五、(20分)在常压绝热干燥器中将1500湿物料从原始含水量18%降至1.5%(均为湿基)。℃、绝干气的空气在预热器中升温至90℃后进入干燥器,离开干燥器空气的温度为50℃。试求:(1)完成上述干燥任务所需要的空气量;(2)预热器中加热蒸汽的消耗量(蒸汽的相变热为2205,忽略预热器热损失);(3)干燥系统的热效率;(4)通过恒定条件下的干燥实验测得,物料的临界含水量绝干料,平衡含水量绝干料;已知干燥面积为48,恒速阶段的干燥速率,假定降速阶段干燥速率与自由含水量呈直线关系,则所需干燥时间为若干。

解:(1)所需空气量

(1)

由焓的衡算求得。对于绝热干燥过程,空气进出干燥器的焓值相等,即

解得:绝干气

将有关数值代入式(1),得到

绝干气

新鲜气

(2)预热器中加热蒸汽的消耗量

加热蒸汽消耗量为

(3)干燥系统的热效率

对于绝热干燥过程,可用两种方法计算

或

(4)干燥时间

温度为20°C、湿度为0.01kg/kg绝干气的常压新鲜空气,经预热器预热至120°C后用于干燥某湿物料。空气离开干燥器的温度为60°C、湿度为0.05kg/kg绝干气,湿物料进出干燥器的温度分别为30°C、50°C,湿基含水量分别为20%、5%,干燥产品流量为60kg/h,湿物料的平均比热容为2.134kJ/(kg湿物料.°C),忽略干燥系统的热损失。试求:

( 注: )

(1)新鲜空气的耗量;(2)干燥系统的热效率。