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
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。