化工原理答案

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1 L?4?Du21?4??1.2?0.8711?0.046?0.941kg干气/s

21?H2L?H2?H1??GC?X1?X2?

(5分)

?0.0599kg/s GC?L?H2?H1?22X1?X?0.941??0.046?0.02?0.429?0.0204??1?0.0204

G2?GC?1?X??0.0599??0.0611kg/s?220.04kg/h (5分)

3、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,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。

解:(1).X1=0.2/0.8=0.25 , X2=0.02/0.98=0.0204

Gc =500(1-0.2)=400kg

W=400(0.25-0.0204)=91.84kg/h

I1=(1.01+1.88H0)t1+2490H0=127.8=I2

I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2→H2=(127.8-60.6)/2603=0.02582

L=W(H2-H0)=91.84/0.01582=5807kg 绝干气/h (3分) (2).Qp=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)=478000kJ/h (2分)

(3).

?1?1?Gc?x1?x0?SU0?400(0.25?0.1)SU0

SU0?60θ1=1= Gc (X1-X0)/SU0=400(0.25-0.1)/SU0求得SU0=60

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?2??Gc?x1?xSU060*??lnx0?xx2?x?ln**400(0.1?0.01)0.1?0.010.0204?0.01

?1.295h(5分)

4、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1.0kN/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。 解:1)

W?Gc?x1?x2?G1?1000Kg/h?0.278Kg/s?Gc?0.278?1?0.4??0.167Kg/sX1?X2?w11?w1w21?w2??0.401?0.400.051?0.05?0.667Kg/Kg绝干料?0.053Kg/Kg绝干料 (5分)

?W?Gc?x1?x2??0.167?0.667?0.053??0.1025Kg/s2) H1??0.622pP?p0.622?1.0101.3?1.0

?0.0062Kg/Kg干空气H2?0.62?2pP??p0.62?2101.?30?.70?.77.47.4 ?

?0.033K5gKg/干空气

L?WH2?H1?0.10250.0335?0.00623.76Kg干空气/s (5分)

进口的湿空气量?L(1?H1)?3.76(1?0.0062)?3.783Kg/s5、有一连续干燥器在常压下操作。生产能力为 1000Kg/h(以干燥产品计),物料水分由 12℅

降到 3℅(均为湿基),空气的初温为 25℃,湿度为 0.01Kg/Kg。经预热器后升温到70℃,干燥器出口废气温度为 45℃,干燥器进出口空气焓值相等,试求:(1)废气的湿度;(2)空气的用量( m3/h,初始状态下)。(10分) 解: GC=G2(1-w2)=1000(1-0.03)=970kg/h (5分)

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I2=I1

(1. 01+1.88H0)t1+2490H0=(1.01+1.88H2)t2+249

H2?X1?X2?L?w11?w1w21?w2?1.01?1.88?0.01??70?2490?0.01?1.01?451.88?45?2490??1288397?0.136?0.031970?0.136?0.031?0.020?0.01?0.020

?10185kg/hGC?X1?X2?H2?H0?vH=(0.772+1.244H0)298/273 (5分) =(0.772+1.244×298/273=0.856m3/kg LS=L×vH=10185×0.856=8718.36m3/h

6、某厂用干燥设备生产某物料,处理量为100kg/h,牛奶经干燥后其含水量由50%减至2%(均为湿基)。所用干燥介质为空气,空气进干燥器前的湿度为0.012kg水/kg干空气,温度为20℃,

出干燥器时的湿度为0.03kg水/kg干空气,试求:(1)水份蒸发量;(2)新鲜空气消耗量L′;(3)若风机装在新鲜空气的进口处,求风机的风量。 解:(1)

x1?x2?W11?W1W21?W2??0.51?0.50.021?0.02?1Kg水/Kg干料?0.0204Kg水/Kg干料

Gc?G1?1?W1??100(1?0.5)?50干料/hW?Gc?x1?x2??50?1?0.0204??48.98Kg/h (4分)

L?WH2?H1?WH2?H0?48.98(2)

?0.03?0.012??2721Kg干空气/h (4分)

L'?L(1?H0)?2721(1?0.012)?2754Kg新鲜气/h(3)V?LVH?L(0.772?1.244H0)(273?t)273?2298m/h (2分)

37、湿空气50℃时总压强为100KPa,湿度为0.0186kg水/kg干空气,求(1)比热容;(2)热焓;(3)湿比容。 解(1)(2)

CH?1.01?1.88H?1.01?1.88?0.0186?1.045KJ/(Kg干气?℃)(3分)

I?CH?t?2490H?1.045?50?2490?0.0186?98.56KJ/Kg干气(3分)

Vh?(0.772?1.244H)?(273?t)273?1.0133?10p?5(1)

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?(0.772?1.244?0.0186)?(273?50)273?1.0133?10100?103?5

=0.954m3/kg干气 (4分) 8、有一常压绝热干燥器,已知空气进入加热器前的状态为

t0?20?C,?0?30%,出干燥

器的状态为t2?80?C,H2?0.02kg水/kg干空气,湿物料处理量为5000kg/h,含水w1?0.2,要求干燥产品含水w2?0.02(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)预热器中用潜热为r = 2250 kJ/kg的水蒸汽(饱和)加热湿空气,求饱和水蒸汽的用量(预热器的热损失为换热量的5%)。 [注:20℃时水的饱和蒸汽压为2.33kN/㎡.](10分) 解:(1)离开预热器时空气的温度和湿度 (5分)

H1?H0?0.622?0ps0P??0ps0?0.6220.30?2.33?1033101325?0.3?2.33?10?0.004kg水/kg干空气

由于干燥器为绝热,故空气在其间经历的过程近似为一等焓过程,所以I2?I1,即 (1.01?1.88H1)t1?2490H1?(1.01?1.88H2)t2?2490H2t1?(1.01?1.88?0.02)?80?2490?0.02?2490?0.0041.01?1.88?0.004?121.5?C

(2)饱和水蒸汽用量 (5分) QP?L(1.01?1.88H0)(t1?t0)?L?WH2?H1w1?w21?w2918.40.02?0.004,?5000?0.2?0.021?0.02?918.4kg水/hW?G1?L??57400kg干空气/h6?QP?57400?(1.01?1.88?0.004)?(121.5?20)?5.928?10kJ/h故饱和水蒸汽用量m?QP?5%QPr?m为1.05?5.928?1022506?2766.4kg/h

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