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《《化工原理教学资料》习题8taolunti》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、湿空气的混合11.某干燥器的操作压强为79.98kPa,出口气体的温度为60°C,相对湿度70%,将部分出口气体返回T燥器入口与新鲜空气和结合，使进入T燥器的气体温度不超过90°C,和对湿度为12%0已知新鲜空气的质量流量为0.5025kg/s,温度为20°C,湿度为0.005kg水/kg干空气，试求：（1）新鲜空气的预热温度及空气的循环量；（2）预热器需提供的热量为多少？若将流程改为先混合后预热，所需热量是否有变化？图（b）解：（1）在新鲜空气中，干空气的流量0.5025一1+0.005=0.5£g干空气/s水在t.=6
2、0°C时的饱和蒸汽压为19.91kPa,出口气体的湿度为比=*22怂=0.622X丽缶丽=0.13%水伽干空气水在S=9（）°C时的饱和蒸汽压为70.09kPa，混合气体的湿度为=0.622©几PfPs=0.622x0.12x70.0979.98-0.12x70.090.0731蚣水/弦干空气以混合点为控制体，对水分作物料衡算，可求出循环气暈为VH(^V2H2=(V^VR)Hm=0.585畑干空气/$_U(£-)_0.5x(0.0731-0.005)R~H2-Hm~0」313—0.0731—以混介点为控制体作热量衡并，可求
3、出新鲜空气的预热温度VI[+VRI2=(V^VR)ImV[(1・O1+1.88H]”]+2500W,]+VJ(1.01+1.88W2)^2+2500H2]=(V+VR)[(1.01+1.88HwK+2500HJ将V=0.5,a=0.005,匕=0.585,H2=0.1313,t2=60,Hm=0.0731,g=90代入上式，求得空气的预热温度为=133.3°C（2）预热器所需提供的热量为Q=%G-r（））=V（1.01+1.8附心-1°）=0.5x（1.01+1.88x0.005）x（133.3—20）=57.7皿若流程改
4、为先混合再预热，所需热量可以附图（b）中的方椎作控制体，作热量衡算求出e=（V+VJ/w-VJ2-W0显热，先混合后预热或先预热后混合所需热量相同。但是，先预热后混合，预热器气体出口温度高，需要能位较高的热源，一般说来，先混合后预热更为经济合理。废气再循环11.某湿物料用热空气进行干燥，空气的初始温度为20°C,初始湿含量为0.006kg水/kg干空气，为保证干燥产品的质虽，空气进入干燥器的温度不得高于90°Co若空气的出口温度选定为60°C,并假定为理想干燥过程，试求：（1）将空气预热至最高允许温度即90°C进入干燥器，
5、蒸发每千克水分所需要的空气量及供热量各为多少？热效率为多少？（2）若将干燥器出口气体的2/3回流至入口与新鲜空气混合，并同样使气体的入口温度为90°C,蒸发每千克水分所需要的空气量、供热虽及热效率各冇何变化？解：（1）对于理想干燥过程，气体状态的变化是等焙的，即（1.01+1.88H"+25000=（1.01+1.88^2）&+2500^2(1.01+1.88//.)/,+2500H,-1.01Z,H°=-2500+1.8&2_(1.01+1.88x0.006)x90+2500x0.006—1.01x602500+1.88
6、x60=0.0177檢水/弦干空气蒸发每千克水所盂要的空气虽为V_1w~h2-h}10.0177-0.006=85.5蚣干空气/畑水蒸发每千克水所需供热量为V2=—(1.01+1.88//,)^-^)W=85.5x(1.01+1.88x0.006)x(90-20)=6.1lxlO3V/Jlg水此干燥过稈的热效率为90-6090-20=0.429(2)从附图可知，采用废气再循环流程，最终排出干燥器的干空气量等于新鲜干空气暈V,而循环干空气量为2Vo入口气体温度tm=90°C,t2=60°C,H{=0.006^水/焰干空气不变
7、。因为是理想干燥器，进出干燥器气体的恰相等。(1.01+1.880”)/””+2500/7〃，=(1.01+1.88/72)r2+2500/72(a)混合点的物料衡算式为H^2H2=3Hm(b)将已知的：、乙代入，一严=0.006弦水/焰干空气联立求解式(a)、(b)得£=0.0305^水/檢干空气，H2=0.0428畑水/檢干空气混合点的恰衡算式为人+2/2=31m=3/2则有人二/2或(1.01+1.88HM+2500/=(1.01+1.88W2)r2+2500//.将已知数代入，可求出蒸发每千克水所需耍的空气量斤=1
8、54°C0.0428-0.006=27.2kg干空气/kg水蒸发每「克水所需要的热量为0=^(1.01+1.880)4-山)W=27.2x(1.01+1.88x0.006)x(154-20)=3.72xl03H/^水此干燥过程的热效率l_zo154-60154-20=0.702从本题计算结果可知，当被
