干燥、膜技术课堂练习.ppt

解：湿空气的湿度可由下式计算 若空气的温度和湿度均不变，而总压强改变，则由上式可知，两种压强下的相对湿度必然不同，但符合以下关系： （1） 将等式左边上下同乘以P，以推出 的关系 等式左边 同样右边可得 即（1）式可改为 整理可得 由此可知，在空气温度和湿度不变的条件下，若是空气总压减小，其相对湿度也减小。因此在 H-I 图上，等相对湿度线将上移。 如本题中总压强由100kPa降为50kPa时，相对湿度由原来的40%降为20%，所以压强降低对干燥操作有利。 由湿空气的湿度计算式 可知，对一定的湿度，当总压强P下降时，水蒸汽分压也变小，故在H-I图上水蒸汽分压线下移。而该图上的等温线、等湿度线及等焓线不变。 三、现有一采用废空气部分循环的干燥系统， 干燥器为理论干燥器，新鲜常压空气的流量为 1.667kg/s，焓为50kJ/kg干气，水蒸气分压为 1.6kPa，湿物料含水量为w1=40%，最终w2=7%。 进入预热器的湿空气湿度为0.034 kg水气/ kg干 气，温度为40℃，离开预热器的空气为88℃空 气在预热器的总传热系数为　　　　　　　℃ 加热水蒸气的压强 。 假定预热器的热损失可忽略，试求： ①以绝干物料表示的干燥系统生产能力； ②预热器的传热面积； ③废空气的循环百分数。 HOP=0.034 IOP t0p=40℃ I1 , H1=0.034 t1=88℃ 废空气 L I2 H2 新湿空气 L0=1.667kg/s t0 H0 , I0=50kJ/kg干气 p0=1.6kPa 预热器 干燥器 湿物料 G w1=40% 干燥产品 w2=7% ?%L 求：以绝干物料表示的干燥系统的生产能力； 预热器的传热面积； 废空气的循环百分数。 水蒸气加热 P水=292kPa ① 根据 I0=50% kJ/kg干气，p0=1.6kPa在H-I图上 确定新湿空气状态点A。 H0p A t0p t1 A1 A2 p0 I0 ② 再由t0p=40℃，H0p=0.034 kg/kg干气，在H-I图上确定混合气体进入预热器的状态A0p。 ③ 从A0p沿等H线向上移动与t1=88℃等温线相交，得出预热器的空气状态点A1。 ④ 由于干燥器为理论干燥器（绝热干燥器）因此为等焓过程。故，出干燥器的空气状态点t2必然在过点A1的等I线上。同时进预热器的空气是由新空气与部分离开干燥器的废气相混而成，故点A， A0p及出干燥器的废空气状态点A2也必然在一条直线上。 因此，联A， A0p并延长，与过点A1的等I线相交，交点即为A2。 ⑤ 在湿空气H-I图上读出上述各状态点， A0、 A0p、 A1、 A2的状态参数如下： 新鲜空气： ℃ 进预热器： 出预热器： 出干燥器： ℃ （1）以绝干物料表示的干燥系统生产能力。 求 对整个干燥系统干空气作物料衡算 对整个干燥系统作水的衡算 式中 或 （2）求预热器传热面积，S 传热速率方程为 ① 求预热器的传热量 对干燥器作水的衡算，求L， 预热器的传热量 ② 求 已知加热水蒸气压强为294kPa，查饱和水蒸气表知，加热水蒸气温度为133℃。 预热器两股流体按并流设置， 40℃ 88℃ 133℃ 133℃ （3） 求废空气循环百分数 “膜技术”课堂练习 例1． 用反渗透的方法处理溶质浓度为3%（质量）的蔗糖溶液，渗透液含溶质为150mg/L。计算截留率β 和选择性因子α，并说明这中情况下哪一个参数更合适。 解：设A为糖，B为水。 已知渗透液中溶质的浓度 原料液中溶质的浓度 则有 或 选择因子为 或 因为反渗透过程中溶剂分子可自由通过膜，所以对于含有一种溶剂和一种溶质的液相混合物，用溶质截留率表示选择性更方便。 例2．分别计算25℃下，下列水溶液的渗透压： 3%(质量)NaCl(MNaCl=58.45g/mol)； 3%(质量)白蛋白(M白蛋白=65000g/mol)和固体含量为30g/L的悬浮液（其颗粒质量为1ng=10-9g）。 解：设上述溶液分别为理想溶液，则可使用 Van’t Hoff公式计算渗透压 NaCl溶液： 根据题意，NaCl的质量百分数为3%，则体积摩尔 浓度为 白蛋白溶液： 固体含量为30g/L的悬浮液： 例4． 某RO中空纤维膜的水渗透系数为 m3/(m2·s·Pa)，外直径为0.1mm。制造商提出