13 在连续精馏塔中，已知精馏段操作线方程和Q线方程为

y?0.75?0.21 (a) y??0.5x?0.66 (b)

试求：（1）进料热状态参数Q； （2）原料液组成xF；

（3）精馏段操作线和提馏段操作线的交点坐标xq和yq

14 含甲醇0.35(摩尔分数，下同)的甲醇水气液混合物，在常压连续精馏塔中分离。进料速率为100kmol/h，进料中蒸气量占1/2，操作回流比为3，进料中甲醇的96％进入馏出液中，要求馏出液的组成为0.93。塔底的相对挥发度为7.54。 试求：(1) 产品量；

(2) 残液中甲醇含量；

(3) 塔内由下往上数塔釜以上第一块理论板上液体组成。

15 利用常压提馏塔连续回收甲醇—水混合液中的甲醇。塔底采用直接饱和水蒸气加热，水蒸气流率为700kmol/h。含甲醇30%(摩尔分数，下同)的料液于泡点由塔顶加入，加料速率为1000kmol/h。塔底残液含甲醇不大于1％。假设为恒摩尔流。试求：

(1) 塔顶馏出液的浓度； (2) 操作线方程式； (3) 理论塔板数。

16 在常压填料塔中分离苯—甲苯混合液。若原料为饱和液体，其中含苯0.5。塔顶馏 出液中含苯0.9，塔底釜残液含苯0.1〔以上均为摩尔分数)，回流比为4.52。试求： (1) 理论扳层数和加料板位置；

(2) 最小回流比及最少理论板层数。

17 设计一连续精馏塔，在常压下分离甲醇-水溶液贩15kmol/h。原料中含甲醇0.35，塔 顶产品含甲醇0.95，釜液含甲醇0.04(均为摩尔分数)。设计选用回流比为1.5，泡点加料。间接蒸气加热。用作图法求所需的理论板数、塔釜蒸发量及甲醇回收率。设没有热损失。物系满足恒摩尔流假定。 18 含易挥发组分0.42（均为摩尔分数）的双组分混合液在泡点状态下连续加入精馏塔塔顶，釜液组成保持0.02。物系的相对挥发度为2.5，塔顶不回流。试求：

(1) 欲得塔顶产物的组成为60％时所需的理论板数； (2) 在设计条件下塔板数不限，塔顶产物可能达到的最高含量xDmax。

19 某两元混合物含易挥发组分0.4(摩尔分率)，用精馏方法加以分离，所用精馏塔具有8 块理论板，加料板为第3块，塔顶设有全凝器，泡点回流，泡点进料。在操作条件下，平衡 关系如附图所示，要求塔顶组成为0.9，轻组分回收率为90%。 试求：为达到分离要求所需要的回流比为多少；

20 用一常压连续精榴馏塔分离含苯0.4的苯—甲苯混合液。要求馏出液中含苯0.97，釜液含苯0.02(以上均为质量分数)，原料流量为15000kg/h，操作回流比为3.5，进料温度为25℃，加热蒸气压力为137kPa(表压)，全塔效率为50%，塔的热损失可忽略不计，回流液为泡点液体。求：

(1) 所需实际板数和加料板位置；

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(2) 蒸馏釜的热负荷及加热蒸气用量；

(3) 冷却水的进出口温度分别为27℃和37℃，求冷凝器的热负荷及冷却水用量。

21 一连续精馏塔用以分离某双组分混合液。两组分的相对挥发度为2.2l。已知怕馏段操作线方程为y?0.72x?0.25。塔顶采用全冷凝器，冷凝液在饱和温度下回流入塔。如果测得塔顶第一层塔板的板效率EmL,1＝0.65。试确定离开塔顶第二层塔板的气相组成。

22 用连续精馏塔分离某双组分混合液。进料为饱和蒸气，其中两组分的摩尔数之比为1︰1，塔顶、塔底的产品量之也为1:1。现处理量为50kmol/h。精馏段操作线方程为y?0.80x?0.15。试求：

(1) 馏出液和釜液组成； (2) 精确段上升气量； (3) 提馏段上升气量； (4) 提馏段操作线方程式；

(5) 如果平均相对挥发度加2.50，塔顶第一层塔板的板效率EmL,1＝0.60，离开塔顶第二层塔板的气相组成。

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第十一章 干燥

一 名词解释

1 湿空气的焓2 相对湿度3 露点4 绝热饱和温度5 湿球温度 6 平衡水分7 干燥速率8 自由水分9 干燥的表面汽化控制 二 填空

1 相对湿度越( )，表示该空气偏离饱和程度越大，干燥推动力越( )。

2 在降速干燥过程中，其干燥为( )控制。

3 根据水分与固体物料间结合力的大小，可将其分为( )和( )。

4 湿空气的( )是不饱和蒸气在总压和湿度保持不变的情况下,而被冷却降温达到饱和状态时的( )。

5 物料的干燥过程一般包括( )，( )和( )三个阶段。

6 已知湿空气总压为101.3kN·m-3，温度为40℃，相对湿度为50%，已查出40℃时水的饱和蒸气压ps为7375N·m-3，则此湿空气的湿度H是( )kg水·kg-1绝干气，其焓是( )kJ·kg-1绝干气。 7 干燥操作中，干燥介质( )经预热器后湿度( )，温度( )。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于( )温度。

8 湿空气经预热，相对湿度φ( )，对易龟裂物料，常采用( )方法来控制进干燥器的φ值。

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9 在工业上湿物料一般都先用( )，( )或( )等机械方法去湿,然后再用干燥方法去湿而制成合格产品。

10 已知在ｔ＝50℃、p＝1atm时，空气中水蒸气分压pw＝55.3mmHg，则该空气的湿含量H＝( )；相对湿度φ＝( )。(50℃时,水的饱和蒸气压为92.51mmHg)

三 选择

1 对于不饱和湿空气，干球温度( )湿球温度( )露点温度。 A.<，<； B.>，>； C.=，= 2 在降速干燥过程中，物料( )。

A.表面水分汽化速度<内部扩散速度； B.表面温度>湿球温度； C.表面温度>干球温度. 3 在降速干燥过程中,被除去的水分主要是( )。

A.结合水分； B.非结合水分； C.孔隙中水分

4 将湿空气通过间壁式换热器预热后送入干燥室，是为了( )。

A.降低干燥介质的水分； B.降低干燥介质的相对湿度； C.增加空气的压强

5 空气温度为td，湿度为Hd，相对湿度为φd的湿空气，经一间接蒸气加热的预热器后，空气的温度为t1，湿度为H1，相对湿度为φ1，则( )。

A. H1＞Hd； B.φd＞φ1； C. H1＜Hd； D. φd＜φ1

6 对于一定干球温度的空气，当其相对湿度越低时，其湿球温度：( )。

A.越高； B.越低； C. 不变； D. 不一定，尚与其它因素有关

7 空气温度为td，湿度为Hd，相对湿度为φd的湿空气，经一间接蒸气加热的预热器后，空气的温度为t1，湿度为H1，相对湿度为φ1，则( )

A.H1＞Hd； B.φd＞φ1； C.H1＜Hd； D.φd＜φ1

8 已知湿空气的下列哪两个参数，利用t-H图或H-I图，可以查得其他未知参数( )。 A. (tw，t)； B. (td，H)； C. (p，H)； D. (I，tw)

9 干燥器进口的温度计最小分度是 0.1℃，下面是同一温度时的几种记录，哪一种是正确的( )。

A. 75℃； B. 75.0℃； C. 75.014℃； D.74.98℃ 四 简答

1 简述对流传热原理。

2 热风干燥的基本原理是什么？

3 简述不同干燥阶段的特点及应采取的控制措施。 4 如何区分结合水分和非结合水分？

5 什么是湿空气的绝热饱和温度和湿球温度？两者有何关系。 6 简述湿空气的焓-湿图的构造。

7 试说明为什么在干燥过程中，湿空气作为干燥介质时，一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。 8 推导降速干燥时间的计算公式。 五 计算

1 试用计算法求出湿空气的总压为1bar，温度70℃，湿含量为0.053kg/kg干空气的湿空气

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的热含量、水蒸气分压、相对湿度、湿比容和露点。

2 已知湿空气的总压为101.3Kpa，相对湿度为70%，干球温度为293K，试求：（1）湿度；（2）露点；（3） 每小时将100kg干空气从293K升温至370K时所需要的热量。

3 湿物料从含水量为50%干燥至25%时，从1kg原湿物料中除去的水分量为湿物料从含水量2%干燥至1%(均为湿基含水量)的多少倍？

4 干球温度为30℃，湿球温度为20℃的空气，经过加热器温度升高到50℃后送入干燥室干燥物料。试求：1. 原湿空气的湿含量、焓和相对湿度；2. 空气离开加热器时的湿含量、焓和相对湿度。

5 干球温度为35℃，湿球温度为20℃，经加热器温度升高到90℃后送至干燥器内，离开时的相对湿度为80%。总压为一个大气压，假设干燥器无热损。试求：（1）原湿空气的湿含

3

量和焓；（2）空气离开加热器时的湿含量和焓；（3）100m的湿空气在加热过程中焓的变化；（4）空气离开干燥器时的湿含量和焓；（5）100m3原湿空气经干燥器后所获得的水分。 6 在恒定干燥条件下干燥某物料，当其湿含量由0.33kg/kg干料降至0.09kg/kg干料时，共用了2.52×104s。物料的临界湿含量为0.16kg/kg干料。试求在同样的情况下，将该物料从0.37kg/kg干料降至0.07kg/kg干料时所需要的时间。忽略物料预热阶段所用的时间，已知降速阶段的干燥曲线为直线，已知平衡含水量为0.05kg/kg干料。

7 在连续逆流干燥器中，用热空气干燥某种固体湿物料。已知空气状态为：进干燥器时空气湿度为0.01kg/kg干气，空气焓为120 KJ/kg干气；出干燥器时空气的温度为38℃。物料状况为：进、出干燥器时物料的含水量分别为0.04kg水/kg绝干料和0.002kg水/kg绝干料；进、出口温度分别为27℃和63℃。绝干物料流量为450kg绝干料/h，绝干物料比热容为1.465KJ/(kg·℃)。假设干燥器的热损失为5KW，水的比热容为4.187KJ/(kg·℃)，试求空气流量。

8 一种粒状不溶性物料放在0.61m×0.61m的盘内进行干燥，物料厚度为25.4mm。干燥是在恒速阶段进行的，侧面和底部与空气隔绝。空气以3.05m/s的速度平行流过顶部的干燥表面，其干球温度是60℃，湿球温度是29.4℃。盘内共放有11.3kg干固物，湿物料的含水量为0.35kg水/kg干固物，在恒速干燥阶段要求干燥到含水量为0.22(干基)。1. 计算干燥速率与所需的干燥时间；2. 如果物料厚度增加到44.5mm，计算所需的干燥时间。(α=0.0204u0.8，W/m2·K) 9 在常压连续干燥器中，空气经120℃饱和蒸气预热后送入干燥器以干燥某种湿物料。已知空气状况为：进预热器前空气水分分压为1.175kPa，温度为15℃，进干燥器前的温度为90℃，出干燥器时为50℃。物料状况为：初始水分为0.15kg水/kg干料，出干燥器时为0.01kg水/kg干料，干燥器生产能力为250kg/h(按干燥产品计算)，预热器总传热系数为50W/(m2·℃)，干燥系统的热损可忽略。试求：（1）所需空气的流量；（2）预热器的传热面积。

10 在常压干燥器中，将某物料从含水量5%干燥到0.5%(均为湿基)。干燥器的生产能力为7200kg干物料/h。已知物料进口温度为25℃，出口温度为65℃，热空气进干燥器的温度为120℃,湿度为0.007kg水/kg干空气，出干燥器的温度为80℃，空气初温为20℃。干物料的比热容为1.8kJ/(kg·℃), 若不计热损失,试求干空气的耗量及空气离开干燥器时的温度。 11 有一干燥器，将湿物料的含水量从40%干燥至5%(均为湿基含水量)。干燥器的生产能力为430kg干物料/h.空气的干球温度为20℃，相对湿度为40%，经预热器加热至100℃后进入干燥器饱和至相对湿度为60%排出.若干燥为等焓过程，试求在不计热损失的条件下所需空气及预热器供应的热量。

12 用一转筒干燥器干燥某一滤渣产品，原料输入量为1000kg/h，原料湿基含水量为20%，离开干燥器的湿基含水量为6%。湿空气温度为30℃，相对湿度为80%，经蒸气加热至110℃后进入干燥器，离开时空气的温度为60℃，加热蒸气表压为100kPa，忽略热损失。试求：（1）产品流量；（2）空气耗量；（3）蒸气用量。

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