化工原理下册答案

化工原理下册答案化工原理下册答案化工原理下册答案化工原理（天津高校其次版）下册部分答案第8章2.在温度为25℃及总压为101.3kPa的条件下，使含二氧化碳为3.0%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350g/m3的水溶液接触。试推断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数kPakg/m3。解：水溶液中CO2的浓度为对于稀水溶液，总浓度为kmol/m3水溶液中CO2的摩尔分数为由kPa气相中CO2的分压为kPa<故CO2必由液相传递到气相，进行解吸。以CO2的分压表示的总传质推动力为kPa3.在总压为110.5kPa的条件下，接受填料塔用清水逆流吸取混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为、。气膜吸取系数kG=5.2×10-6kmol/(m2·s·kPa)，液膜吸取系数kL=1.55×10-4m/s。假设操作条件下平衡关系听从亨利定律，溶解度系数H＝0.725kmol/(m3·kPa)。（1）试计算以、表示的总推动力和相应的总吸取系数；（2）试分析该过程的把握因素。解：(1)以气相分压差表示的总推动力为kPa其对应的总吸取系数为kmol/(m2·s·kPa)以液相组成差表示的总推动力为其对应的总吸取系数为（2）吸取过程的把握因素气膜阻力占总阻力的百分数为气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸取过程为气膜把握。4.在某填料塔中用清水逆流吸取混于空气中的甲醇蒸汽。操作压力为105.0kPa，操作温度为25℃。在操作条件下平衡关系符合亨利定律，甲醇在水中的溶解度系数为2.126kmol/(m3·kPa)。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为7.5kPa，液相组成为2.85kmol/m3，液膜吸取系数kL=2.12×10-5m/s，气相总吸取系数KG＝1.206×10-5kmol/(m2·s·kPa)。求该截面处（1）膜吸取系数kG、kx及ky；（2）总吸取系数KL、KX及KY；（3）吸取速率。解：(1)以纯水的密度代替稀甲醇水溶液的密度，25℃时水的密度为kg/m3溶液的总浓度为kmol/m3（2）由m/s因溶质组成很低，故有（3）吸取速率为5.在kPa及25℃的条件下，用清水在填料塔中逆流吸取某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为y14、y22。假设操作条件下平衡关系听从亨利定律，亨利系数为4.13×103kPa，吸取剂用量为最小用量的1.45倍。（1）试计算吸取液的组成；（2）若操作压力提高到1013kPa而其他条件不变，再求吸取液的组成。解：（1）吸取剂为清水，所以所以操作时的液气比为吸取液的组成为（2）6.在始终径为0.8m的填料塔内，用清水吸取某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气的流量为45kmol/h，二氧化硫的体积分数为2。操作条件下气液平衡关系为，气相总体积吸取系数为2kmol/(m3·s)。若吸取液中二氧化硫的摩尔比为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。解：惰性气体的流量为水的用量为求填料层高度7.某填料吸取塔内装有5m高，比表面积为221m2/m3的金属阶梯环填料，在该填料塔中，用清水逆流吸取某混合气体中的溶质组分。已知混合气的流量为50kmol/h，溶质的含量为5％（体积分数％）；进塔清水流量为200kmol/h，其用量为最小用量的1.6倍；操作条件下的气液平衡关系为；气相总吸取系数为；填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。试计算（1）填料塔的吸取率；（2）填料塔的直径。解：（1）惰性气体的流量为对于纯溶剂吸取依题意（2）由填料塔的直径为8.在kPa及20℃的条件下，用清水在填料塔内逆流吸取混于空气中的氨气。已知混合气的质量流速G为600kg/(m2·h)，气相进、出塔的摩尔分数分别为、，水的质量流速W为800kg/(m2·h)，填料层高度为3m。已知操作条件下平衡关系为Y=X，KGa正比于G而于W无关。若（1）操作压力提高一倍；（2）气体流速增加一倍；(3)液体流速增加一倍，试分别计算填料层高度应如何变化，才能保持尾气组成不变。解：首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数操作条件下，混合气的平均摩尔质量为m（1）若气相出塔组成不变，则液相出塔组成也不变。所以mmm即所需填料层高度比原来削减1m。（2）若保持气相出塔组成不变，则液相出塔组成要加倍，即故mmm即所需填料层高度要比原来增加10m。（3）W对KGa无影响，即对KGa无影响，所以传质单元高度不变，即m即所需填料层高度比原来削减9m。9.某制药厂现有始终径为1.2m，填料层高度为3m的吸取塔，用纯溶剂吸取某气体混合物中的溶质组分。入塔混合气的流量为40kmol/h，溶质的含量为6（摩尔分数）；要求溶质的回收率不低于95%；操作条件下气液平衡关系为Y=2.2X倍；气相总吸取系数为0.35kmol/(m2·h)。填料的有效比表面积近似取为填料比表面积的90％。试计算（1）出塔的液相组成；（2）所用填料的总比表面积和等板高度。解：（1）惰性气体的流量为（2）m由填料的有效比表面积为填料的总比表面积为由由填料的等板高度为10.用清水在塔中逆流吸取混于空气中的二氧化硫。已知混合气中二氧化硫的体积分数为0.085，操作条件下物系的相平衡常数为，载气的流量为250kmol/h。若吸取剂用量为最小用量的5倍，要求二氧化硫的回收率为92%。试求水的用量（kg/h）及所需理论级数。解：用清水吸取，操作液气比为水的用量为用清水吸取，由11.某制药厂现有始终径为m，填料层高度为6m的吸取塔，用纯溶剂吸取某混合气体中的有害组分。现场测得的数据如下：V=500m3/h、Y1、Y2、X1。已知操作条件下的气液平衡关系为Y=1.5X。现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于（摩尔比）。该制药厂拟接受以下改造 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。解：改造前填料层高度为改造后填料层高度为故有由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变，故对于纯溶剂吸取，由故因此，有操作液气比为填料层增加的高度为12.若吸取过程为低组成气体吸取，试推导。解：由　故　13.在装填有25mm拉西环的填料塔中，用清水吸取空气中低含量的氨。操作条件为20℃及kPa，气相的质量速度为0.525kg/(m2·s)，液相的质量速度为2.850kg/(m2·s)。已知20℃及kPa时氨在空气中的集中系数为m2/s，20℃时氨在水中的集中系数为m2/s。试估算传质单元高度HG、HL。解：查得20℃下，空气的有关物性数据如下：Pa·skg/m3由查表8-6，，，查得20℃下，水的有关物性数据如下：Pa·skg/m3由查表8-7，，14.用填料塔解吸某含二氧化碳的碳酸丙烯酯吸取液，已知进、出解吸塔的液相组成分别为5和16（均为摩尔比）。解吸所用载气为含二氧化碳5（摩尔分数）的空气，解吸的操作条件为35℃、kPa，此时平衡关系为YX。操作气液比为最小气液比的5倍。若取m，求所需填料层的高度。解：进塔载气中二氧化碳的摩尔比为最小气液比为操作气液比为吸取因数为液相总传质单元数为填料层高度为15.某操作中的填料塔，其直径为0.8m，液相负荷为8.2m3/h，操作液气比（质量比）为6.25。塔内装有DN50金属阶梯环填料，其比表面积为109m2/m3。操作条件下，液相的平均密度为995.6kg/m3，气相的平均密度为1.562kg/m3。（1）计算该填料塔的操作空塔气速；（2）计算该填料塔的液体喷淋密度，并推断是否达到最小喷淋密度的要求。解：（1）填料塔的气相负荷为填料塔的操作空塔气速为（2）填料塔的液体喷淋密度为最小喷淋密度为，达到最小喷淋密度的要求。16.矿石焙烧炉送出的气体冷却后送入填料塔中，用清水洗涤以除去其中的二氧化硫。已知入塔的炉气流量为2400m3/h，其平均密度为1.315kg/m3；洗涤水的消耗量为50000kg/h。吸取塔为常压操作，吸取温度为20℃。填料接受DN50塑料阶梯环，泛点率取为60％。试计算该填料吸取塔的塔径。解：查得20℃下，水的有关物性数据如下：Pa·skg/m3炉气的质量流量为接受埃克特通用关联图计算泛点气速，横坐标为查图8-23，得纵坐标为对于DN50塑料阶梯环，由表8-10和附录二分别查得1/m故解出m/s操作空塔气速为由圆整塔径，取=1.0m校核，故所选填料规格适宜。取m3/（m·h）最小喷淋密度为操作喷淋密度为>操作空塔气速为泛点率为经校核，选用=1.0m合理。第九章蒸馏1．在密闭容器中将A、B两组分的抱负溶液升温至82℃，在该温度下，两组分的饱和蒸气压分别为=107.6kPa及＝41.85kPa，取样测得液面上方气相中组分A的摩尔分数为0.95。试求平衡的液相组成及容器中液面上方总压。解：本题可用露点及泡点方程求解。解得kPa本题也可通过相对挥发度求解由气液平衡方程得2．试分别计算含苯0.4（摩尔分数）的苯—甲苯混合液在总压100kPa和10kPa的相对挥发度和平衡的气相组成。苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系为式中p﹡的单位为kPa，t的单位为℃。苯—甲苯混合液可视为抱负溶液。（作为试差起点，100kPa和10kPa对应的泡点分别取94.6℃和31.5℃）解：本题需试差计算（1）总压p总＝100kPa℃，则得kPa同理kPa或则（2）总压为p总＝10kPa℃，=17.02kPa，随压力降低，α增大，气相组成提高。3．在100kPa压力下将组成为0.55（易挥发组分的摩尔分数）的两组分抱负溶液进行平衡蒸馏和简洁蒸馏。原料液处理量为100kmol，汽化率为0.44。操作范围内的平衡关系可表示为。试求两种状况下易挥发组分的回收率和残液的组成。解：（1）平衡蒸馏（闪蒸）依题给条件则由平衡方程联立两方程，得y=0.735，xkmol=44kmol（2）简洁蒸馏kmolkmol即解得xW简洁蒸馏收率高（61.46%），釜残液组成低（0.3785）4．在一连续精馏塔中分别苯含量为0.5（苯的摩尔分数，下同）苯—甲苯混合液，其流量为100kmol/h。已知馏出液组成为0.95，釜液组成为0.05，试求（1）馏出液的流量和苯的收率；（2）保持馏出液组成0.95不变，馏出液最大可能的流量。解：（1）馏出液的流量和苯的收率（2）馏出液的最大可能流量当ηA=100%时，获得最大可能流量，即5．在连续精馏塔中分别A、B两组分溶液。原料液的处理量为100kmol/h，其组成为0.45（易挥发组分A的摩尔分数，下同），饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96％，釜液的组成为0.033。试求（1）馏出液的流量和组成；（2）若操作回流比为2.65，写出精馏段的操作线方程；（3）提馏段的液相负荷。解：（1）馏出液的流量和组成由全塔物料衡算，可得kmol/h=54.55kmol/hkmol/h=45.45kmol/h（2）精馏段操作线方程（3）提馏段的液相负荷6．在常压连续精馏塔中分别A、B两组分抱负溶液。进料量为60kmol/h，其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数，下同），原料液的泡点为92℃。要求馏出液的组成为0.96，釜液组成为0.04，操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q值和提馏段的气相负荷。（1）40℃冷液进料；（2）饱和液体进料；（3）饱和蒸气进料。已知：原料液的汽化热为371kJ/kg，比热容为1.82kJ/(kg·℃)。解：由题给数据，可得（1）40℃冷液进料q值可由定义式计算，即（2）饱和液体进料此时q=1（3）饱和蒸气进料q=0三种进料热状态下，由于q的不同，提馏段的气相负荷（即再沸器的热负荷）有明显差异。饱和蒸气进料V′最小。7．在连续操作的精馏塔中分别两组分抱负溶液。原料液流量为50kmol/h，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。已知精馏段操作线方程为yx+0.238；q线方程为y=2-3x。试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值xq及yq；（4）提馏段操作线方程。解：（1）操作回流比及馏出液组成由题给条件，得及解得R=3，xD2）进料热状况参数及原料液组成由于及解得q=0.75（气液混合进料），xF（3）两操作线交点的坐标值xq及yq联立操作线及q线两方程，即解得xqyq（4）提馏段操作线方程其一般表达式为式中有关参数计算如下：kmol/h=25.32kmol/hkmol/h=111.54kmol/hkmol/h=86.22kmol/h则8．在连续精馏塔中分别苯—甲苯混合液，其组成为0.48（苯的摩尔分数，下同），泡点进料。要求馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。操作回流比为2.5，平均相对挥发度为2.46，试用图解法确定所需理论板层数及适宜加料板位置。解：由气液平衡方程计算气液相平衡组成如本题附表所示。习题8附表x00习题8附图在x–y图上作出平衡线，如本题附图所示。由已知的xD，xF，xW在附图上定出点a、e、c。精馏段操作线的截距为，在y轴上定出点b，连接点a及点b，即为精馏段操作线。过点e作q线（垂直线）交精馏段操作线于点d。连接cd即得提馏段操作线。从点a开头，在平衡线与操作线之间绘阶梯，达到指定分别程度需11层理论板，第5层理论板进料。9．在板式精馏塔中分别相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93kmol/h，从塔顶回流的液体量为58.5kmol/h，泡点回流。试求（1）原料液的处理量；（2）操作回流比为最小回流比的倍数。解：（1）原料液的处理量由全塔的物料衡算求解。对于泡点进料，q=1kmol/h=34.5kmol/h则解得kmol/h（2）R为Rmin的倍数R对于泡点进料，Rmin的计算式为于是10．在常压连续精馏塔内分别苯—氯苯混合物。已知进料量为85kmol/h，组成为0.45（易挥发组分的摩尔分数，下同），泡点进料。塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜残液组成为0.02。操作回流比为3.5。塔顶接受全凝器，泡点回流。苯、氯苯的汽化热分别为30.65kJ/mol和36.52kJ/mol。水的比热容为4.187kJ/(kg·℃)。若冷却水通过全凝器温度上升15℃，加热蒸汽确定压力为500kPa（饱和温度为151.7℃，汽化热为2113kJ/kg）。试求冷却水和加热蒸汽的流量。忽视组分汽化热随温度的变化。解：由题给条件，可求得塔内的气相负荷，即对于泡点进料，精馏段和提馏段气相负荷相同，则（1）冷却水流量由于塔顶苯的含量很高，可按纯苯计算，即（2）加热蒸汽流量釜液中氯苯的含量很高，可按纯氯苯计算，即11．在常压连续提馏塔中，分别两组分抱负溶液，该物系平均相对挥发度为2.0。原料液流量为100kmol/h，进料热状态参数q=1，馏出液流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分的摩尔分数），试求（1）操作线方程；（2）由塔内最下一层理论板下降的液相组成x′m。解：本题为提馏塔，即原料由塔顶加入，因此该塔仅有提馏段。再沸器相当一层理论板。（1）操作线方程此为提馏段操作线方程，即式中kmol/hkmol/h＝40kmol/h则（2）最下层塔板下降的液相组成由于再沸器相当于一层理论板，故x′m与y′W符合操作关系，则提馏塔的塔顶一般没有液相回流。12．在常压连续精馏塔中，分别甲醇—水混合液。原料液流量为100kmol/h，其组成为0.3（甲醇的摩尔分数，下同），冷液进料（q=1.2），馏出液组成为0.92，甲醇回收率为90％，回流比为最小回流比的3倍。试比较直接水蒸气加热和间接加热两种状况下的釜液组成和所需理论板层数。甲醇—水溶液的t–x–y数据见本题附表习题12附表温度t℃液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数温度t℃液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数100解：（1）釜液组成由全塔物料衡算求解。①间接加热②直接水蒸气加热关键是计算R。由于q=1.2，则q线方程为在本题附图上过点e作q线，由图读得：xq=0.37，yq于是明显，在塔顶甲醇收率相同条件下，直接水蒸气加热时，由于冷凝水的稀释作用，xW明显降低。所需理论板层数在x–y图上图解理论板层数附图1附图2习题12附图①间接加热精馏段操作线的截距为由xDab，交q线与点d。由xWc，连接cd即为提馏段操作线。由点a开头在平衡线与操作线之间作阶梯，NT=5（不含再沸器），第4层理论板进料。②直接蒸汽加热图解理论板的方法步骤同上，但需留意xWx轴上而不是对角线上，如本题附图所示。此状况下共需理论板7层，第4层理论板进料。计算结果表明，在保持馏出液中易挥发组分收率相同条件下，直接蒸汽加热所需理论板层数增加。且需留意，直接蒸汽加热时再沸器不能起一层理论板的作用。习题13附图习题13附图13．在具有侧线采出的连续精馏塔中分别两组分抱负溶液，如本题附图所示。原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（摩尔分数，下同），饱和液体进料。塔顶馏出液流量qn,D为20kmol/h，组成xD1为0.98，釜残液组成为0.05。从精馏段抽出组成xD2为0.9的饱和液体。物系的平均相对挥发度为2.5。塔顶为全凝器，泡点回流，回流比为3.0，试求（1）易挥发组分的总收率；（2）中间段的操作线方程。解：（1）易挥发组分在两股馏出液中的总收率由全塔的物料衡算，可得qn,D2的计算如下及整理上式，得到则于是（2）中间段的操作线方程由s板与塔顶之间列易挥发组分的物料衡算，得（1）式中将有关数值代入式（1）并整理，得到14．在常压连续精馏塔中分别两组分抱负溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气加料。已知精馏段操作线方程为yx+0.20，试求（1）操作回流比与最小回流比的比值；（2）若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，该板的气相默弗里效率EMV1。解：（1）R与Rmin的比值先由精馏段操作线方程求得R和xD，再计算Rmin。由题给条件，可知解得对饱和蒸气进料，q=0，yq则（2）气相默弗里效率气相默弗里效率的定义式为（1）式中将有关数据代入式（1），得15．在连续精馏塔中分别两组分抱负溶液，原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸气进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05。物系的平均相对挥发度为2.0。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。塔釜的汽化量为最小汽化量的1.6倍，试求（1）塔釜汽化量；（2）从塔顶往下数其次层理论板下降的液相组成。解：先求出最小回流比，再由最小回流比与最小汽化量的关系求得qn,Vmin。液相组成x2可用逐板计算得到。（1）塔釜汽化量对于饱和蒸汽进料q=0，yF=0.5，Rmin可用下式计算，即而则也可由提馏段操作线的最大斜率求得，即即将qn,W=50kmol/h代入上式，解得（2）第2层理论板下降液相组成x2逐板计算求x2需导出精馏段操作线方程。解得塔顶全凝器16．某制药厂拟 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一板式精馏塔回收丙酮含量为0.75（摩尔分数，下同）水溶液中的丙酮。原料液的处理量为30kmol/h，馏出液的组成为0.96，丙酮回收率为98.5%。塔顶全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。试依据如下条件计算塔的有效高度和塔径。进料热状况饱和液体总板效率61％操作回流比2全塔平均压力110kPa理论板层数17.0全塔平均温度81℃板间距0.40m空塔气速0.82m/s解：由题给条件，可得取28（1）塔的有效高度（2）塔径精馏段和提馏段气相负荷相同，则式中于是依据系列 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，选取塔径为900mm。17．在连续精馏中分别A、B、C、D、E（按挥发度降低挨次排列）五组分混合液。在所选择 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 下，C为轻关键组分，在釜液中组成为0.006（摩尔分数，下同）；D为重关键组分，在馏出液中的组成为0.005。原料液处理量为100kmol/h，其组成如本题附表1所示。17题附表1组分ABCDExF试按清楚分割法估算馏出液、釜残液的流量和组成。解：由题意，A、B组分在釜残液中不消灭，E组分在馏出液中不消灭，且xW,C=0.006，xD,D=0.005。作全塔物料衡算，得将有关数据代入上式，解得计算结果列于本题附表2。17题附表2组分ABCDEΣ/（kmol/h）100/（kmol/h）0/（kmol/h）00000第十一章固体物料的干燥习题解答1.已知湿空气的总压力为100kPa，温度为50℃，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。解：（1）湿空气的水汽分压由附录查得50℃时水的饱和蒸气压，故（2）湿度（3）密度m3湿空气/kg绝干气密度2．常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40℃，相对湿度为43%，试求废气的露点。解：由附录查得40℃时水的饱和蒸气压，故湿空气中水汽分压为查出时的饱和温度为℃，此温度即为废气露点。3.在总压kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H–I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。习题3附表序号湿度kg/kg绝干气干球温度/℃湿球温度℃相对湿度%焓kJ/kg绝干气水汽分压kPa露点℃1（）86（35）51403232（）793711（160）303（）8642（10）1936354（）（60）4237192解：附表中括号内的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。4.将、绝干气的常压新颖空气，与干燥器排出的、绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。试求（1）混合气体的温度、湿度、焓和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度？解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得（a）（b）当℃、绝干气时，空气的焓为当℃、绝干气时，空气的焓为将以上值代入式（a）及式（b）中，即分别解得：kg/kg绝干气kJ/kg绝干气由得℃混合气体中的水汽分压解出℃时水的饱和蒸汽压为所以混合气体的相对湿度为（2）将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10%故查水蒸气表知此压力下的饱和温度为℃。故应将此混合气加热至℃。5．干球温度为20℃、湿度为kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到80℃后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80%，若空气在干燥器中经受等焓干燥过程，试求：（1）1m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水重量。解：（1）1m3原湿空气在预热器中焓的变化。当℃、kg/kg绝干气时，由图11-3查出kJ/kg绝干气。当℃、kg/kg绝干气时，由图11-3查出kJ/kg绝干气。故1kg绝干空气在预热器中焓的变化为：原湿空气的比体积：故1m3原湿空气焓的变化为；（2）1m3原湿空气在干燥器中获得的水分。由℃、kg/kg绝干气在H-I图上确定空气状态点，由该点沿等I线向右下方移动与线相交，交点为离开干燥器时空气的状态点，由该点读出空气离开干燥器时的湿度kg/kg绝干气。故1m3原空气获得的水重量为：6.用4题（1）的混合湿空气加热升温后用于干燥某湿物料，将湿物料自湿基含水量降至，湿物料流量为1000kg/h，假设系统热损失可忽视，干燥操作为等焓干燥过程。试求（1）新颖空气耗量；（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓；（3）预热器的加热量。解：（1）新颖空气耗量蒸发水量绝干空气用量新颖空气用量（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓由于干燥过程为等焓过程，故进出干燥器的空气的焓相等。将kg/kg绝干气代入，解出：℃所以，进入干燥器的湿空气的温度为℃，焓为127.6kJ/kg绝干气。（3）预热器的加热量7．在常压下用热空气干燥某湿物料，湿物料的处理量为l000kg/h，温度为20℃，含水量为4％(湿基，下同)，要求干燥后产品的含水量不超过％，物料离开干燥器时温度升至60℃，湿物料的平均比热容为kJ／(kg绝干料．℃)。空气的初始温度为20℃，相对湿度为50％，将空气预热至100℃进干燥器，出干燥器的温度为50℃，湿度为kg/kg绝干气，干燥器的热损失可按预热器供热量的10％计。试求（1）计算新颖空气的消耗量；（2）预热器的加热量Qp；（3）计算加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数；（4）干燥系统的热效率。解：（１）新颖空气消耗量，即绝干物料所以20℃时空气的饱和蒸汽压为（2）预热器的加热量Ｑp，用式11-31计算Ｑp，即（3）加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数加热物料耗热总耗热量加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数：（4）干燥器的热效率，若忽视湿物料中水分带入系统中的焓，则用式11-37计算干燥系统的热效率。8.用通风机将干球温度、焓绝干气的新颖空气送入预热器，预热到后进入连续逆流操作的抱负干燥器内，空气离开干燥器时相对湿度。湿物料由含水量被干燥至含水量，每小时有9200kg湿物料加入干燥器内。试求（1）完成干燥任务所需的新颖空气量；（2）预热器的加热量；（3）干燥器的热效率解：（1）新颖空气耗量绝干物料流量依据℃、kJ/kg绝干气，求出kg/kg绝干气依据℃、，求出kJ/kg绝干气抱负干燥器，所以绝干气（a）（b）设温度，查水蒸气表得相应的饱和蒸汽压ps，由（a）式求湿度，再代入（b）式反求温度，若与初设值全都，计算结束。若与初设值不全都，则需重复以上步骤。解得：，对应的饱和温度为：℃，绝干气绝干空气消耗量新颖空气消耗量（2）预热器的加热量（3）干燥器的热效率本题亦可利用图求。9.在一常压逆流的转筒干燥器中，干燥某种晶状的物料。温度、相对湿度=55%的新颖空气经过预热器加热升温至后送入干燥器中，离开干燥器时的温度。预热器中接受180kPa的饱和蒸汽加热空气，预热器的总传热系数为85W/(m2·K)，热损失可忽视。湿物料初始温度℃、湿基含水量；干燥完毕后温度升到＝60℃、湿基含水量降为。干燥产品流量=1000kg/h，绝干物料比热容绝干料·℃），不向干燥器补充热量。转筒干燥器的直径Dm、长度Z=7m。干燥器外壁向空气的对流—辐射联合传热系数为35kJ/（m2·h·℃）。试求（1）绝干空气流量；（2）预热器中加热蒸汽消耗量；（3）预热器的传热面积。解：（1）绝干空气流量绝干物料流量水分蒸发量查出25℃时水的饱和蒸气压为Pa，故新颖空气的湿度为：对干燥器做水分的衡算，取为1h基准，得：（a）对干燥器做热量衡算得：其中题给kJ/（kg绝干料·℃）题给kJ/(m2·h·℃)∴将以上诸值代入热量衡算式，得：整理得（b）联立式（a）和式（b），解得kg/kg绝干气kg绝干气/h（2）预热器中加热蒸气消耗量加热蒸气压强为180kPa，查出相应的汽化热为kJ/kg，T℃。预热器中消耗热量的速率为：其中∴加热蒸气消耗量=kg/h（3）预热器的传热面积10．接受常压并流干燥器干燥某种湿物料。将20℃干基含水量为的某种湿物料干燥至干基含水量为，物料出干燥器的温度是40℃，湿物料处理量为250kg/h，绝干物料的比热容为kJ/（kg绝干料·℃）。空气的初始温度为15℃，湿度为kg水/kg绝干气，将空气预热至100℃进干燥器，在干燥器内，空气以肯定的速度吹送物料的同时对物料进行干燥。空气出干燥器的温度为50℃。干燥器的热损失kW。试求（1）新颖空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量（忽视预热器的热损失）；（3）干燥器的热效率；（4）若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10℃，试分析物料是否会返潮。解：（1）新颖空气消耗量对非抱负干燥器，，需联解物料衡算和热量衡算方程求出。由物料衡算式得（a）由热量衡算式其中：代入上式，得（b）联解（a）式和（b）式，得kg/kg绝干气，新颖空气消耗量为（2）单位时间内预热器消耗的热量ＱpkW（3）干燥器的热效率（4）若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10℃，物料是否会返潮用图查，下，空气的露点为26℃，而物料降温10℃后为30℃，所以物料应当不会返潮。11．对10kg某湿物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥，物料平铺在1.0m1.0m的浅盘中，温度=75℃，湿度kg/kg绝干气的常压空气以2m/s的速度垂直穿过物料层。现将物料的含水量从kg/kg绝干物料干燥至kg/kg绝干物料，试求（1）所需干燥时间；（2）若空气的t、H不变而流速加倍，干燥时间如何转变？（3）若物料量加倍，而浅盘面积不变，所需干燥时间又为多少？（假设三种状况下干燥均处于恒速干燥阶段。）解：（1）恒速段干燥速率由空气℃，kg/kg绝干气，查图得℃，相应水的汽化热，空气对物料的对流传热系数：湿空气的质量速度：湿空气密度：湿空气比体积：恒速干燥段时间：（2）空气气速加倍后kg/（m2·s）kg绝干料/m2，不变恒速干燥时间：（3）物料加倍后，加倍12．在恒定干燥条件下进行间歇干燥试验。已知物料的干燥面积为m2，绝干物料质量为15kg，干燥时间无限长时物料可被干燥至kg。假设在试验范围内，物料的干燥速率与含水量呈线性关系。试验测得将湿物料从30.0kg干燥至24.0kg需要0.2h。试求在相同干燥条件下，将湿物料由30.0kg干燥至17kg需要多少时间。解：设干燥速率与物料含水量之间的关系为：（a）由于时，据题意代入（a）式，得所以分别变量积分，得将，代入得所以，当时13.某湿物料经过h恒定条件下的干燥后，含水量由＝kg/kg绝干料降至kg/kg绝干料，已知物料的临界含水量＝kg/kg绝干料、平衡含水量＝kg水分/kg绝干料。假设在降速阶段中干燥速率与物料的自由含水量（）成正比。若在相同的干燥条件下，要求将物料含水量由＝kg水分/kg绝干料降至kg水分/kg绝干料，试求所需的干燥时间。解：恒速干燥阶段干燥时间：降速干燥阶段干燥速率与物料的自由含水量（—）成正比，因此，临界点处：降速段干燥时间：总干燥时间：将第一次干燥试验的数据代入，解得其次次干燥试验的条件与第一次相同，即、S、、、均不变，不变。所以，其次次干燥试验的干燥时间为：