绝干物料流量
G?G1?1?w1??9200?1?0.015?kg绝干料h?9062kg绝干料h
W?G?X1?X2??9062?0.01523?0.002?kg水h?119.9kg水h
根据t0?26℃、I0?66kJ/kg绝干气,求出H0?0.0157kg/kg绝干气 根据t1?120℃、H1?H0?0.0157,求出I1?163.8kJ/kg绝干气
理想干燥器,所以I2?I1?163.8kJ/kg绝干气
H2?0.622?2ps0.311ps? (a)
p总??2ps101330?0.5ps (b)
I2??1.01?1.88H2?t2?2490H2?163.8kJkg绝干气设温度t2,查水蒸气表得相应的饱和蒸汽压ps,由(a)式求湿度H2,再代入(b)式反求温度t2,若与初设值一致,计算结束。若与初设值不一致,则需重复以上步骤。
解得:ps?13180Pa,对应的饱和温度为:t2?51.34℃ p2?6590Pa,H2?0.04326kg/kg绝干气
绝干空气消耗量
119.9kgh?4351kgh
0.04326?0.0157新鲜空气消耗量
L?L0?L?1?H0??4351?1?0.0157?kg新鲜空气h?4419kg新鲜空气h
(2)预热器的加热量
QP?L?I1?I0??4351?163.8?66?kJh?425500kJh?118.2kW
(3)干燥器的热效率
??W?2490?1.88t2?
Q??119.9?2490?1.88?51.34??72.9%
425500本题亦可利用H?I图求t2。
o 9.在一常压逆流的转筒干燥器中,干燥某种晶状的物料。温度t0?25C、相对湿度?0=55%的新鲜空气经oo过预热器加热升温至t1?95C后送入干燥器中,离开干燥器时的温度t2?45C。预热器中采用180kPa 的饱和
蒸汽加热空气,预热器的总传热系数为85W/(m2·K) ,热损失可忽略。湿物料初始温度?1?24℃、湿基含水量
w1=0.037;干燥完毕后温度升到?2=60℃、湿基含水量降为w2=0.002。干燥产品流量G2=1000kg/h,绝干物
料比热容cs?1.5kJ/(kg绝干料·℃),不向干燥器补充热量。转筒干燥器的直径D=1.3m、长度Z=7m。干燥器外壁向空气的对流—辐射联合传热系数为35kJ/(m2·h·℃)。试求(1)绝干空气流量;(2)预热器中加热蒸汽消耗量;(3)预热器的传热面积。 解:(1)绝干空气流量
X1?w10.037?kgkg绝干料?0.0384kgkg绝干料 1?w11?0.037w20.002?kgkg绝干料?0.002kgkg绝干料 1?w21?0.002X2?绝干物料流量
G?G2?1?w2??1000?1?0002?kg绝干料h?998kg绝干料h
水分蒸发量
W?G?X1?X2??998?0.0384?0.002?kgh?36.33kgh
查出25℃时水的饱和蒸气压为3168.4Pa,故新鲜空气的湿度为:
H0?0.622?0ps00.622?0.55?3168.4?kgkg绝干气?0.0109kgkg绝干气
101.33??0ps0101.33?0.55?3168.4对干燥器做水分的衡算,取为1h基准,得:
L(H2?0.0109)?36.33(a)
对干燥器做热量衡算得:
'LI1?GI1'?LI2?GI2?QL
其中I1?(1.01?1.88H1)t1?2490H1
???1.01?1.88?0.0109??95?2490?0.0109?kJkg绝干气?125.0kJkg绝干气
I2?(1.01?1.88H2)?45?2490H2?45.45?2574.6H2
题给cs?1.5kJ/(kg绝干料·℃)
I1??cs?1?cwX1?1??1.5?24?4.187?0.0384?24?kJkg绝干料?39.86kJkg绝干料???1.5?60?4.187?0.002?60?kJkg绝干料?90.5kJkg绝干料I2题给?a?35kJ/(m2·h·℃) ∴QL??aSΔt??a(πDL)(
t1?t2?t0) 2?90?45??35?π?1.3?7???25?kJh?42503.8kJh
?2?将以上诸值代入热量衡算式,得:
125.04L?998?39.86?(45.45?2574.6H2)L?998?90.5?42503.8
整理得79.59L?2574.6H2L?93042.5(b) 联立式(a)和式(b),解得
H2?0.02093kg/kg绝干气
L?3621kg绝干气/h
(2)预热器中加热蒸气消耗量
加热蒸气压强为180kPa,查出相应的汽化热为2214.3kJ/kg,T=116.6℃。预热器中消耗热量的速率为: Qp?L(I1?I0)
其中∴
I0???1.01?1.88?0.0109??25?2490?0.0109?kJkg绝干气?52.9kJkg绝干气
QP?3621?125.04?52.9?kJh?261205kJh?72.56kW加热蒸气消耗量=
261205?118kg/h
2214.3(3)预热器的传热面积
?tm??116.6?25???116.6?95??C?48.45?C?116.6?25?ln???116.6?95?
S?QP72560?m2?17.62m2
k?tm85?48.4510.采用常压并流干燥器干燥某种湿物料。将20℃干基含水量为0.15的某种湿物料干燥至干基含水量为
0.002,物料出干燥器的温度是40℃,湿物料处理量为250kg/h,绝干物料的比热容为1.2kJ/(kg绝干料·℃)。空气的初始温度为15℃,湿度为0.007kg水/kg绝干气,将空气预热至100℃进干燥器,在干燥器内,空气以一定的速度吹送物料的同时对物料进行干燥。空气出干燥器的温度为50℃。干燥器的热损失3.2kW。试求(1)新鲜空气消耗量;(2)单位时间内预热器消耗的热量(忽略预热器的热损失);(3)干燥器的热效率;(4)若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10℃,试分析物料是否会返潮。
解:(1)新鲜空气消耗量
对非理想干燥器,I1?I2,H2需联解物料衡算和热量衡算方程求出。
G?G1?1?X1??250kgh?217.4kgh
1?0.15W?G?X1?X2??217.4?0.15?0.002?kg水h?32.17kgh
由物料衡算式
W?L(H2?H1)?G(X1?X2)
得
32.17?L(H2?0.007)(a)
由热量衡算式
'QD?L(I2?I1)?G(I2?I1')?QL?0
其中:
I1???1.01?1.88?0.007??100?2490?0.007?kJkg绝干气?119.75kJkg绝干气
I2?(1.01?1.88H2)?50?2490H2?50.5?2584H2
I1???cs?4.187X1??1??1.2?4.187?0.15??20kJkg绝干料?36.56kJkg绝干料???cs?4.187X2??2??1.2?4.187?0.002??40kJkg绝干料?48.33kJkg绝干料I2代入上式,得
L(2584H2?69.25)?14078.8?0(b)
联解(a)式和(b)式,得
H2?0.02393kg/kg绝干气,L?1900kg绝干气h
新鲜空气消耗量为
L0?L?1?H0??1900?1?0.007?kg新鲜气h?1913.3kg新鲜气h(2)单位时间内预热器消耗的热量Qp
Qp?L(I1?I0)?L(1.01?1.88H0)(t1?t0)
?1900(1.01?1.88?0.007)(100?15)kJ/h?165240kJ/h=45.90kW
(3)干燥器的热效率?
??32.17?2490?1.88?50?W(2490?1.88t2)?100%??50.3%
Q165240(4)若空气在出干燥器之后的后续设备中温度将下降10℃,物料是否会返潮
用H?I图查,t2,H2下,空气的露点为26℃,而物料降温10℃后为30℃,所以物料应该不会返潮。 11.对10kg某湿物料在恒定干燥条件下进行间歇干燥,物料平铺在1.0 m?1.0 m的浅盘中,温度t=75℃,湿度H=0.018kg/kg绝干气的常压空气以2 m/s的速度垂直穿过物料层。现将物料的含水量从X1=0.25kg/kg绝干物料干燥至X2=0.15kg/kg绝干物料,试求(1)所需干燥时间;(2)若空气的t、H不变而流速加倍,干燥时间如何改变?(3)若物料量加倍,而浅盘面积不变,所需干燥时间又为多少?(假设三种情况下干燥均处于恒速干燥阶段。)
解:(1)恒速段干燥速率
?Uc?(t?tw)
?tw由空气t?75℃,H?0.018kg/kg绝干气,查H?I图得tw?34℃,相应水的汽化热?tw?2416kJ/kg,空气对物
相关推荐: