题目
在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),干燥介质为373K的热空气,其中所含水汽的分压为1.0kPa,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器,试求干燥所需要的空气量(kg/s)。 水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4 kPa,湿空气的总压为101.3 kPa。
在一干燥器中干燥某湿物料,每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),干燥介质为373K的热空气,其中所含水汽的分压为1.0kPa,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器,试求干燥所需要的空气量(kg/s)。 水在313K时的饱和蒸汽压可取为7.4 kPa,湿空气的总压为101.3 kPa。
题目解答
答案
解:X1=1/(1-1)=0.40/(1-0.40)=0.667kg/kg绝干料 (1分) X2=2/(1-2)=0.05/(1-0.05)=0.053kg/kg绝干料 (1分) G1=1000kg/h Gc=1000(1-0.4)=600kg/h W=Gc(X1-X2)=600(0.667-0.053)=368kg/h (2分) H1=0.622pw/(p-pw)=0.6221.0/(101.3-1.0)=0.0062kg/kg干空气 (1分) H2=0.622ps/(P-ps) =0.6220.77.4/(101.3-0.77.4)=0.0335kg/kg干空气 (1分) L=W/(H2-H1)=(368/3600)/(0.0335-0.0062)=3.76kg干空气/s (2分) 进口的湿空气量=L(1+H1)=3.76(1+0.0062)=3.783kg/s (2分)
解析
步骤 1:计算湿物料的初始和最终含水量
湿物料的初始含水量为40%,最终含水量为5%。这些含水量都是湿基,即相对于湿物料的总质量。我们需要将这些含水量转换为干基,即相对于干物料的质量。
步骤 2:计算湿物料的干基含水量
湿物料的干基含水量可以通过以下公式计算:
\[ X = \frac{W}{1-W} \]
其中,\( W \) 是湿基含水量,\( X \) 是干基含水量。
步骤 3:计算湿物料的干物料质量
湿物料的干物料质量可以通过以下公式计算:
\[ G_{c} = G_{1} \times (1-W_{1}) \]
其中,\( G_{1} \) 是湿物料的总质量,\( W_{1} \) 是湿物料的初始含水量。
步骤 4:计算湿物料的水分蒸发量
湿物料的水分蒸发量可以通过以下公式计算:
\[ W = G_{c} \times (X_{1} - X_{2}) \]
其中,\( X_{1} \) 是湿物料的初始干基含水量,\( X_{2} \) 是湿物料的最终干基含水量。
步骤 5:计算干燥介质的初始和最终湿度
干燥介质的初始和最终湿度可以通过以下公式计算:
\[ H = \frac{0.622 \times p_{w}}{p - p_{w}} \]
其中,\( p_{w} \) 是水汽的分压,\( p \) 是总压。
步骤 6:计算干燥介质的干空气流量
干燥介质的干空气流量可以通过以下公式计算:
\[ L = \frac{W}{H_{2} - H_{1}} \]
其中,\( H_{1} \) 是干燥介质的初始湿度,\( H_{2} \) 是干燥介质的最终湿度。
步骤 7:计算干燥介质的湿空气流量
干燥介质的湿空气流量可以通过以下公式计算:
\[ L_{w} = L \times (1 + H_{1}) \]
其中,\( L \) 是干燥介质的干空气流量,\( H_{1} \) 是干燥介质的初始湿度。
湿物料的初始含水量为40%,最终含水量为5%。这些含水量都是湿基,即相对于湿物料的总质量。我们需要将这些含水量转换为干基,即相对于干物料的质量。
步骤 2:计算湿物料的干基含水量
湿物料的干基含水量可以通过以下公式计算:
\[ X = \frac{W}{1-W} \]
其中,\( W \) 是湿基含水量,\( X \) 是干基含水量。
步骤 3:计算湿物料的干物料质量
湿物料的干物料质量可以通过以下公式计算:
\[ G_{c} = G_{1} \times (1-W_{1}) \]
其中,\( G_{1} \) 是湿物料的总质量,\( W_{1} \) 是湿物料的初始含水量。
步骤 4:计算湿物料的水分蒸发量
湿物料的水分蒸发量可以通过以下公式计算:
\[ W = G_{c} \times (X_{1} - X_{2}) \]
其中,\( X_{1} \) 是湿物料的初始干基含水量,\( X_{2} \) 是湿物料的最终干基含水量。
步骤 5:计算干燥介质的初始和最终湿度
干燥介质的初始和最终湿度可以通过以下公式计算:
\[ H = \frac{0.622 \times p_{w}}{p - p_{w}} \]
其中,\( p_{w} \) 是水汽的分压,\( p \) 是总压。
步骤 6:计算干燥介质的干空气流量
干燥介质的干空气流量可以通过以下公式计算:
\[ L = \frac{W}{H_{2} - H_{1}} \]
其中,\( H_{1} \) 是干燥介质的初始湿度,\( H_{2} \) 是干燥介质的最终湿度。
步骤 7:计算干燥介质的湿空气流量
干燥介质的湿空气流量可以通过以下公式计算:
\[ L_{w} = L \times (1 + H_{1}) \]
其中,\( L \) 是干燥介质的干空气流量,\( H_{1} \) 是干燥介质的初始湿度。