题目
用热空气干燥某种湿物料,新鲜空气的温度为 20^circmathrm(C)、湿度为 0.006mathrm(kg) 水汽/mathrm(kg) 干气,为保证干燥产品质量,要求空气在干燥器内的温度不得高于 90^circmathrm(C),为此,空气在预热器内加热至 90^circmathrm(C) 后送入干燥器,当空气在干燥器内温度降至 60^circmathrm(C) 时,再用中间加热器将空气加热至 90^circmathrm(C),空气离开干燥器时温度降至 60^circmathrm(C),假设两段干燥过程均可视为等焓过程,试求:(1) 在 I-H 图上定性表示出空气通过干燥器的整个过程;(2) 汽化 1mathrm(kg) 水所需的新鲜空气的质量。
用热空气干燥某种湿物料,新鲜空气的温度为 $20^{\circ}\mathrm{C}$、湿度为 $0.006\mathrm{kg}$ 水汽$/\mathrm{kg}$ 干气,为保证干燥产品质量,要求空气在干燥器内的温度不得高于 $90^{\circ}\mathrm{C}$,为此,空气在预热器内加热至 $90^{\circ}\mathrm{C}$ 后送入干燥器,当空气在干燥器内温度降至 $60^{\circ}\mathrm{C}$ 时,再用中间加热器将空气加热至 $90^{\circ}\mathrm{C}$,空气离开干燥器时温度降至 $60^{\circ}\mathrm{C}$,假设两段干燥过程均可视为等焓过程,试求:(1) 在 $I$-$H$ 图上定性表示出空气通过干燥器的整个过程;(2) 汽化 $1\mathrm{kg}$ 水所需的新鲜空气的质量。
题目解答
答案
- $ I-H $ 图定性表示:
- 初始点 $ A $:$ t = 20^\circ \text{C} $,$ H = 0.006 $。
- $ A \to B_1 $:等湿线,$ t = 90^\circ \text{C} $,$ H = 0.006 $。
- $ B_1 \to C_1 $:等焓线,$ t = 60^\circ \text{C} $,$ H = 0.0178 $。
- $ C_1 \to B_2 $:等湿线,$ t = 90^\circ \text{C} $,$ H = 0.0178 $。
- $ B_2 \to C $:等焓线,$ t = 60^\circ \text{C} $,$ H = 0.0298 $。
- 计算过程:
- 第一段干燥:$ I_{B1} = 106.8672 \, \text{kJ/kg干气} $,$ H_{C1} = 0.0178 \, \text{kg水汽/kg干气} $。
- 第二段干燥:$ I_{B2} = 138.26936 \, \text{kJ/kg干气} $,$ H_C = 0.0298 \, \text{kg水汽/kg干气} $。
- 干空气用量:$ l = \frac{1}{0.0298 - 0.006} = 42.02 \, \text{kg干气/kg水} $。
- 新鲜空气用量:$ l' = 42.02 \times 1.006 = 42.3 \, \text{kg新鲜空气/kg水} $。
最终答案:汽化 $ 1 \, \text{kg} $ 水所需的新鲜空气量为 $ 42.3 \, \text{kg} $。