化工原理复习题.docx

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（大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压）2 .相对湿度值可以反映湿空气汲取水汽实力的大小，当值大时，表示该湖空气的汲取水汽的实力,卜，当4=0时.表示该空气为一绝干空气_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：（干燥介质（热空气）的温度、湿度、速度以及及物料接触的方式均恒定）。4 .在肯定温度下，物料中结合水分和非结合水分的划分是依据一物料的性质J耐定的；平衡水分和自由水分是依据（物料的性质和接触的空气状态）5 .肯定空气状态下干燥某物料，能用干燥方法除去的水分为（自由水）：首先除去的水分为（非结合水分）：不能用干燥方法除的水分为（平衡水分）6 .已知某物料含水量X=0.4kg水.kgI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绝干料，平衡含水量X*=0.05kg水.kg'绝干料,则物料的非结合水分为_0.15_kg水.kg1绝干科一，结合水分为_0.25_,自由水分为_0.35_,可除去的结合水分为_0.2_o7 .作为干燥介质的海空气，其预热的目的：降低相对湿度（增大吸湖的实力）和提高温度（增加其热焰）8 .固体物料的干燥，一般分为恒速和降速两个阶段。9 .在对流干燥器中最常用的干燥介质是不饱和的热空气它既是_载热体一乂是_载湖体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1.和露点储间的关系是_11 .在干燥过程中，当物料中表面水分汽化速率一小于内部水分扩散速率时，干燥即进入恒速干燥阶段。12 .Ikg绝干空气及其所带的Hkg水汽所具有的结，称为湿空气的焰。13 .依据水分及物料的结合方式不同，其物料中的水分可分_吸附水分、毛细管水分、溶胀水分14 .湿空气通过预热器预热后，其湿度一不变热焰增加，相对海度削减15 .饱和空气在恒压下冷却，温度由tI降至12,此时其相对湿度一不变一，湿度下降_，湿球温度一下降，露点下降一16 .恒定的干燥条件是指空气的_湿度_、_温度、一速度以及及物料接触的状况都不变。17 .测定空气中的水汽分压的试验方法是测量一露点18 .对于为水蒸汽所饱和的空气，则其干球温度t,湿球温度t,绝热饱和温度t皿露点温度t1.j的关系是t_=_t1.j=_J=_Uii2 .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*答案*C3 .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（）oA.削减；B.不变；C.增加；*答案*C、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（C）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（A）为计算基准。.冬季：B,夏季：C.增加：D.不变：E.削减5 .湿空气在预热过程中不变更的参数是（）A.焰；B.相对湿度；C.露点温度；D.湿球温度。*答案*C6 .指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量及空气的温度无关（C）。A.相对湿度B.湿球温度C.露点温度D.绝热饱和温度7 .绝热饱和温度是大量的循环水及进入的空气在绝热增海塔接触时湿空气最终达到的饱和状态温度，它等于循环水的温度。湿球温度1.是滉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推断是：（）。A.两者都对；B两者都不对；C.对不对：D.（2）对不对。*答案*C8 .对于肯定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度：（）。A.愈高：B,愈低；C.不变；D.不肯定，尚及其它因素有关。*答案*B9.空气的饱和滉度乩,是湿空气的如下参数的函数：（A）cA.总压及干球温度：B.总压及湿球温度：C.总压及露点：D.海球温度及给。10 .在湿球温度t.的计算式中，k1.,之比值：（）»A.及空气的速度变更无关；B.及空气速度U的0.8次方成正比，即k1.QocUC.kocu；D.不肯定，及多种因素有关。*答案*11 .当湿度和温度相同时，相对湖度及总压的关系是：（）。A.成正比：B.成反比：C.无关：D.及p,成正比。*答案*A在相同的H值和温度t（即相同的饱和蒸汽压P）下，当总压由p减低至P,设其对应的相同湿度由力变为6',其间变更可由下列关系表示:H=0.622(p5(p-pf)=0.622(,ps(p,-,ps);ps(pps)=,p(p,PJpp,=,12 .肯定掰度H的海空气，随着总压的降低，露点相应地：()0A.上升：B,降低：C.不变：D.不肯定，还及其它因素有关。*答案*B13 .同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量：()oA.减小；B.不变；C.增大；D.不肯定。*答案*C14 .同一物料，在肯定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量()。A.愈低：B.愈高：C.不变；D.不肯定。*答案*B15 .真空干燥的主要优点是：(C).省钱：B.干燥速率缓慢：C.能避开物料发生不利反应;D.能避开表面硬化。16 .干燥热敏性物料时，为提高干燥速率，可实行的措施是(B)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.(td,H);C.(p,H);D.(I,td)。*答案*18物料中的平衡水分随温度上升而（）oA.增大：B,减小：C.不变：D.不肯定，还及其它因素有关。*答案*B19.空气的湿含量肯定时，其温度愈高，则它的相对湿度（）oA.愈低、B.愈高：C.不变*答案*A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？一是使湿空气的值下降，以增大其吸取水汽的实力；二是提高其温度（即增大焰值），使其传给物料的热增多，以供应汽化水分所需之热。2 .要提高恒速干燥阶段的干燥速率，你认为可实行哪些措施？措施：（1）提高热空气进干燥器的温度和降低其湿度：（2）提高热空气通过物料的流速（3）变更热汽空气及物料的接触方式（如将物料充分分散在气流中，增大气、固两相接触表面，或气流垂宜通过比平行通过物料层效果好）。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？无影响。若水温等于空气温度时，则由于湿纱布表面的水分汽化而使其水温下降、若水温高也会降温（一方面供应水分汽化须要的热量,一方面散热至空气中）、若水温低、则水分汽化须要的热量就会从空气中吸热。最终都会达到湿、热平衡（即所测的温球温度）。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？因物料中水分汽化须要热量，此热量由空气供应，而汽化的水汽又要靠空气带走（破坏其平衡状态），使干燥能稳定连续地进行。故湿空气在干燥过程中起到供热、去湿的作用，故称湿空气是我热体又是我湿体。5 .如何强化干燥过程？强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而实行不同的措施。在等速干燥阶段：要使干燥速率提高，其措施：增大热空气的温度、降低其湿度；增大热空气的流速；变更其接触方式（如垂直流过物料层效果比平行好，若将物料充分分散于气流中更好）在降速干燥阶段：主要变更物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流中增大其气、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。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100Okg.h温度25C、相对湿度55%的原空气经过预热器加热到85C后再进入干燥器，离开干燥器时的温度为30C,物料进、出干燥器时的温度分别为24C和60C,绝干物料比热为036kJ.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）；（2）预热器中的传热量（kJ.h）.（25C时水的饱和蒸汽压=3.168kP）.物料衡算:1.（H2-H1.）=Gc（X1-X2）=W;Gc=G2（I-W2）=100Od-0.002)=998kg绝干料.hX1=O.037/(1-0.037)=0.0384；X2=O.002/(1-0.002)=0.002W=Gc(X-XJ=998(O.0384-0.002)=36.33kg水.h'已知25"C时水的饱和蒸气压Ps=3.168kPa；p=ps=0.55×3.168=1.7424kPaH1=H11=O.622p,/(P-p,)=0.0109kg水.kg绝干气.,.1.(H2-O.0109)=36.33（八）热量衡算：,1.Io+GtCp1t÷Q+Q,+Q4=1.1.+G),Ct2+Q«其中：Io=(1.01+1.88×0.0109)×25+2490×0.0109=52.9kJ.kg1绝干气I1=(1.01+1.88×0.0109)×85+2490×0.0109=114.7kJ.kg绝干气I1=(1.01+1.88H)×30+2490×H=30.3+2546H湿物料的培(Cp,+XCp1.)t,=(0.36+4.187×0.0384)×24=12.5kJ.kg绝干料GcCpmt2(0.36+4.187×0.002)X60=22.ikj.kg1绝干料；Q=1.(I,-10)=1.(114.7-52.9)=61.81.;=9.05kJ.s',=32580kj.h"1.(114.7-30.3-2546.4H)=998(22.1-12.5)+32580-36.33×4.187X241.(84.4-2546.4H)=38510(b)联立式（八）和(b)解得：H=0.02661kg水.kg绝干气1.=23112.5kg绝干气.h;Q=1.(I1-I0)=61.81.=61.8×2312.5=142913kJ.h1.=39.7kw2.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=20C,1=0.011水/1绝干气的空气经预热器升温至100°C后进入干燥器，在干燥器内空气经验一个等蜡干燥过程，废气温度为60C。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Ih求降速段需多少时间。(1).X=0.2/0.8=0.25,X2U=0.02/0.98=0.02041Gc/i=500(1-0.2)=400kg,W=400(0.25-0.020/：!4)=91.84kg0°,a,a三I1=(1.01+1.88H,1)t,+2490Ho=127.8=I2I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H,H2=(127.8-60.6)/2603=0.025821.=W/(H2-Ho)=91.84/0.01582=5805kg/绝干气.(2)Q1=1.(1.01+1.88H0)(t,-to)=4.78×10,kJ(3)AU=G1(XrX2)=400(0.25-0.1.)1.=60kgh=G1(xt-x*)1.n(Xc-X*)/(X,-X*)U=400(0.1-0.01)In(0.09/0.0104)/60=1.295h3 .某食品厂物料的干燥流程如下图示。试求：(1)产量为多少kgh?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m'.h?注：图中代号单位：即一湿基含水量：I-kJ.kg1干空气,Hkg水汽.kg”干空气，Vm'.kg1干空气1)产量G：GmGHV=2000-2000(0.1-0.02)/(1-0.02)=2000-163.3=1837kg.h,幻预热器消耗的热量Q:QE1.(I1O-IO)+Q,=W(I1-b)(H2-H1)+Q'=163.3(108-45)/(0.025-0.01)+18800=7.047×10kJ.h,=195.7kw3)风机抽送的风V=1.V=W.v(H-H)=163.3X0.93/(0.025-0.01)=1.013×108.h'14 .如附图所示，湿物料含水量为42%,经干燥后为4%(均为掰基),产品产量为O.126kg.sI空气的干球温度为21匕,相对湿度40%,经预热器k1.加热至93C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验等熔干燥过程，试求：(1)在H-I图上示意作出空气的状态变更过程，标出状态点A.B.C的位置，并注明其有关的参数：置)设已查得HI=O.008kg水.kg绝干气，H=0.03kg水.kg'绝干气)，求绝干空气消耗量1.(kg绝干气.s1.)o(3)预热器供应之热量Q(kw)。(设忽视预热器的热损失)。=0.1266Z1北”*答案*(1)如答图所示(2)Gc=G1.(I-W1)(1-0.04)=0.121kg.sX1=4258=0.724kg水.kg,绝干料;x2=496=0.0417kg水.kg'绝干料W=G.(x1.-x2)=0.121(O.724-0.0417)=0.0826kg水.s1.=W/(H2-Hn)=0.0826/(0.03-0.008)=3.75kg绝干气.s(3)Qp=1.(I1.-I0);I-I1)=(1.01+1.88H)(t1-tO)=(1.01+1.88×0.008)×(93-21)=73.8kJ.kg1绝干预热器供应热量QP=1.(I-I,>)=3.75×73.8=276.8kw5.在一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料1000kg,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.OkWm,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器,试求所须要的空气量。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。*答案*1 .求WW=G1(x,-2)；G1=100Okg.h1=0.278kg.s'Gc=O.278(1-0.4)=0.267kg.s'1.:x1.=w1./(1w1)=0.40/(10.40)=0.667kg.kg绝干料x2=0.053kg.kg'绝干料X2=0.053kgkgT绝干料.W=Gc(X1.X2)=0.267(0.667-0.053)=0.1639kg.s1.2.求H1.H1=O.622pJ(P-p.)=0.622×1.0/(101.3-1.0)=O.0062kg.kg干空气3 .求同；H2=0.622pJ(P-PQ=0.622X0.7X7.4/(101.3-0.7×7.4)=0.0335kg.kg.干空气4 .求1.1.=W(H2-H1)=6.0kg干空气.“进口的湿空气量=1.(1+H1)=3.76(1+0.0062)=6.041kg.s1.