[9-9]常压下,空气在温度为20℃、湿度为0.01 kg水/ kg绝干气的状态下被预热到120℃后进入理论干燥器,废气出口的湿度为0.03 kg水/ kg绝干气。物料的含水量由%干燥至%(均为湿基)。干空气的流量为8000kg干空气/h。试求:⑴每小时加入干燥器的湿物料量;⑵废气出口的温度。(答:4975 kg/h,68.9℃)

考察知识

本题主要考察干燥过程的物料衡算及理论干燥器的能量衡算（等焓干燥过程）。

解题思路

（1）每小时加入干燥器的湿物料量计算

1. **水分蒸发量 $W$ 计算：
   干燥过程中，水分蒸发量等于干空气流量 $V$ 乘以进出口湿度差 $(H_2 - H_1)$：
   $W = V(H_2 - H_1) \quad \text{（} V=8000\,\text{kg干空气/h}, H_1=0.01\,\, H_2=0.03\text{）}$
2. 物料衡算：
   湿物料量 $G_1$、干物料 $G_c$、干物料守恒：
   $G_c = G_1(1-\omega_1) = G_2(1-\omega_2)$
   水分蒸发量 $W = G_1 - G2$，联立得：
   $G_1 = W \cdot \frac{1-\omega_2}{\omega_1 - \omega_2}$
   （题目中湿基含水量 $\omega_1=3.7\%,\,\omega_2=0.5%$，代入计算得 $G_1=4975\,\text{kg/h}$）

（2）废气出口温度 $t_2$ 计算

理论干燥器为等焓过程（$I_1 = I_2)），空气焓 \( I = (1.01 + 1.88H)t + 4187H_0$，忽略 $H_0$ 时：
$(1.01 + 1.88H_1)t_1 = (1.01 + 1.88H_2)t_2$
解得：
$t_2 = t_1 \cdot \frac{1.01 + 1.88H_1}{1.01 + 1.88H_2} \quad \text{（代入得 } t_2\approx68.9^\circ\text{C}）$