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化工
题目

将t =25°C、H = 0.005kg水/kg绝干气的常压新鲜空气,与干燥器排出的 t2 =40°C、H2 = 0.034kg水 /kg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?

将t =25°C、H = 0.005kg水/kg绝干气的常压新鲜空气,与干燥器排出的 t2 =40°C、

H2 = 0.034kg水 /kg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?

题目解答

答案

解:(1)对混合气列湿度和焓的衡算,得

1H 3H^4Hm (a)

11。 312 =4lm

当to =25 c、H° =0.005kg水/kg绝干气时,空气的焓为

1° =]1.01 1.88H0 t0 2490H0⏺

-11.01 1.88 0.005 25 2490 0.005 kj kg绝干气

=37.94 kJ kg 绝干气

当t2 =40 C、H^ 0.034kg水 /kg绝干气时,空气的焓为

12 - 11.01 1.88 0.034 40 2490 0.034 ]kJ kg 绝干气

= 127.62 kJ kg 绝干气

将以上值代入式(a)及式(b )中,即

0.005 3 0.034 =4Hm

37.94 3 127.62 =4lm

分别解得:

Hm =0.02675kg/kg 绝干气

Im =105.2kJ/kg 绝干气

Im = 1.01 1.88Hm 篇 2490Hm

105.2 = 1.01 1.88 0.02675 tm 2490 0.02675

得 t =36.4 C

混合气体中的水汽分压

0.622p

H 0.02675

p总一p

解出 p =4178Pa

tm =36.4 C时水的饱和蒸汽压为 p =6075Pa

所以混合气体的相对湿度为 申=乂虫勺00% =68 8%

6075

(2 )将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为 10%

Ps

故 p; =41780Pa

查水蒸气表知此压力下的饱和温度为 76.83 C。故应将此混合气加热至 76.83 C。

解析

步骤 1:计算混合气体的湿度
根据题目中给出的绝干气的质量比为 1:3,可以列出湿度的衡算方程:
\[ H_m = \frac{1 \times H_1 + 3 \times H_2}{1 + 3} \]
其中,\( H_1 = 0.005 \) kg水/kg绝干气,\( H_2 = 0.034 \) kg水/kg绝干气。
步骤 2:计算混合气体的焓
根据题目中给出的焓的计算公式,可以分别计算新鲜空气和废气的焓:
\[ I_1 = 1.01 + 1.88 \times H_1 \times t_1 + 2490 \times H_1 \]
\[ I_2 = 1.01 + 1.88 \times H_2 \times t_2 + 2490 \times H_2 \]
其中,\( t_1 = 25 \) °C,\( t_2 = 40 \) °C。
步骤 3:计算混合气体的焓
根据题目中给出的焓的衡算方程,可以列出焓的衡算方程:
\[ I_m = \frac{1 \times I_1 + 3 \times I_2}{1 + 3} \]
步骤 4:计算混合气体的温度
根据焓的计算公式,可以列出温度的计算方程:
\[ I_m = 1.01 + 1.88 \times H_m \times t_m + 2490 \times H_m \]
步骤 5:计算混合气体的相对湿度
根据题目中给出的相对湿度的计算公式,可以列出相对湿度的计算方程:
\[ \phi_m = \frac{p_m}{p_{s,m}} \times 100\% \]
其中,\( p_m \)为混合气体中的水汽分压,\( p_{s,m} \)为混合气体温度下的饱和蒸汽压。
步骤 6:计算需要加热至多少摄氏度
根据题目中给出的相对湿度的计算公式,可以列出需要加热至多少摄氏度的计算方程:
\[ \phi = \frac{p_m}{p_{s}} \times 100\% \]
其中,\( \phi = 10\% \),\( p_m \)为混合气体中的水汽分压,\( p_{s} \)为需要加热至的温度下的饱和蒸汽压。

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