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第十一章 固体物料的干燥习题解答
1. 已知湿空气的总压力为100 kPa，温度为50 ℃，相对湿度为40%，试求（1）湿空气中的水汽分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度。 解：（1）湿空气的水汽分压 p??ps
由附录查得50 ℃时水的饱和蒸气压ps?12.34kPa，故 p?0.4?12.34kPa?4.936kPa （2）湿度 H?0.622p0.622?4.936?kgkg绝干气?0.03230kgkg绝干气
p总?p100?4.936 （3）密度
???0.772?1.244H??273?t?1.013?10H273P
5
273?501.0133?1053??0.772?1.244?0.0323???m湿空气kg绝干气273100?103
?0.9737m3湿空气/kg绝干气 密度 ?H?1?H??H?1?0.0323kgm3湿空气?1.06kgm3湿空气
0.97372．常压连续干燥器内用热空气干燥某湿物料，出干燥器的废气的温度为40 ℃，相对湿度为43%，试求废气的露点。
解：由附录查得40 ℃时水的饱和蒸气压ps?7.3766kPa，故湿空气中水汽分压为 p??ps?1?H??H?0.43?7.3766kPa?3.172kPa
查出ps?3.172kPa时的饱和温度为25.02 ℃，此温度即为废气露点。
3. 在总压101.3 kPa下，已知湿空气的某些参数。利用湿空气的H–I图查出附表中空格项的数值，并绘出分题4的求解过程示意图。
习题3 附表
* * 湿度 序 kg/kg绝干号 气 1 2 3 4 （0.02） （0.03） （0.04） （0.05） 干球温度 湿球温度 相对湿度 焓 /℃ ℃ % kJ/kg绝干气 水汽分压 露点 kPa ℃ 86 79 86 （60） （35） 37 42 42 5 11 （10） 37 140 （160） 193 192 3 4.2 6 7.5 23 30 35 38.5 解：附表中括号内的数为已知，其余值由H-I图查得。分题4的求解过程示意图略。
o4. 将t0?25oC、H0?0.005kg水/kg 绝干气的常压新鲜空气，与干燥器排出的t2?40C、
H2?0.034kg水/kg绝干气的常压废气混合，两者中绝干气的质量比为1：3。试求（1）混合气体的温度、湿度、
焓和相对湿度；（2）若后面的干燥器需要相对湿度10%的空气做干燥介质，应将此混合气加热至多少摄氏度？ 解：（1）对混合气列湿度和焓的衡算，得 1H0?3H2?4Hm 1I0?3I2?4Im
（a）
（b）
当to?25℃、H0?0.005kg水/kg绝干气时，空气的焓为 I0??1.01?1.88H0??t0?2490H0
???1.01?1.88?0.005??25?2490?0.005?kJkg绝干气?37.94kJkg绝干气 当t2?40℃、H2?0.034kg水/kg绝干气时，空气的焓为
I2???1.01?1.88?0.034??40?2490?0.034?kJkg绝干气?127.62kJkg绝干气
将以上值代入式（a）及式（b）中，即 0.005?3?0.034?4Hm 37.94?3?127.62?4Im
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分别解得：Hm?0.02675kg/kg绝干气 Im?105.2kJ/kg绝干气
由 Im??1.01?1.88Hm??tm?2490Hm
105.2??1.01?1.88?0.02675??tm?2490?0.02675 得 tm?36.4℃ 混合气体中的水汽分压
Hm?0.622p?0.02675
p总?p 解出 p?4178Pa
tm?36.4℃时水的饱和蒸汽压为ps?6075Pa
所以混合气体的相对湿度为??4178?100%?68.8% 6075 （2）将此混合气加热至多少度可使相对湿度降为10%
?1?4178?0.1 ps'故 ps'?41780Pa
查水蒸气表知此压力下的饱和温度为76.83 ℃。故应将此混合气加热至76.83 ℃。
5．干球温度为20 ℃、湿度为0.009 kg水／kg绝干气的湿空气通过预热器加热到80 ℃后，再送至常压干燥器中，离开干燥器时空气的相对湿度为80%，若空气在干燥器中经历等焓干燥过程，试求：（1）1 m3原湿空气在预热过程中焓的变化；（2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分量。 解：（1）1 m3原湿空气在预热器中焓的变化。
当t0?20℃、H0?0.009kg/kg绝干气时，由图11-3查出I0?43kJ/kg绝干气。 当t1?80℃、H1?H0?0.009kg/kg绝干气时，由图11-3查出I1?104kJ/kg绝干气。 故1 kg绝干空气在预热器中焓的变化为：
?I?I1?I0??104?43?kJkg绝干气?61kJkg绝干气
* *
原湿空气的比体积：
273?t01.013?105 ?H??0.772?1.244H?? ?273P273?203m湿空气kg绝干气 273?0.84m3湿空气kg绝干气??0.772?1.244?0.009?? 故1 m3原湿空气焓的变化为；
?I?H?61kJm3湿空气?72.6kJm3湿空气 0.84 （2）1 m3原湿空气在干燥器中获得的水分。
由t1?80℃、H1?H0?0.009kg/kg绝干气在H-I图上确定空气状态点，由该点沿等I线向右下方移动与
??80%线相交，交点为离开干燥器时空气的状态点，由该点读出空气离开干燥器时的湿度H2?0.027kg/kg绝
干气。故1 m3原空气获得的水分量为：
H2?H1?H?0.027?0.009kJm3原湿空气?0.0214kJm3原湿空气
0.846. 用4题（1）的混合湿空气加热升温后用于干燥某湿物料，将湿物料自湿基含水量0.2降至0.05，湿物料流量为1 000 kg/h，假设系统热损失可忽略，干燥操作为等焓干燥过程。试求（1）新鲜空气耗量；（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓；（3）预热器的加热量。 解：（1）新鲜空气耗量 X1?w120?kgkg绝干料?0.25kgkg绝干料 1?w1100?20w25?kgkg绝干料?0.05263kgkg绝干料 1?w2100?5 X2?G?G1?1?w1??1000?1?0.2?kg绝干料h?800kgh
蒸发水量
W?G?X1?X2??800?0.25?0.05263?kg水h?157.9kg水h
绝干空气用量
* *
L(H2?H0)?W L?W157.9?kg绝干气h?5444.8kg绝干气h
H2?H00.034?0.005 新鲜空气用量
L?1?H0??5444.8?1.005kg新鲜气h?5472kg新鲜气h
（2）进入干燥器的湿空气的温度和焓
由于干燥过程为等焓过程，故进出干燥器的空气的焓相等。 I1?I2
?1.01?1.88Hm?t1?2490Hm?127.6 将Hm?0.02675kg/kg绝干气代入，解出： t1?57.54℃
所以，进入干燥器的湿空气的温度为57.54℃，焓为127.6 kJ/kg绝干气。 （3）预热器的加热量 Qp?Lm(I1?Im)
Lm?4L?4?5444.8kg绝干气h?21779kg绝干气h
QP?Lm?I1?Im??21779?127.62?105.2?kJh?488289kJh?135.64kW
7．在常压下用热空气干燥某湿物料，湿物料的处理量为l 000kg/h，温度为20 ℃，含水量为4％(湿基，下同)，要求干燥后产品的含水量不超过0.5％，物料离开干燥器时温度升至60 ℃，湿物料的平均比热容为3.28 kJ／(kg绝干料．℃)。空气的初始温度为20 ℃，相对湿度为50％，将空气预热至100 ℃进干燥器，出干燥器的温度为50 ℃，湿度为0.06 kg/kg绝干气，干燥器的热损失可按预热器供热量的10％计。试求（1）计算新鲜空气的消耗量；（2）预热器的加热量Qp；（3）计算加热物料消耗的热量占消耗总热量的百分数；（4）干燥系统的热效率。
解：（１）新鲜空气消耗量，即
L?W
H2?H1绝干物料 G?G1?1?w1??1000?1?0.04?kg绝干料h?960kg绝干料h
X1?4kgkg绝干料?0.04167kgkg绝干料96
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