《【2017年整理】食品工程原理 课后答案(冯骉 著) 轻工业出版社 第11章干燥与空气调节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】食品工程原理 课后答案(冯骉 著) 轻工业出版社 第11章干燥与空气调节（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、习题解 50第十一章 干燥与空气调节11-1 已知湿空气的总压强为 101.3kPa，温度为 30，湿度为 0.024kg/kg 绝干空气，试计算其相对湿度、露点、绝热饱和温度、焓和空气中水汽的分压。解（1）H=0.622p/(p T-p) 即 0.024=0.622p/(101.3-p) 解得： p=3.763kPa30下水的饱和蒸汽压 ps=4.24kPa =p/ps=3.763/4.24=89%（2）因 td 是将湿空气等湿冷却而达到饱和时的温度，则水蒸气分压为 3.76kPa 时的温度为：td=27.5（ 3） 假 设 tas=28.4 ， 由 水 蒸 气 表 查 得 相 应 的 水
2、气 分 压 ps 为 3.87kPa， 则 湿 空 气 的 饱 和 湿 度 为 ： Has=0.6223.87/(101.3-3.87)=0.0247 kg/kg 绝 干 空 气比热容 cpH=1.01+1.88H=1.01+1.880.024=1.055 kJ/kg 绝干空气tas=t-r0(Has-H)/cpH=30-2490(0.0247-0.024)=28.35 故 与 假 设 非 常 接 近 。（ 4） I=(1.01+1.88H)t+2490H=(1.01+1.880.024)30+24900.024=91.4 kJ/kg 绝 干 空 气 11-2 已知湿空气的温度为 50，总压强
3、为 100kPa，湿球温度为 30，试计算该湿空气以下各参数：（1）湿度；（2）相对湿度；（3）露点；（4）焓；（5）湿比热容。解（1）由饱和水蒸气表查得，在 tw=30时，水的饱和蒸汽压 ps=4.25kPa，汽化潜热为rw=2423.7kJ/kg。在湿球温度下，空气的饱和湿度为：Hw=0.622ps/(pT-ps)=0.6224.25/(100-4.25)=0.0276kg/kg 干 空 气根据空气湿度计算式，可求得该空气的湿度为：H=Hw-1.09(t-tw)/rw=0.0276-1.09(50-30)/2423.7=0.0186kg/kg 干 空 气（2）由饱和水蒸气表查得，在 t50
4、下，水的饱和蒸汽压 ps=12.34kPa。根据空气湿度计算式，可求得该空气中的水蒸汽分压为：p=pTH/(0.622+H)=1000.0186/(0.622+0.0186)=2.904kPa空气的相对湿度为： =p/ps=2.904/12.34=23.5%（3）在露点下空气刚好达到饱和状态，空气中的水汽分压 p=2.904kPa 即为水在露点下的饱和蒸汽压，故由饱和水蒸气表查得，此空气的露点 td=23。（4）I=(1.01+1.880.0186)50+25000.0186=98.8 kJ/kg 干空气（5）v H=(1/29+0.0186/18)22.4(273+50)101.3/(273
5、100)=0.954m3/kg 干空气11-3 若常压下某湿空气为 20，湿度 0.014673kg/kg 绝干空气，试求：（1）湿空气的相对湿度；（2）湿空气的比体积；（3）湿空气的比定压热容；（4）湿空气的质量焓。若将上述空气加热到50，再分别求上述各项。解（1）20时，由水的热力学性质表查出 ps=2.3346kPa 0.014673=0.6222.3346/(101.3-2.3346) 解得 =1=100%该空气为水蒸气所饱和，不能作干燥介质用。vH=(0.722+1.244H)(273+t)/273=0.848m3/kg 干空气cH=1.01+1.880.014673=1.038kJ
6、/(kg.K)I=(1.01+1.880.014673)20+24900.014673=57.29kJ/kg 干空气（2）50时，水蒸气的饱和蒸汽压为 12.34kPa 当空气从 20加热到 50时，湿度没有变化，故：0.014673=0.62212.34/(101.3-12.34) =18.92% 由计算结果看出，湿空气被加热后相对湿度降低了。vH=(0.722+1.2440.014673)(273+50)/273=0.935m3/kg 干空气湿空气的比定压热容只是湿度的函数，因此 20与 50时的湿空气比定压热容相同。I=(1.01+1.880.014673)50+24900.014673
7、=88.42kJ/kg 干空气11-4 将质量流量 0.9kg 干空气 /s 的湿空气 A(tA=20， A=0.80)与质量流量 0.3干空气/s 的湿空气B（t B=80， B=0.3）混合，求混合后空气的状态参量。 解由 HI 图查得两种空气的湿含量和焓如下：HA=0.012kg/kg 干 空 气 IA=50kJ/kg 干 空 气 HB=0.103kg/kg 干 空 气 IB=350kJ/kg 干 空 气Hm=(mAHA+mBHB)/(mA+mB)=(0.90.012+0.30.103)/(0.9+0.3)=0.035 kg/kg 干空气习题解 51Im=(mAIA+mBIB)/(mA+
8、mB)=(0.950+0.3350)/(0.9+0.3)=125kJ/kg 干空气11-5 调节干燥需要的空气状态，干燥操作如图 11-6 所示。已知状态 A：t A=30，t d=20，q v=500 m3 /h 湿空气；状态 B：通过冷凝器后，空气中的水分除去 2/h；状态 C：通过加热器后，空气的温度 tB=60，干燥器在常压绝热条件下进行。水在不同温度下的饱和蒸汽压如下表：t/ 10 15 20 30 40 50 60ps/kPa 1.2263 1.7069 2.3348 4.2477 7.3771 12.3410 19.9241试求：（1）作空气状态变化图；（2）经过冷凝器后空气的温
9、度和湿度；（3）经过加热器后空气的相对湿度。解（1）由于给出了状态 A 的露点，故可由其对应的蒸气压计算该状态的湿度 HA，根据给出的冷凝水量和空气量可确定 HB，冷凝器内空气状态的变化由 A 到 B到 B。冷凝器除去空气中的部分水分后，送到加热器等湿升温到 C 点（60） 。在干燥器的干燥过程中空气增湿，到达 A 点，形成一个循环过程。空气状态变化如附图。（2）根据露点温度 td 可从给出的水的饱和蒸汽压数据中查到 ps=2.3348kPa，此值即为进入换热器 l 的空气的水蒸气分压 p，因此：HA=0.622ps/(pT-ps)=0.6222.3348/(101.3-2.3348)=0.0
10、1467kg/kg 干 空 气vH=(1/29+HA/18)22.4(273+30)/273=0.878m3/kg 干空气故 qm=qv/vH=500/0.878=569.5kg/h由物料衡算：q m=qm(HA-HB)，所以：H B=HA-qm/qm=0.014673-2/569.5=0.01116kg/kg 干空气（3）根据湿含量的定义，在空气达到饱和时：H B=0.622ps/(pT-ps) ps=HBpT/(0.622+HB)=0.01116101.3/(0.622+0.01116)=1.785kPa查得温度为 tB=16。此时的 ps 等于 C 点的空气中的水蒸气分压 p，另外，由
11、tc=60，从给出的数据中查到水的饱和蒸汽分压 ps=19.924kPa。因此，该处空气的相对湿度为：=p/ps=1.785/19.924=0.0896=8.96%11-6 在一常压转筒干燥器中，将其物料从（湿基）含水量 4.0%干燥到 0.5%，干燥产品流量为600kg/h，空气进预热器前 t0=25，相对湿度 0=55%，经过预热器加热到 t1=85后再进入干燥器，出干燥器时 t2=30。物料进干燥器时 1=24，出干燥器时 2=60，绝干物料的比定压热容为0.52kJ/(kg 绝干物料 .K)。假设干燥器的热损失为 18000kJ/h， （25时水的饱和蒸汽压=3.168kPa） 。试求
12、：（1）绝干空气的质量流量；（2）在单位时间内预热器中的传热量。 解 X1=0.04/(1-0.04)=0.0417kg/kg 绝干物料 X2=0.005/(1-0.995)=0.005kg/kg 绝干物料Gc=G2(1-w2)=600(1-0.005)=597kg 绝 干 物 料 /hW=Gc(X1-X2)=597(0.0417-0.005)=21.9kg/hp=jps=0.553.168=1.7414kPaH0=H1=0.6221.7414/(101.3-1.7414=0.0109kg/kg 干空气L(H2-0.0109)=21.9 （a）热 量 衡 算 ： L(I1-I2)=Gc(I2-
13、I1)+QL Qp=L(I1-I0)习题解 52I0=(1.01+1.880.0109)25+24900.0109=52.9kJ/kg 干空气I1=(1.01+1.880.0109)85+24900.0109=114.7kJ/kg 干空气I2=(1.01+1.88H2)30+2490H2=30.3+2546.4H2 I1=(0.52+4.1870.0417)24=16.67kJ/kg 绝干物料I2=(0.52+4.870.005)60=32.46kJ/kg 绝干物料Qp=L(I1-I0)=L(114.7-52.9)=61.8LL(114.7-30.3-2546.4H2)=59.7(32.46-
14、16.67)+18000L(84.4-2546.4H2)=27426.6 (b)联立式（a）及式（b）解得： H2=0.0258kg/kg 干空气L=1468.7kg 干空气/h Qp=L(I1-I0)=61.8L=90764.7kJ/h11-7 用回转干燥器干燥湿糖，进料湿糖湿基含水量为 1.28%，温度为 31。每小时生产湿基含水量为 0.18%的产品 4000kg，出料温度 36。所用空气的温度为 20，湿球温度为 17，经加热器加热至 97后进入干燥室，排除干燥室的空气温度为 40，湿球温度为 32。已知产品的比热容为 1.26kJ/(kg.K)。试求：（1 ）水分蒸发量；（2）空气消
15、耗量；（ 3）加热器所用表压 100kPa 的加热蒸汽消耗量；（4）干燥器的散热损失；（5）干燥器的热效率。解（1）W =G2(w1-w2)/(1-w1)=4000(0.0128-0.0018)/(1-0.0128)=44.6kg/h（2）空气用量 查湿空气的 HI 图，得H0=H1=0.011kg/kg 干 空 气 H2=0.028kg/kg 干 空 气则 L=W/(H2-H1)=44.6/(0.028-0.011)=2.62103kg 干空气/hL=L(1+H0)=2.62103(1+0.011)=2.65103kg/h（ 3） 由 H I 图 可 查 得 ： I0=49kJ/kg 干 空 气 I1=125kJ/kg 干 空 气 I2=113kJ/kg 干 空 气故 Q=L(I1-I0)=2.62103(125-49)=198103kJ/h由书末附录的饱和水蒸气表可查得：表压 100kPa 的水汽化热 r=2205kJ/kg，则加热器加热蒸汽用量： D=
