第八章作业题答案(1).doc

1、 某湿空气的总压，干球温度，相对湿度。试求湿空气的湿度；湿球温度或绝热饱和温度；露点；湿容积；饱和湿容积；湿热；焓；水蒸气分压。
解：查时，水的饱和蒸气压。
（1）干空气
（2）要用试差法求，
设，查得水在325的饱和蒸气压，
干空气
（说明假设偏高）
又设，查得水在的饱和蒸气压

（说明假设偏低）
这说明在和之间，试差法难于计算。所以。
（3）

查水的饱和蒸气压表，得
（4）
（5）时，

（6）
（7）

（8）

2、在常压连续干燥器中，须蒸发水分量为。空气采用废气循环操作。循环比（循环废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为。设空气在干燥器中经历等焓增湿过程。已知新鲜空气的状态为干空气；废气状态为干空气。试求新鲜空气的体积流量及预热器的传热量。预热器热损失可忽略。
解：如图9-7所示，点为新鲜空气状况，查得湿容积干空气。点为废气状况。点为混合气状况，点由循环比确定，即。得，干空气，干空气。点为干燥器前状况(等焓增湿过程)，得，干空气。

图9-7 【例9-3】附图
对包括预热器，混合器及干燥器的整个系统作水分的衡算，并令新鲜空气消耗量为，得：
公斤干空气
新鲜空气体积流量 （空气的物料平衡20%新鲜空气），
预热器传热量
3、图9-15为某物料在时的平衡曲线。设物料的含水量为，若与的空气接触，试划分该物料平衡水分与自由水分，结合水分与非结合水分。

图9-15
曲线与的线交于，读得
曲线与的线交于，读得
平衡水分为
自由水分为
结合水分为
非结合水分为
4、已知空气的t=30℃,td=20℃,试算出该空气的H和φ值。（空气总压=101.3kP)水的饱和蒸汽压数据如下：
温度t (℃) 15 20 25 30 35
蒸汽压P(kN.m) 1.71 2.33 3.17 4.25 5.62
解：
依td=20℃查出 ps=p=2.33kN.m
代入下式：
H=Hs=0.622p /(P-ps)=0.622×2.33/(101.3-2.33)
=0.01464 kg水汽.kg干空气。
依t=30℃查得：ps=4.25kN.m,φ=2.33/4.25=0.548
或依入H=0.622φ.ps /(P-ψ.ps)得：
0.01464=0.62×4.25φ/(101.3-4.25φ)→φ=0.548
5、某气流干燥器的生产能力为180kg产品.h-1,现要求将物料从含水量2%干燥至含水量0.2%，（均为湿基）。已知生产车间的气温为25℃，空气的湿含量为0.01kg水汽.kg-1干空气。空气经预热器预热至94℃进入干燥器，若空气离开干燥器时的湿球温度为32℃，露点为25℃。问：
(1)水分蒸发量为多少kg.h? (2)干空气消耗量为多少kg.h
(3)空气离开干燥器的温度？ (4) 干燥器的热效率为多少？
(5)干燥过程是否等焓（说明原因）（附T-H图一张）
解：已知：图示。
1）水分蒸发量W： W=G2（W1-W2）/（1-W1）
=180（0.02-0.002）/（1-0.02）=3.306kg水.h
2)干空气消耗量L: ∵L=W/（H2-H1）
依tw2=32℃,td2=25℃查T-H图得H2=0.02
而H0=0.01 ∴L=3.306/(0.02-0.01)=330.6kg干空气.h
3)空气离开干燥的温度t2：
由tw=32℃(I),td=25℃(H)在T-H图上找到C点(H-I)，再由C点找到T2=332.4K=59.4℃
4)干燥器的热效率η:
∵η=(QW/Q)×100%=[(t1-t2)/(t1-t0)]×100%
代入得：η=[(94-59.4)/(94-25)]×100%=50.1%
5)是否等焓干燥：
依t1=94℃, H1=H0=0.01kg水汽.kg-1干空气，查出
I1=121kJ.kg-1干空气
依tw2=32℃，td2=25℃查出I2=110kJ.kg-1干空气
∵I1≠I2,故干燥不是等焓过程。

6、某一常压操作的干燥器每小时处理湿料为1850kg，从含水量2%干燥至0.2%（均为湿基）。空气温度为22℃，湿球温度为17℃状态下预热至84℃后进入干燥器，而废气的出口温度为67℃。假定此干燥为等焓过程。试求：
(1)若风机设置在干燥器后，其需输送的风量为多少m3.h-1?
(2)进入干燥器的湿空气的质量流量为多少kg.h-1?
(3)若预热器用表压为100kN.m-2的饱和水蒸汽作加热剂（冷凝水在饱和温度下排出），而预热器的散热损失为15000kJ.h-1,则其加热剂的耗量为多少kg.h-1?
(4)用线图在T-H图上表示出空气在干燥流程中的状态变化。
（附T-H图一张） 附饱和水蒸汽表（部分）
P kN.m-2 r0kJ.kg
100 2259.5
200 2204.6
250 2185.4

解：
1）V：V=LV=W.v/（H-H）
W=G（W-W）/（1-w）=1850（0.02-0.002)/(1-0.002)
=33.37kg.h
依空气参敉（已知）查出：H=H=0.01kg水汽.kg干空气
C=1.029kJ.kg干空气.℃
H=0.0165 kg水汽.kg干空气, v=0.99m.kg干空气
代入得：V=33.37×0.99/(0.0165-0.01)=5083m.h
2）L'=L(1＋H)=W(1＋H)/(H-H)
=33.37(1＋0.01)/(0.0165-0.01) =5185kg.h
3)D: Q=Q＋Q损=LCH(t-t)＋Q损
=W.C（t-t)/(H-H)＋Q损
=33.37×1.029(84-22)/(0.0165-0.01)＋15000
=3.425×10kJ.h
D=Q/r 饱和水蒸汽绝压P=101.3＋100=201.3kN.m
查出r=2204.1kJ.kg
代入得： D=3.425×10/2204.1=147.2kg.h
4)状态变化：如图示。
A一空气进入预热器的状态点（由t=22℃,t=17℃定出）
B一空气进入干燥器的状态点（由t=84℃,H=H定出）
C一空气离开干燥器的状态点（由I=I，t=67℃定出）
变化： A-------→B-------→C

7、在直流式空调机调节空气，其工作要点为：第一步，在加热器中一次加热空气；第二步，在水喷射室中绝热冷却增湿；第三步，在加热器中第二次加热至要求的温度。已知： 干空气的流 量L=300kg干空气.s；新鲜空气状态温度t0=5℃,相对湿度φ0=50% 调节后空气状态温度t2=25℃,相对湿度φ2=40%
试求： (1)在T-H图上表示空气的状态变化过程；
(2)总加热量； (3)用于增湿的水耗量W。（附T-H图一张）
解：
1)空气的状态变化：如右图示：
依t0=5℃,φ0=50%找到A点（新鲜空气状态点）
依t2=25℃,φ2=40%找到调节后的空气状态点B；
B 点作一水平线与φ=100%线交于一点C，
过C点作一绝热线（等焓线）与过A点作一水平线相交一点D，
即：过程变化： A ---→D -----→C ---→B
2）求 Q 总：
Q总=Q1＋Q3=L（I1-I0）＋L（I2-I1）=L（I2-I0）
A点找出：I0=11.8kJ*kg干空气；H0=0.00268 kg水汽*kg干空气；
B点找出：I3=45.32 kJ*kg干空气；H3=0.00788 kg水汽*kg干空气；
∴Q总=300（45.32-11.8）=10056kJ*S 即10056kW
3）求W：
W=L（H2-H0）=300（0.00788-0.00268）=1.56kg水*S
=6480kg水*h

8、一个干燥系统的操作示意图如图所示。
热空气进入第一干燥器K2，从第一干燥器出来的湿空气经过第二加热器K3提高温度后，进入第二干燥器K4，从第二干燥器出来的湿空气再经冷凝器K5冷却冷凝，析出一部分水分之后再经第一加热器K1加热, 送入第一干燥器，重复上述操作过程。干燥器都是绝热的，干燥是在等湿球温度下进行，有关的数据见图。要求：（1） 在湿空气的湿度图上用线段及箭头示意绘出上述系统操作的过程，并附以必要的文字说明。 （2） 设空气消耗量为L＝1kg绝干空气.s，求每个加热器中供给的热量， 要注明单位（忽略热损失）。注：有关的量在示意图上难以找到准确值时，可以符号代替。

解：
（1）示意图如上。用ｔ－H图或H－Ｉ图均可。
说明：ａ）由1.5℃，ψ＝100％定A点；
ｂ）由A沿等H线至与ｔ＝85℃相交得B点；
ｃ）由B点沿等Ｉ线至与ψ＝100％线相交得C点；
ｄ）由C点沿等H线至与ｔ＝80℃相交得D点；
ｅ）由D点沿等Ｉ线至与ψ＝80％线相交得Ｅ点；
ｆ）从第二干燥器出来的湿空气经冷凝器，先冷却后冷凝，冷却是等湿， 冷凝是沿ψ＝100％线。故由Ｅ沿等H线至与ψ＝100％线相交得F点，由F点沿ψ＝100％线析出水分（减湿至A点。重复上述过程。
（2）求每个加热器中供给的热量
第一加热器
Q1＝1×（1.01＋1.88H0）（ｔ1－ｔ0）kｗ
第二加热器
Q2＝1×（1.01＋1.88H1）（ｔ2－ｔ1）kｗ