题目
常压下以温度为20℃、湿度为0.01Kg/Kg绝干气的新鲜空气为介质干燥某湿物料。空气在预热器中被加热到90℃后送入干燥器，离开时的温度为45℃、湿度变为0.02Kg/Kg绝干气。每小时有1000Kg、温度为20℃、湿基含水量为3%的湿物料送入干燥器；离开干燥器的温度变为60℃、湿基含水量为0.2%；湿物料平均比热为3KJ/（Kg绝干料.℃）。忽略预热器向周围的热损失，干燥器热损失为1.2KW。 试求：（1）水分蒸发量W （2）新鲜空气消耗量L0 （3）预热器消耗的热量QO （4）应向干燥器补充的热量QD （5）干燥系统的热效率
常压下以温度为20℃、湿度为0.01Kg/Kg绝干气的新鲜空气为介质干燥某湿物料。空气在预热器中被加热到90℃后送入干燥器，离开时的温度为45℃、湿度变为0.02Kg/Kg绝干气。每小时有1000Kg、温度为20℃、湿基含水量为3%的湿物料送入干燥器；离开干燥器的温度变为60℃、湿基含水量为0.2%；湿物料平均比热为3KJ/（Kg绝干料.℃）。忽略预热器向周围的热损失，干燥器热损失为1.2KW。 试求：（1）水分蒸发量W （2）新鲜空气消耗量L0 （3）预热器消耗的热量QO （4）应向干燥器补充的热量QD （5）干燥系统的热效率
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算水分蒸发量W
湿物料的湿基含水量为3%，即每1000Kg湿物料中含水30Kg。离开干燥器时湿物料的湿基含水量为0.2%，即每1000Kg湿物料中含水2Kg。因此，水分蒸发量W为30Kg-2Kg=28Kg/h。
步骤 2：计算新鲜空气消耗量L_0
新鲜空气的湿度为0.01Kg/Kg绝干气，离开干燥器时的湿度为0.02Kg/Kg绝干气。因此，每小时消耗的新鲜空气量L_0为水分蒸发量W除以湿度差，即L_0=W/(H_1-H_2)=28Kg/(0.02-0.01)=2800Kg绝干气/h。
步骤 3：计算预热器消耗的热量Q_O
预热器将新鲜空气从20℃加热到90℃，因此预热器消耗的热量Q_O为新鲜空气量L_0乘以空气的比热容C_p乘以温度差，即Q_O=L_0*C_p*(T_2-T_1)=2800Kg*1.012KJ/(Kg*℃)*(90℃-20℃)=198112KJ/h。
步骤 4：计算应向干燥器补充的热量Q_D
干燥器热损失为1.2KW，即1200KJ/h。因此，应向干燥器补充的热量Q_D为水分蒸发量W乘以水分的汽化潜热L_v加上湿物料的比热容C_2乘以温度差，再减去干燥器热损失，即Q_D=W*L_v+C_2*(T_2-T_1)-Q_热损=28Kg*2490KJ/Kg+3KJ/(Kg*℃)*(60℃-20℃)-1200KJ=73240KJ/h。
步骤 5：计算干燥系统的热效率
干燥系统的热效率为水分蒸发量W乘以水分的汽化潜热L_v加上湿物料的比热容C_2乘以温度差，再除以应向干燥器补充的热量Q_D，即η=(W*L_v+C_2*(T_2-T_1))/Q_D=(28Kg*2490KJ/Kg+3KJ/(Kg*℃)*(60℃-20℃))/73240KJ=27.37%。
湿物料的湿基含水量为3%，即每1000Kg湿物料中含水30Kg。离开干燥器时湿物料的湿基含水量为0.2%，即每1000Kg湿物料中含水2Kg。因此，水分蒸发量W为30Kg-2Kg=28Kg/h。
步骤 2：计算新鲜空气消耗量L_0
新鲜空气的湿度为0.01Kg/Kg绝干气，离开干燥器时的湿度为0.02Kg/Kg绝干气。因此，每小时消耗的新鲜空气量L_0为水分蒸发量W除以湿度差，即L_0=W/(H_1-H_2)=28Kg/(0.02-0.01)=2800Kg绝干气/h。
步骤 3：计算预热器消耗的热量Q_O
预热器将新鲜空气从20℃加热到90℃，因此预热器消耗的热量Q_O为新鲜空气量L_0乘以空气的比热容C_p乘以温度差，即Q_O=L_0*C_p*(T_2-T_1)=2800Kg*1.012KJ/(Kg*℃)*(90℃-20℃)=198112KJ/h。
步骤 4：计算应向干燥器补充的热量Q_D
干燥器热损失为1.2KW，即1200KJ/h。因此，应向干燥器补充的热量Q_D为水分蒸发量W乘以水分的汽化潜热L_v加上湿物料的比热容C_2乘以温度差，再减去干燥器热损失，即Q_D=W*L_v+C_2*(T_2-T_1)-Q_热损=28Kg*2490KJ/Kg+3KJ/(Kg*℃)*(60℃-20℃)-1200KJ=73240KJ/h。
步骤 5：计算干燥系统的热效率
干燥系统的热效率为水分蒸发量W乘以水分的汽化潜热L_v加上湿物料的比热容C_2乘以温度差，再除以应向干燥器补充的热量Q_D，即η=(W*L_v+C_2*(T_2-T_1))/Q_D=(28Kg*2490KJ/Kg+3KJ/(Kg*℃)*(60℃-20℃))/73240KJ=27.37%。