-W2100 -0.2绝干物料流量G=G1(1 —W1)=9200(1-0.015 kg绝干料/h=9062kg绝干料/hW=G(X1-X2)=9062(0.01523—0.002 kg水,/h =119.9kg水/h根据t°=26c、I0=66kJ/kg绝干气,求出H°=0.0157kg/kg绝干气水溶液中CO2的摩尔分数为根据t1=120 C、H1=H0=0.0157,求出I1=163.8kJ/kg绝干气理想干燥器,所以I2=I1=163.8kJ/kg绝干气0.6222Ps0.311ps2= = _Z-!P总—Gps101330-0.5psI2=(1.01+1.88H2)2+2490H2=163.8kJ/kg绝干气设温度t2,查水蒸气表得相应的饱和蒸汽压ps,由(a)式求湿度H2,再代入(b)式反求温度t2,若与初设值一致,计算结束。若与初设值不一致,则需重复以上步骤。解得:ps=13180Pa,对应的饱和温度为:t2=51.34 Cp2=6590Pa,H2=0.04326kg/kg绝干气绝干空气消耗量L0=L(1 +H0)=4351(1 +0.0157 )kg新鲜空气/h =4419kg新鲜空气/h(2)预热器的加热量Qp=lI1-I。)=4351 163.8 -66 kJ, h =425500kJ h =118.2kW(3)干燥器的热效率________________一Q________一425500本题亦可利用H -I图求t2。
-W2100 -0.2
绝干物料流量
G=G1(1 —W1)=9200(1-0.015 kg绝干料/h=9062kg绝干料/h
W=G(X1-X2)=9062(0.01523—0.002 kg水,/h =119.9kg水/h
根据t°=26c、I0=66kJ/kg绝干气,求出H°=0.0157kg/kg绝干气
水溶液中CO2的摩尔分数为
根据t1=120 C、H1=H0=0.0157,求出I1=163.8kJ/kg绝干气
理想干燥器,所以I2=I1=163.8kJ/kg绝干气
0.6222Ps0.311ps
2= = _Z-!
P总—Gps101330-0.5ps
I2=(1.01+1.88H2)2+2490H2=163.8kJ/kg绝干气
设温度t2,查水蒸气表得相应的饱和蒸汽压ps,由(a)式求湿度H2,再代入(b)式反求温度t2,若与初
设值一致,计算结束。若与初设值不一致,则需重复以上步骤。
解得:ps=13180Pa,对应的饱和温度为:t2=51.34 C
p2=6590Pa,H2=0.04326kg/kg绝干气
绝干空气消耗量
L0=L(1 +H0)=4351(1 +0.0157 )kg新鲜空气/h =4419kg新鲜空气/h
(2)预热器的加热量
Qp=lI1-I。)=4351 163.8 -66 kJ, h =425500kJ h =118.2kW
(3)干燥器的热效率
________________
一Q
________
一425500
本题亦可利用H -I图求t2。
题目解答
答案
W 2490 1.88t 2 119.9 2490 1.88 51.34
解析
考查要点:本题主要考查干燥过程的物料平衡、能量计算及热效率分析,涉及湿空气性质、焓湿图应用及迭代计算方法。
解题核心思路:
- 物料平衡:计算绝干物料流量及水分蒸发量;
- 湿空气性质:通过温度与湿度关系计算焓值,建立方程求解出口温度;
- 能量计算:确定预热器加热量及干燥器热效率;
- 迭代法:结合湿空气性质公式与水蒸气表数据,迭代求解出口湿度与温度。
破题关键点:
- 湿空气焓值公式:$I = 1.01 + 1.88H + 2490H$;
- 湿度与温度关系:需通过查水蒸气表或近似公式迭代求解;
- 能量守恒:预热器加热量由空气焓差计算,热效率需结合有效热量与总热量。
(1)水分蒸发量计算
步骤1:计算绝干物料流量
根据原料含湿量$W_1=0.015$,原料流量$G_1=9200\ \text{kg/h}$,得:
$G = G_1(1-W_1) = 9200 \times (1-0.015) = 9062\ \text{kg/h}$
步骤2:计算水分蒸发量
原料湿含量$X_1=0.01523$,产品湿含量$X_2=0.002$,则:
$W = G(X_1 - X_2) = 9062 \times (0.01523 - 0.002) = 119.9\ \text{kg/h}$
(2)出口温度$t_2$计算
步骤1:确定湿空气性质
- 进口状态:$t_0=26^\circ\text{C}$,焓值$I_0=66\ \text{kJ/kg}$,湿度$H_0=0.0157\ \text{kg/kg}$;
- 出口状态:理想干燥器$I_2=I_1=163.8\ \text{kJ/kg}$,需通过方程求解$H_2$和$t_2$。
步骤2:建立方程
根据焓湿关系:
$I_2 = (1.01 + 1.88H_2) \times 2 + 2490H_2 = 163.8$
解得$H_2=0.04326\ \text{kg/kg}$,结合水蒸气表查得对应饱和蒸汽压$p_s=13180\ \text{Pa}$,饱和温度$t_2=51.34^\circ\text{C}$。
(3)预热器加热量计算
步骤1:计算空气流量
新鲜空气流量:
$L_0 = L(1+H_0) = 4351 \times (1+0.0157) = 4419\ \text{kg/h}$
步骤2:计算加热量
$Q_p = L_0(I_1 - I_0) = 4419 \times (163.8 - 66) = 425500\ \text{kJ/h} = 118.2\ \text{kW}$
(4)干燥器热效率计算
公式:
$\eta = \frac{\text{有效热量}}{\text{总热量}} = \frac{W \cdot h_{\text{汽化}}}{Q_p}$
(注:题目未提供汽化潜热$h_{\text{汽化}}$,需补充数据计算)