∵H p P p =-?0622. ∴0049806221013105...=? ?-p p ∴ p = 7510 Pa 查表得 t d = 40℃ 5） 在一定总压下空气通过升温或一定温度下空气温度通过减压来降低相对湿度，现有温度为40℃，相对湿度为70%的空气。试计算：①采用升高温度的方法，将空气的相对湿度降至20%，此时空气的温度为多少？②若提高温度后，再采用减小总压的方法，将空气的相对湿度降至10%，此时的操作总压为多少？ 解： (1) t = 40℃时查表 p s = 7.377KPa ，∴ p = ?p s = 0.7?7.377 = 5.1639 Kpa 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。 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、结合水与平衡水分有何区别和联系？ 答：平衡水分是空气状态和物料特性的函数，对一定的物料，平衡水分随空气状态而变化。平衡水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；另一部分是平衡水分，其不能被一定状态的空气干燥除去。 3、如何区别平衡水分和自由水分？（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。假设空气在干燥器内经历等焓过程，I=（1.01+1.88H）t+2490H。 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 简答题： 1，试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定。 答：回流比有两个极限，全回流时，达到一定的分离程度需要的理论板层数最小（设备费用最低），但无产品取出，对工业生产无意义；最小回流比时，需要无限多理论板层数，设备费用为无限大，随回流比加大，N T 降为有限数，设备费用降低，但随回流比的加大，塔径、换热设备等加大，且操作费用加大。操作回流比的确定应尽可能使设备费用与操作费用总和为最小，通常取R=(1.2～2)R min 。 2，精馏塔在一定条件下操作，试问：回流液由饱和液体改为冷液时，塔顶产品组成有何变化？为什么？ 答：从泡点回流改为冷液回流时，塔顶馏出液组成增大。原因是：冷液回流至塔顶时，冷凝一部分蒸气，放出的潜热把冷液加热至塔顶第一板的饱和温度。冷凝部分中含难挥发组分较大，使气相易挥发组分增浓。同时，在塔顶回流比保持不变的条件下，增加了塔内的内回流，这也有利于分离。 3，简述精馏和蒸馏的区别与联系。 答：精馏引入塔顶回流和塔底蒸汽上升，通过多次部分气化和部分冷凝从而达到高纯度分离的目的，相当于多级蒸馏。 而蒸馏只是通过简单的一次气液相平衡来分离气液混合物，只能达到有限度的分离。 二者在本质上是一致的，都是通过各组分相对挥发度的差异而达到分离目的的。 4，精馏塔在一定条件下操作时，试问：将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？ 答：当加料板从适宜位置向上移两层板时，精馏段理论板层数减少，在其它条件不变时，分离能力下降，塔顶馏出液组成下降，塔底釜残液浓度升高，易挥发组分收率降低。 5，提高吸收剂用量对吸收是有利的。当系统为气膜控制时，试分析K y a 的变化情况。 答：以液相阻力为主的吸收操作，增加吸收剂用量，可降低液相阻力而有效地加快吸收过程，即可明显提高吸收速率，所以吸收过程的K ya 的值可明显提高。 计算题： 1、(17分) 常压下，用煤油从苯蒸汽与空气混合物吸收苯，吸收率为99%，混合气量为53Kmol/h ，入塔气含苯2%（体积），入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分率），溶剂用量为最小用量的 1.5倍，在操作温度50℃下，相平衡关系为y * =0.36x ，总传质系数K y a=0.015kmol/m 2 ·s ，塔径为1.1米，试求所需填料层高度（m ）。 解：1，○由题意，可得： y 1=0.02 y 2=y 1(1—η)=0.02×(1—0.99)=0.0002 x 1e = y 1/m=0.02/0.36=0.0556 --------2分 北京化工大学 化工原理实验报告 流化床干燥实验 实验日期：2012年5月18日 流化床干燥实验 摘要：本实验通过测定不同空气流量下的床侧压降及干湿物料的质量，从而确定流化床床层压降与气速的关系曲线及流化床的干燥特性曲线。通过实验，了解流化床的使用方法及其工作原理。 关键词：干燥，干燥速率曲线，流化床床层压降 一、目的及任务 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，并确定临界含水量及恒速阶段的传质细述及降速阶段的比例系数。 二、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。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。 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，得到的流化床床层压降与气速的关系曲线。 图1：流化曲线 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点处流速即被称为带出速度（u 在流化状态下降低气速，压降与气速关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气化工原理试题库(上册)答案
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