食品工程专业干燥作业解答.doc

第四章干燥2．将常压温度为30℃、相对湿度为20％的新鲜空气，通过第一加热器加热到某一温度后，再通过一喷水室进行绝热冷却增湿至饱和状态，最后通过第二加热器加热得到温度为45℃、相对湿度为40％的湿空气。求①在焓湿图上绘出空气状态的变化过程；②离开第二加热器时空气的湿含量；③喷水室中水的温度（设离开喷水池的空气与水的温度相同）；④离开第一加热器时空气的温度。解：根据题意，作出流程图：ΦC=100%（1）根据流程图，在焓-湿图上画出空气状态的变化过程，如下图所示，作图过程为：①由TA=30℃，φA=20%拟定如图所示的A点——新鲜空气状态点；②由TD=30℃，φD=40%拟定如图所示的D点——第二加热器出口空气的状态点；③空气在第二加热室内为等湿升温过程，而由喷水室出来的空气为饱和状态湿空气，因此由D点作垂线，与φ=100%的饱和线交一点C点即为由喷水室出来的饱和状态湿空气状态点；④由于空气在喷水室的过程为绝热冷却增湿过程，因此，过C点作等焓线，与过A点的等湿含量线相交一点B点即为第一加热器出口空气的状态点。（2）由焓--湿图可以查出：离开第二加热器时空气的湿含量HD＝0.025kg/kg干气（3）由焓--湿图可以查出：喷水室中水的温度TC＝28℃离开第一加热器时空气的温度TB＝78℃答：（1）空气状态的变化过程的焓-湿图如上所示；（2）离开第二加热器时空气的湿含量为0.025kg/kg干空气；（3）喷水室中水的温度为28℃；（4）离开第一加热器时空气的温度约为78℃。3．常压下温度为30℃、湿含量为0.024kg/kg干空气的湿空气，在预热器内被加热至90℃，试在焓湿图上绘出空气状态的变化过程；又若湿空气的流量为0.028kg/s，求加热湿空气所需要的热量Q。解：根据题意，作出流程图：LA(1)在焓--湿图上画出空气状态的变化过程（描述过程）（2）求加热湿空气所需要的热量Q①求干空气量L由：L(1+HA)=LA推得：已知：湿空气的流量LA＝0.028kg/sHA=0.024kg/kg干空气将已知数据代如上式：②需要的热量Q由焓湿图可以查出：hA=91kJ/kg，hB=153kJ/kg，所以加热湿空气所需要的热量答：（1）空气状态的变化过程的焓-湿图如上所示；（2）加热湿空气所需要的热量为1.69kW。6．在逆流连续干燥器中，将某种物料由初始湿基含水量3.5％干燥至0.2％。物料进入干燥器时的温度为24℃，离开干燥器时的温度为40℃，干燥产品量为0.278kg/s。干物质的比热容为1.507kJ/(kg/℃).干空气的初始温度为25℃、湿含量为0.0095kg/kg干空气，经预热器预热到90℃后送入干燥器，离开干燥器时的温度为35℃。试求空气消耗量、预热器的热功率和干燥器的热效率。假设热损失可以忽略不计。解：作出流程图：（1）求空气消耗量L’L’=L(1+H0)①求干空气消耗量L干空气消耗量:②求蒸发的水量W蒸发的水量:已知：G2=0.278kg/s，w1=3.5%，w1=0.2%③求干空气消耗量L查焓--湿图得:H2＝0.0319kg/kg干空气则：因此湿空气的消耗量为：（2）求预热器的热功率Qp查焓湿图得：h0=48kJ/kg，h1=115kJ/kg已知：L=0.446kg/s（3）求干燥器的热效率答：(1)湿空气的消耗量为0.450kg/s；(2)预热器的热功率为29.9kW；(3)干燥器的热效率为84.6％。8．在一常压连续干燥器中，湿物料解决量为0.8kg/s，物料含水量由湿基5％干燥至1％。空气初始温度为20℃、湿含量为0.05kg/kg干空气，空气离开干燥器时的温度为55℃。为了保证干燥产品的质量，规定进入干燥器的空气温度不得高于90℃。试求以下两种情况下所需的空气量（kg干空气/s）和热耗量（kW），设干燥过程为抱负过程。①将新鲜空气预热到90℃进入干燥器中进行干燥；②采用废气循环，循环气中干空气量为干燥器出口废气中干空气量的2/3，混合气温度为90℃，进入干燥器干燥。解：（1）第一种情况的流程图为：①求干空气消耗量对于抱负干燥过程为等焓过程，即h1＝h2，因此：由于：H1=H0=0.05kg/kg干空气已知：T1=90℃，T2=55℃将上述已知数据代入上式，得：（也可由0点拟定1点，再由1点，运用等焓线查得得H2＝0.065kg/kg干空气）则：②求热耗量：已知：L=2.13kg干空气/s，H0=0.05kg/kg干空气T0=20℃，T1=90℃，则：（也可查焓湿图得h0＝145kJ/kg，h1＝224kJ/kg）（2）第二种情况的流程图为：T0＝20℃H0＝0.05kg/kg干空气L预热器新鲜空气干燥器T2＝55℃H2、L废气T1Tm=90℃3L,HmH12LL①求干空气消耗量混合后状态点物料衡算得：由于：H0