化工原理(下册)课后习题

第六章 习题

1、 在101.33KPa、293K下，空气中CCl4的分压为21mmHg, 求CCl4的摩尔分数、摩尔浓

度和摩尔比。

解：y?PAP?21760?0.0276

CA?yPRTA?0.0276?101.338.314?293?1.15?10?3kmol/m

3Y?1?y?0.02761?0.0276?0.0284kmolA/kmolB

2、 在100Kg水中含有0.015Kg的CO2，试求CO2，的质量分数、质量比和质量浓度。

解：w?W?0.015100w1?w?0.00015 ?1.5?10?4kgA/kgB

?A?mcov水2?0.15kg/m

33、 在101.3 kPa、20℃下，100kg水中含氨1kg时，液面上方氨的平衡分压为0.80 kPa，求

气、液相组成。

1解：液相：x?11717?99?0.0106 X?18x1?x?0.0107

cAl1317??0.558kmol/m 0.1气相：y?pPA?7.90?10?3 Y?y1?y?7.96?10?3

cAg?pRTA?3.28?10?4kmol/m

34、 在101.3 kPa、10℃，氧与二氧化碳混合气体发生定常扩散过程，已知相距0.3cm的两截

面上氧的分压分别为13.3kpa和6.66 kPa，又知扩散系数为0.148cm2/s，试计算下列两种情形下氧的传质速率NA,kmol/﹝m2．s﹞:①氧与二氧化碳两种气体做等摩尔反向扩散；②二氧化碳的停滞组分。 解：

NPP

?A1B1B2DRT?(PA1?PA2)?0.0139mol/(m?s)2?101.3?13.3?88kPa?101.3?6.66?94.64kPa?94.64?88ln?94.6488?1.1D2PBm?91.28kPa

P103.391.28DRT??PNBmA2?P(PA1?PA2)?0.0154mol/(m?s)Bm7、假设6－3中情况服从亨利定律，求E、m、H. 解：

8、101.3 kPa下，求与空气接触的水中氧的最大浓度及相平衡常数。氧在空气中的体积分数

为21％. ①温度为20℃。②温度为50℃。 9、 常压250C下，气相中的溶质A的分压为5.4 kPa的混合气体，分别于下面三种水溶液

接触，已知E=15.2 ×104 kPa，求下列三种情况下的传质方向和传质推动力。①cA1=0.001kmol/m3;②cA2=0.002kmol/ m3③cA3=0.003kmol/m3。

*解：①PA?②PA?*cA1H?2.77kPa?P ?吸收

0.0023.65?10?4?5.47kPa?P ?平衡状态

?8.20kPa?P ?解吸

*③PA?0.0033.65?10?412、在吸收塔的某截面上含CO23％的空气于含CO20.0005kmol/m3的水溶液接触。在

101.3kpa、25℃下，已知kg=3.15×10?6kmol/（m2·s·kPa）（m2·s；k1=1.81×10?4 kmol/（m2·s·kmol/m

3）。求：气相总传质系数Kg、Ky、KY；②液相总传

质系数K1、Kx、KX；③气液两传质阻力所占比例；④传质速率NA。 解：①查25C、常压下CO2的E=165MPa, 由于液相二氧化碳浓度很小

0

C总??M水总3?55.6kmol/m H?cE?3.37?10?4kmol/(m3?kPa)

1K?g1k?g1k1H?1.67?107?K2g?5.98?10?8kmol/(m?s?kPa)

2

Ky?KygP?6.06?10?6kmol/(m?s??y)

Y?1?y?0.031 PA?**CHA?1.48kPa

y*?1.48101.33?0.015?Y?0.0151?0.015?6?0.015

KY?KHy*(1?Y)(1?Y)?g?5.79?10kmol(m?s??y)22×

②

1K?11Kk?5631.8?1K1?1.78kmol(m?s?kmolm)

3Kx?C?K1?9.87?10CAC?9.0?10?6?3kmol/(m?s??x)

2X?kmolA/kmolS

CA?X**PAH?1.0?10CA*?3kmol/m

3

?C?1.84?10?5KX?KX(1?X)(1?X)*?9.87?10?3kmol/(m?s??x)

2111kg?3.15?10?6③气象阻力占比列

kg15.98?10?8 或气膜

?1.9%Hkg1kl?3.37?103.15?10?4?6?1.78?10?4?1.9% 液膜阻力占98.1%

④NA?KY(Y?Y*)?9.2?10?8mol/(m2?s)

13、用填料塔进行逆流吸收操作。在操作条件下，kx=ky=0.026kmol/（m2·s），试分别计

算m=0.1及m=50时两种情况下吸收率操作的阻力分配情况。

16、在一逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的CO2。惰性气体处理量为300Nm/h，

3进塔气体中含CO28%（体积分数），要求吸收率95%，操作条件下Y?=1600X，操作液气比最小液气比的1.5倍，求: ①水用量和出塔液体组成；②写出操作线方程式 解：y1?0.08 VB?LSVB(LSVB30022.4?13.39kmol/h ??0.95 x2?0 M?1600

0.081?0.08?3?1.5(LSVB)min

Y1??0.087

Y2?Y1(1??)?4.35?10

)min?Y1?Y2Y1m?1520 ?LSVB=2280

LS=3.053?10kmolh

4X1?VBLS(Y1?Y2)?3.625?10?5

Y?LSVBX?(Y2?LSVBX2)?2280X?4.35?10?3

17、按题6-16中给定的任务，若改用某种碱液吸收，已知操作条件下相平衡关系为Y?=20X，求碱用量和出塔液体组成。 解

：

(LSVB)0.087?4.35?10m=in0.08720?0128.5?3?19

LSVB=1.5?19=28.5

22LS=28.5?13.39=381.615kmolh X1=

?(0.087?0.00435)?2.9?10?3

18、某混合气体中溶质含量为5％，要求吸收率为80％.用纯吸收剂吸收,在20℃、101.3 Kpa

下相平衡关系为Y?=35X。试问：逆流操作和并流操作的最小液气比各是多少？由此可得出什么结论？

Y1?0.051?0.05?0.053 X2?0 ??80% Y2?0.053?(1??)?0.0106

并：(LSVBLSVB)min=

Y1?Y2X1?X2Y1?Y2X1?X2?Y1?Y2Y2m?0?0.053?0.01060.0106350.053?0.01060.053/35?140

逆：()min= ?Y1?Y2Y1m??28

20、流率为1.26kg/m3的空气中含氮0.02，拟用塔径1m的吸收塔回收其中90％的氨。塔顶

淋入摩尔比为4×10-4的稀氨水。已知操作液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内

?KYa=0.052kmol/(m?s).求①所需的填料层高度；若将吸收率提高至95％，Y=1.2X，

3②求所需的填料高度。

解：⑴

VB?129.?(?21?60kmol.s0 2 0)0.02Y1?X2?4?10

4.0Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.9)?0.002

(LSVB)mi=nY1?Y2Y1m?X2?0.02?0.0020.021.2?4?10?4?1.1

(LSVB)min=1.1?1.5=1.65 S?1m?vb1.2LS1.65?0.73

NOG?1?4??y1?mx210.02?1.2?4?10?ln?(1?S)?S??ln(0.27??0.73)?41?Sy?mx0.270.02?1.2?4?10 ?22?0.27?1.43?5.31HOG?VBKY???0.0430.052?0.785?1.05

?Z?HOG?NOG?1.05?5.31?5.59m

⑵Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.95)?0.001 (

LSVBLSVB)mi=n0.02?0.010.021.2?4?10?4?1.2

=1.2?1.5=1.75 S=0.68

NOG?10.32ln(0.32?0.02?1.2?4?10?4?40.001?1.2?4?10?0.68)?7.94

Z?1.05?7.94?8.34m

22、气体混合物中的溶质的摩尔比为0.05，要求在填料塔中吸收其中的95％，平衡关系为

Y*=2.0X，求下例各种情况下所需的气相总传质单元数NOG。①入塔液体X2=0，液气LS/VB=2.0; ②入塔液体X2=0.001，LS/VB=3.2；③当X2=0，LS/VB=1.6，求最大吸收率？ 25、在逆流操作的吸收塔中，用纯溶剂等温吸收某气体混合物中的溶质。在常压、27C下操作时混合气体流量为1200 m/h。气体混合物的初始浓度为0.05，塔截面积为0.8

m203

，填料层高度为4m，气体相体积总传质系数KYa为100kmol/(m3?h),气体平衡关

系服从亨利定律，且已知吸收因数为1.2。试求:混合气体离开吸收塔德浓度和吸收率。

?(?1解：Y1?0.05 Y2?0.050.9?5)0 .Y0*0?22.05X

⑴X2?0 S?⑵S?2.03.21mVBLS?2.0?1 ?NOG?2.0?Y1dYY2?mX2Y2?0.05?0.00250.0025?0?19m

?0.652

NOG???Y?mX2ln?(1?S)1?S?1?SY2?mx2??ln(0.3750.05?2.0?0.0010.0025?2.0?0.001?0.652)

?10.375?9.60m⑶

LSVB=(LSVB)min=

Y1?Y2Y1m=1.6 ?Y2?0.01 ???Y1?Y2Y1?0.040.05?80%塔无限高

30、某一吸收过程的相平衡关系为Y?=X，Y1?0.1,X2?0.01.试求：①当吸收率为80%时，

最小液气比为多少？②若取LS/VB?1.2(LS/VB)min，求传质单元数NOG?③若希望将吸收率提高至85％，可采取什么措施？

7-2正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸汽压分别为140kpa和64.5kpa.计算由0.4正庚烷和

0.6正辛烷组成的混合液在110℃时各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸汽组成。 解

：

0pA?140kpa0

pB?64.k5pa

00?XA?0.4

XB?0.6

?PA?PA?XA?0.4?140?56kpa PB?PB?Xb?64.5?0.6?38.7Kpa

P?PA?PB?94.7kpa yA?0.591 yB?0.409

7-3设在101.3kpa压力下，苯-甲苯混合液在96℃下沸腾，试求该温度液下的气液平衡组成。

P?PB000解：X?PA?PB?101.3?65.66160.52?65.66?0.376 y?PAP0x?160.52101.3?0.376?0.594

7-6在连续精馏塔中分离苯-苯乙烯混合液，混合液流量为5000kg/h，其中轻组分含量为30%，

要求馏出液中含苯0.95，釜液中含苯不超过0.06.试求：馏出液量及塔釜产品量各是多

少？

7-7在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h，其中轻组分含量为30％，要

求馏出液中能回收原液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。

7-8在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，要求馏出液中苯的含量为0.97.馏出液量6000

kg/h，塔顶为全凝器，平均相对挥发度为2.46，回流比为2.5，试求：①第一块塔板下

降的液体组成x1;精馏段各板上升的蒸汽量及下降液体量。 7-9 连续精馏塔的操作方程式如下：

精馏段：y?0.75x?0.205 提馏段：y?1.25x?0.020

试求泡点进料时，原料液、馏出液、釜液组成及回流比。

7-10某连续精馏塔处理苯-氯仿混合液，要求馏出液中含有96％的苯，进料量为75kmol/h、

进料中含苯45％、残液中苯含量10％，回流比为3，泡点进料，求：①从冷凝器回流至塔顶的回流液量及自塔釜上升蒸汽的摩尔流量；②写出精馏段操作线方程式。

7-11某理想混合液用常压精馏塔进行分离。进料组成含A 81.5％含B 18.5％，饱和液体进

料，塔顶为全凝器，塔釜为间接蒸汽加热。要求塔顶产品为含A 95％，塔顶产品为含B 95％，此物系的相对挥发度为2.0，回流比为4.0。试用①逐板计算法，②图解法分别求出所需的理论塔板数及加料板位置 解

：

FFX?D(?DX1?)FW?0X. ? FF?1.176DD

W?F?D?0.176D L'?W?5.0D

精馏段：y?提馏段： y?L''RR?1x?XDR?1?0.8x?0.19

L?WX?WL?W'XW?5.176D5.0D?0.176D5.0D?0.05

?y?1.035x?0.00176相平衡：y?2x1?(2?1)x?2x1?x?x?y2?y

y1?xD?0.95 x1?x2?x3??0.842?0.914?0.759?2?0.8630.8630.9140.952?0.95?0.905

y2?0.8?0.905?0.19?0.914 y3?0.8?0.84?0.19?0.863

0.815

y4?1.035?0.759?0.00176?0.784

0.6652?0.665?0.498 y6?0.514

y5?1.03?50.6?450.00?176 0. 6x655?

x6?0.346 y7?0.356 x7?0.217 y8?0.223 x8?0.125 y9?0.12 8 x9?0.068 3 y10?0.069 x10?0.0357?0.05

共十块理论板，精馏段2块第三板进料提馏段7块

7-13在一常压连续精馏塔中分离某理想溶液。已知原料组成为0.4，要求塔顶产品组成为

0.95，塔釜残液组成为0.1，操作回流比为2.5，试绘出下列进料状况下的精馏段、提馏段操作线方程。①q=1.2；②汽液混合进料，气液的摩尔流率各占一半；③饱和蒸汽进料

解：XF?0.4 XD?0.95 XW?0.1 R?2.5 精馏段：y?q线方程：y?RR?1x?XDR?1?2.53.5x?0.953.5?0.741x?0.27

qq?1x?XFq?1?1.50.5x?0.60.5?y?3x?1.2

{y?6x?2?(0.43,0.577)与(0.1,0.1)

y?0.714x?0.270.577?0.10.43?0.1'求提馏段y?0.1?(x?0.1)?y?1.44x?0.044 1212⑵精馏段不变，因L?L?LDF V?V?'F

FD?XD?XWXF?XW?0.850.3?2.833

?2.5 ?提馏段

y?L''L?Wx?WL?W'xW?3.9172.084x?1.8332.084?0.1?y?1.88x?0.088

⑶

y?2.50.667L?L?2.5Dx?1.8330.667' L?W?2.5D?1.833D?0.667D

'?0.1?y?3.75x?0.27

7-14用精馏塔分离某二元混合液。已知进料中易挥发组分的含量为0.6，泡点进料，操作回

流比为2.5，提馏段的操作线的斜率为1.18，截距为-0.0054，试写出精馏段的操作线方

程。

解;提馏段: y?1.18x?0.0054 q线方程X?XF?0.6与提馏段交点（0.6，0.7）精馏

段

y?RR?1??XD3.5XD2x?R?1.?5?x?005.?.y79351 .4x有 50.23.0.7=0.714?0.6?XD3.5?0.274?y?0.714x?0.274

7-15用常压连续精馏塔分离某双组分混合液。已知：xF?0.6,xD?0.95,xW?0.05,l冷料

进料，其进料热状况参数q?1.5，回流比为2.5，试写出精馏段和提馏段操作线方程式。 解：精： y?qq?1RR?1x?XDR?1?2.53.5x?0.953.5?y?0.714x?0.271

q线y?x?XFq?1?1.50.5x?0.60.5?y?3x?1.2 交点：(0.64,0.73)与（0.05，0.05）

求方程y?0.05?0.73?0.050.64?0.05(x?0.05)?y?1.153x?0.00763

7-17丙烯-丙烷的精馏塔进料组成为含丙烯80％和含丙烷20％，常压操作，进料为饱和液体，

要使塔顶产品为含95％的丙烯，塔釜产品含95％丙烷，物系的相对挥发度为1.16，试计算：①最小回流比；②所需的最少理论塔板数

解：XF?0.8 XD?0.95 XW?0.95 ??1.16 因泡点选择q=1 ?xp?xF?0.8 相

平XD?yqyq?xq衡y?1.16x1?0.16x

yq?1.16?0.81?0.16?0.8?0.823

Rmin??0.95?0.8230.823?0.8?5.52

Nmin?XD1?XW?lg?()?(XW?1?XD??1)?/lg???lg(0.95)0.050.05?1?38.68lg1.16?0.95

?Nmin?39(不包括塔釜)

7-18若上题中，进料浓度改为含丙烯50％时，求：①最小回流比；②所需的最少理论塔板

数

解：XF?0.5

0.5?0.53 71?0.1?60.51.1?6XDD?0.95

yq? Rmin?Xy??yxqq?11.16

Nmin?log4（包含沸点）0

q7-20一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液组成为0.95，

操作条件下物系的相对挥发度??2.0，若操作回流比R?1.5Rmin，进料热状况参数塔顶为全凝器，试计算第二块理论板上升的气相组成和下降液体的液相组成。 q?1.5，

2x1?2x解：相平衡：y? ① q线方程：y?qq?1x?XFq?1=3x?0.8 ②

联立①②式，解xq?0.484

2?0.484??0.65 2 1?0.484

yqRm?inXyD??yxqq?1.77 4

q R?1.5Rmin? 精馏段：y?

2.6 6 0

2.66x1?2.66?0.951?2.66?0.727x?0.26 ?2?0.950.950.9 05y1?xD?0.95?x1?

y2?0.72?70.9?050.?2600.9180?.918?x22?0.918? 0.8487-21 用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。进料中含苯0.4，要求馏出液中含苯0.97.，

釜液中含苯0.02，操作回流比为2，泡点进料，平均相对挥发度为2.5.试用捷算法确定所需的理论塔板数。

解：已知：wF?0.4 相平衡：y?wD?0.97

wqW?0.02 R?2 ??2.5

2.5?xq?xF?0.44

2.5x1?1.5x

y?0.44 ?0.66 31?1.?50.44

xD?0.97/780.97/7?8 Rmin??0.97 4?1.39 50.03/92yq?xqxD?yq

Nm0.9765log0(.974?)0.0260.0235?7.0 2??1inlog2.5

R?RNminR?1N??2?1.395?0.20 23 7-23

minN?2?0.44?NT?14 . 0用一常压连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。已知：

F?100kmol/h,xF?0.40,xD?0.95,xW?0.03 ，进料温度为40℃，塔顶全凝器，

泡点

回流，R=3.0塔釜为间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为300kPa，忽略热损失，试求：①加热蒸汽用量；②冷却水用量（t1?t2?15℃）。 解：

DF?xxFD?x?xWW?D?40.2Kmoll

rc?0.95?389.4?78?0.05?360.1?92?30511kJ(Kmol?C) ?(R?1)Drc?7.8?10kgh

4oWcc(tp2?t1)压料：cpm?0.4?0.84?78?0.6?0.84?92?159.0kJ(Kmol?C)

orc?0.4?389?.47?80?.63?60.?19k2J3K2m0o2l7

cq?pm(tS?tF)?rcr?1.263

c

V??V?(1?q)F?(R?1)D?(q?1)F?1.87K01m olh

H?m?V?H?mW?360.?19?2331k2J9.K2mo l r?2168.k1Jk gV?rWMr

wB??2.8?61kg0h

39-1 已知空气中的水汽分压为3kPa，总压为100kPa，求该空气的温度。

解：PW?100?3?97kPa? H?0.62?2397?tS?98C

o0.0kg19水2/kg干空气

9-2 氮与苯蒸汽的混合气体，在总压100kPa、297K时的相对湿度为60％，试求每kg氮气

中苯蒸汽含量。已知297K时的苯的饱和蒸汽压为12.2kPa。

解：H?mm12?pMPM12p2??PSM12(P??PS)M?0.22kg苯/kg氮

9-3 湿空气在总压为101.33kPa下的湿度为0.005kg/kg.试用计算法求取：①该空气在5℃时的相对湿度；②将空气加热到303K时的湿度和相对湿度 解：H?0.662?PP?PW?0.015?WPW?0.808kPa 5C?oPS?0.87k3Pa

?0?PPWS ???92.6.808?19.0% 4.2479-4 空气的总压为101.33kPa，干球湿度为30℃，相对湿度为70％，试求该空气的：①湿

度H；②饱和湿度HS;③水汽分压PW④露点td； ⑥焓I⑦湿比容vH 解：H?0.662??PWP??PW?0.0188kgkg

HPs?0.662?PP?PS?0.0272kgkg

SW??PS?2.973kPa?td?23.4C

oI?(1.01?1.88H)t?2492H?78.2kJkg

vH?(0.773?1.244H)?273?30273?0.884m3kg

9-6球湿度为293K，湿球温度为289K的湿空气，经预热器温度升高至323K后送入干燥

器，空气在干燥器中经历近似等焓过程，离开干燥器时温度为270C，干燥器的操作压强为101.33kPa。用计算法求解下列各项：①原始空气的湿度H0和焓I0；②空气离开预热器的湿度H1和焓I1;③100m3原始湿空气在预热过程中的焓变化；④空气离开干燥器的湿度H2和焓I2；⑤100m3原始湿空气绝热冷却增湿时增加的水量。 解; 289k?tw?16?c?ps?1.8kpa rw?2456kj/kg t?293k?20?c ①HW?0.622?1.8101.33?8?0.0113 t?tw?rw1.29(HW?H0) H0?0.0095kj/kg

I?(1.01?1.88H)t?2492H?(1.01?1.88?0.0095)?50?2492?0.0095?75kj/kg

②预热过程H不变所以预热后：

I?(1.01?1.88H)t?2492H?(1.01?1.88?0.0095)?50?2492?0.0095?75kj/kgH1?H0

③VH?(0.773?1.244H)?273?t273?0.842m/kg L?31000.842?118.72kg

?I?(I?I0)?GC?118.72?(75?44.23)?3653kj

④出干燥器后等晗为：75?(1.01?1.88H)?27?2492H?H2?0.0188kj/kg

I2?75kj/kg

⑤W?GC(H2?H0)?118.72?(0.0188?0.0095)?1.104kg

9-7 在某连续干燥器中，总压为95kPa，每秒钟从被干燥物料中除去的水分为0.028kg.原

始空气的湿度为15℃，相对湿度为80％，离开干燥器的空气湿度为40℃，相对湿度为60％. ①试求进入风机的原始空气流量，m/h②若预热至95℃，用200kPa的饱和水蒸气加热，蒸汽用量为多少kg/h

?解: 15c?ps?1.707kpa H1?0.622?0.8?1.70795?0.8?1.7070.6?7.377?0.00907

240c?ps?7.377kpa H2?0.62??95?0.?6?0.0 3047.377L(H2?H1)?W?L?0.0280.0304?0.00907273?15273?1.313kg/s?4725.8kg/h

?0.827 V?0.827?GC?3908m/h

53VH?(0.773?1.244?0.00907)??I?(1.01?1.88?0.00907)?(95?15)?82.164kj/kg Q?GC?I?3.88?10kj/h 200kpa?r?2205kj/kg ?W水汽?Qr?176kg/h

9-8 一连续常压干燥器干燥某物料。已知湿物料的处理量为1000kg/h，含水量由40％干

燥到5％.试计算所需蒸发的水分量。

解：G?1000kg/h w1?0.4 w2?0.05 干空气量不变G?(1?0.4)?G'(1?0.05)

G?613.57 W?G?0.4?G?0.05?1000?0.4?613.57?0.05?368.4kg/h

''9-9 在常压连续干燥器中，将某湿物从含水量5％干燥到0.5％.干燥器的生产能力为7200

已知物料进口温度为25℃，出口为65℃，干燥介质为空气，其初温为20℃，kg干料/h，

湿度为0.0072kg/kg。已知空气用量为2000kg干空气/h，经预热器加热至90℃入干燥器，若干燥系统的热量损失为1500kgJ/h，绝干物料的平均比热容为

1.4kJ/k(g?℃）试求气体的出口温度和湿度

??解：GC?7200kg/h w1?5% w2?0.005 物料t1?25c t2?65c

????空气t1?20c H?0.007 加热至120c t2?80c VC?1.8kg(kg?c)

X1?0.051?0.05?0.0526 X2?0.005 W?7200?(0.0526?0.005)?342.54kg/h

QP?L(I1?I0)?L(1.01?1.88H1)(t1?t0)?L(1.01?1.88?0.007)?100?102.316L Q?QP?QP?1.01L(t2?t0)?W(1.88t2?2992)?GC?Cm2(t2?t1)?L

?QP?QL?0?QP?1.01L(80?20)?342.54?(1.88?80?2492)?7200?(1.8?0.005?4.187)?(65?25)''L?WH2?H0当102.316L?60.6L?9.05?105?5.244?105

{?{L?3.4?104kg/hH2?0.0169kj/kg

9-10在常压干燥器中干燥某树脂产品。干燥产品量为280kg/h，产品的干基含水量为0.01kg/kg，物料入口温度为20c，出口为40c;在干燥器中蒸发水分量为35kg/h。

??原始空气温度为15?c,温度为0.0072kg/kg。已知空气用量为2000kg干空气/h。经预热器加热至90?c后通入干燥器。若干燥系统的热量损失为1500kgj/h，绝干物料的平均比热容为1.4kj/kg??c。试求气体出口温度和湿度。

'?解已知;G2?280kg/h X2?0.01kg/kg t1'?20?c t2?40c W?35kg/h

t0?15c

?H0?0.0072kg/kg?

L?2000kg/h

t1?90c?

QL?1500kg/h

CC?1.4kj/kg?c 求x2,H2

w2?0.011?0.01?0.0099 GC?G2(1?W2)?277.23kg/h

QP?L(I1?I0)?L(1.01?1.88H1)(t1?t0)?2000?(1.01?1.88?0.0072)(90?15)?2047.072(90?15)Q?QP?1.01L(t2?t0)?w(1.88t2?2492)?GCCm2(t2?t1)?QL

2047.072(90?15)?2000?(t2?15)?35?(1.88t2?2492)?277.23(1.4?0.01?4.18)?(40?20)?1500''?1.5353?10?2020t2?3.03?10?65.8t2?8.722?10?7.995?10?1500

5443?t2?41.78c ?W?L(H2?H0)有

?35?2000(H2?0.0072)?H2?0.0247kg/kg

9-11 某湿物料在常压气流干燥器内进行干燥，湿物料处理为1kg/s，其含水量由10％降至

2％.空气的初始温度为20℃，湿度为0.006kg水/kg干气，空气由预热器预热至140℃进入干燥器，假设干燥过程近似为等焓过程。若废气出口温度为80℃，试求：预热器所需供热量和热效率。系统损失可忽略。

??解：GC?1kg/s w1?0.1 w2?0.02 t0?20c H0?0.006kj/kg t1?140c

t2?80c I2?I1 求QP,?

?GC?G1(1?w1)?1?(1?0.1)?0.9kg/s x2?x1?0.11?0.10.021?0.02?0.0204

?0.111 W?GC(x1?x2)?0.9?(0.111?0.0204)?0.0816kg/s

?I2?I1 有

(1.01?1.88H0)t1?2492H0?(1.01?1.88H2)t2?2492H2?1.01?140?1.88?140?0.006?2492?0.006?10.1?80?1.88?80H2?2492H2

?1.01?140?1.88?140?0.006?2492?0.006?10.1?80?1.88?80H2?2492H2 ?H2?0.0292

?L?WH2?H0?0.08160.0292?0.006?3.517kg/s

QP?L(1.01?1.88H0)(t1?t0)?(1.01?1.88?0.06)?(140?20)?3.517?431kw

等焓干燥为Q总?QP?431kw

Q??W(1.88?2?2492?(w??1)?0.0816?(1.88?80?2492?4.187?20)?208.79kw??Q?QP?100%?208.79431?100%?48.4%

9-13 某湿物料质量为20kg，均匀的铺在底面积为0.5m2的浅盘内，在恒定的干燥条件下

进行干燥。物料的初始含水量为15％，平衡水分为1％，临界水分为6％。恒速干燥阶段的干燥速率为0.4kg/(m2?h)，假定降速干燥阶段的干燥速率与自由含水量之间呈线性关系，若将物料干燥至2％，所需的干燥时间为多少？

解：GC?G(1?w)?20?(1?0.15)?17kg x1?x2?0.021?0.02?0.0204 ?1?0.151?0.15?0.176

GCU0A?8

(X1?X0)?170.4?0.5?(0.176?0.006)?9.86

K?U0X0?X*GCKA?0.40.06?0.01178?0.5?2?lnx0?x*x2?x*?ln0.06?0.010.02?0.01?6.84

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