第六章 干燥《化工单元操作》（化工版）单元过关卷 山东省（原卷版+解析版）

《化工单元操作》（化工版） 第六章 干燥 考试时间：60分钟 满分：100分 班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________ 一、单选题（本题共25道小题，每题2分，共50分） 1. 用压滤、抽吸、过滤和离心分离等方法来除去湿分的方法，称为（ ） A. 吸附去湿 B. 热能去湿 C. 辐射干燥 D. 机械去湿 【答案】D 【解析】机械去湿指的是用压滤、抽吸、过滤和离心分离等方法来除去湿分的方法，通常不能将湿分完全去除。 2. 用固体吸附剂等吸湿性物料来除去湿分的方法，其特点是（ ） A. 能耗高、去湿快 B. 能耗低、去湿程度高 C. 费用低、去湿快 D. 能耗高、费用低 【答案】B 【解析】吸附去湿指的是用固体吸附剂等吸湿性物料来除去湿分，这种方法能耗低、去湿程度高，但是费用高、去湿速度较慢。 3. 传导干燥又称间接加热干燥，其特点是热能利用率高，但（ ） A. 物料容易过热变质 B. 物料不易过热 C. 生产能力大 D. 干燥均匀 【答案】A 【解析】传导干燥的特点是热能利用率高，物料容易过热变质。例如电熨斗熨烫湿衣物的过程。 4. 热能以电磁波形式由辐射器发射至湿物料表面的干燥方式是辐射干燥，其特点是（ ） A. 生产能力小、能耗低 B. 产品不均匀、能耗高 C. 生产能力大、能耗高 D. 产品均匀、能耗低 【答案】C 【解析】辐射干燥的特点是生产能力大，产品洁净且干燥均匀，但能耗高。常见的设备有红外线干燥器。 5. 将湿物料置于高频电场内，使物料内部分子因振动而发热的干燥方式是介电加热干燥。下列属于此种方式的是（ ） A. 厢式烘箱 B. 家用微波炉 C. 红外线干燥器 D. 流化床干燥器 【答案】B 【解析】介电加热干燥是将湿物料置于高频电场内，在高频电场的作用下，物料内部分子因振动而发热，从而达到干燥目的。例如家庭使用的微波炉等设备就属于此种方式。 6. 根据道尔顿分压定律，湿空气的总压等于水蒸气分压与绝干空气分压（ ） A. 之差 B. 之积 C. 之商 D. 之和 【答案】D 【解析】根据道尔顿分压定律，湿空气的总压等于绝干空气的分压和水蒸气的分压之和，即P=Pw+Pa。 7. 普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为湿空气的干球温度，它是湿空气的（ ） A. 真实温度 B. 假想温度 C. 饱和温度 D. 露点温度 【答案】A 【解析】普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为湿空气的干球温度，为湿空气的真实温度，简称为空气的温度。 8. 用干湿球温度计测量空气湿度时，为减少辐射和热传导的影响，空气速度需（ ） A. 小于1m/s B. 等于1m/s C. 大于5m/s D. 任意速度 【答案】C 【解析】在实际的干燥操作过程中，常常用干湿球温度计来测量空气的湿度。在测量湿球温度时，空气速度需大于5m/s，以减少辐射和热传导的影响，使测量结果较为精确。 9. 单位质量湿物料所含水分的质量，称为湿物料的（ ） A. 干基含水量 B. 湿基含水量 C. 平衡水分 D. 自由水分 【答案】B 【解析】单位质量湿物料所含水分的质量，为湿物料中水分的质量分数，称为湿物料的湿基含水量，用符号w表示。 10. 对流干燥流程中，空气的预热是必需的，其目的在于（ ） A. 提高空气的湿度 B. 降低空气的温度 C. 提高空气相对湿度 D. 降低空气相对湿度 【答案】D 【解析】空气的预热是必需的，其目的在于提高湿空气的温度以利传热，降低湿空气的相对湿度以利吸收水分。 11. 干燥器根据操作方式的不同，可分为（ ） A. 连续干燥器与间歇干燥器 B. 常压与真空干燥器 C. 传导与对流干燥器 D. 大型与小型干燥器 【答案】A 【解析】干燥器的类型多，分类方法也多。根据操作方式的不同，可分为连续干燥器与间歇干燥器；根据操作压力的不同，可分为常压干燥器与真空干燥器。 12. 厢式干燥器结构简单、容易制造、适应性强，可用于干燥（ ） A. 大量生产的粒状物料 B. 易结块成团的物料 C. 小批量、较贵重的物料 D. 含水量高的浆状物料 【答案】C 【解析】厢式干燥器结构简单、容易制造、适应性强，但装卸劳动强度大、物料不能翻动、干燥不均匀，可用于干燥小批量的粒状、片状、膏状、不允许粉碎和较贵重的物料的场合。 13. 气流干燥器干燥速率快、干燥时间短，但其缺点是（ ） A. 设备不紧凑、造价高 B. 产品易碎、动力消耗多 C. 造价高、占地面积大 D. 结构复杂、维修难 【答案】B 【解析】气流干燥器干燥速率快、干燥时间短、设备紧凑、结构简单、造价低，但其干燥管高度大、气流阻力大、动力消耗多、产品易碎、旋风分离器负荷大。 14. 流化床干燥器将湿物料颗粒吹成沸腾状，上下翻滚，因此它又名（ ） A. 喷雾干燥器 B. 气流干燥器 C. 转筒干燥器 D. 沸腾床干燥器 【答案】D 【解析】流化床干燥器又名沸腾床干燥器。热空气经预热后以一定的速度从干燥器的多孔分布板底部送入，将湿物料颗粒吹成沸腾状。 15. 布袋除尘器是一种干式除尘装置，通过它可以捕集的颗粒粒径为（ ） A. 0.1～1μm B. 5～10μm C. 1～5mm D. 10mm以上 【答案】A 【解析】布袋除尘器是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置，通过布袋除尘器可以捕集0.1～1μm的颗粒。 16. 同一湿物料的平衡水分，随空气条件变化的规律是（ ） A. 相对湿度增加而减小 B. 温度降低而减小 C. 相对湿度增加或温度降低而增大 D. 与空气状态无关 【答案】C 【解析】同一湿物料的平衡水分随着空气的相对湿度的增加或温度的降低而增大。平衡水分是一定空气状态下物料可能干燥的最大极限。 17. 平衡水分是一定空气状态下物料可能干燥的（ ） A. 最小极限 B. 最大极限 C. 平均限度 D. 起始限度 【答案】B 【解析】平衡水分是一定空气状态下物料可能干燥的最大极限。物料中大于平衡含水量的那部分水分，称为自由水分，是能够用干燥方法除去的水分。 18. 结合水分和非结合水分的划分依据是（ ） A. 空气的相对湿度 B. 空气的温度 C. 干燥器类型 D. 湿物料自身性质 【答案】D 【解析】结合水分和非结合水分的划分完全由湿物料自身性质决定，与空气的状态无关。对于一定温度下的一定湿物料，结合水分不会因空气的相对湿度不同而发生变化，它是一个固定值。 19. 单位时间内、单位干燥面积上所汽化的水分的质量，称为（ ） A. 干燥速率 B. 干燥时间 C. 水分蒸发量 D. 空气消耗量 【答案】A 【解析】单位时间内、单位干燥面积上所汽化的水分的质量称作干燥速率，用符号U表示，其单位为kg水/(m²·s)。 20. 恒速干燥阶段，物料表面始终被水润湿，干燥速率受表面水分汽化速率控制，该阶段又称为（ ） A. 内部扩散控制阶段 B. 降速阶段 C. 表面汽化控制阶段 D. 预热阶段 【答案】C 【解析】恒速干燥阶段，物料内部水分的扩散速率大于表面水分汽化速率，干燥速率受表面水分汽化速率控制，该阶段又称为表面汽化控制阶段或干燥第一阶段。 21. 干燥速率曲线上，恒速阶段与降速阶段的临界点C对应的物料含水量称为（ ） A. 平衡含水量 B. 临界含水量 C. 自由含水量 D. 结合含水量 【答案】B 【解析】干燥速率曲线中，C点是恒速阶段与降速阶段的临界点，对应的物料中的含水量为临界含水量。 22. 影响干燥速率的因素主要有三个方面，即（ ） A. 温度、压力、湿度 B. 时间、面积、速度 C. 物料量、空气量、水量 D. 湿物料、干燥介质、干燥设备 【答案】D 【解析】影响干燥速率的因素主要有三个方面：湿物料、干燥介质、干燥设备，这三者又是相互关联的。 23. 在其他条件相同时，物料的温度越高，干燥速率将（ ） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】A 【解析】物料的温度越高，干燥速率越大。物料最初、最终以及临界含水量决定了干燥各阶段所需干燥时间的长短。 24. 流化床干燥器尾气含尘量过大的原因之一是（ ） A. 风量太小 B. 温度太低 C. 分离器破损 D. 物料颗粒太大 【答案】C 【解析】流化床干燥器尾气含尘量过大的原因：分离器破损导致效率下降、风量大或炉内温度高、物料颗粒太小。 25. 干燥过程中，绝干空气消耗量V与水分蒸发量及进出口湿度的关系是（ ） A. V=G(X1+X2)/(H2+H1) B. V=G(X1-X2)/(H2-H1) C. V=G(X1-X2)(H2-H1) D. V=G(H2-H1)/(X1-X2) 【答案】B 【解析】湿空气吸收的水分量应与湿物料蒸发的水分量相等，即G干料(X1-X2)=V(H2-H1)，联立可得空气消耗量为V=G干料(X1-X2)/(H2-H1)。 二、简答题（本题共5道小题，每题8分，共40分） 1. 简述湿空气的干球温度、湿球温度和露点的概念及其关系。 【答案】干球温度：普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为湿空气的干球温度，是湿空气的真实温度，简称为空气的温度，用符号t表示。湿球温度：温度计的感温球用纱布包裹、纱布用水保持润湿，这样的温度计称为湿球温度计，湿球温度实质上是湿空气与湿纱布中水传质与传热达到稳定时湿纱布中水的温度，用符号tw表示。露点：将不饱和的空气在总压和湿度保持不变的情况下进行冷却而达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点，用符号td表示。三者的关系为：对于不饱和的湿空气，t>tw>td；对于已达到饱和的湿空气，t=tw=td。 【解析】干球温度是空气真实温度，湿球温度是湿纱布中水传质传热稳定时的温度，露点是冷却至饱和时的温度；不饱和空气t>tw>td，饱和空气三者相等。 2. 简述t-H图的组成及各线群的意义。 【答案】t-H图是根据总压p=101.3kPa绘制的湿度-温度图，图上任一点均表明温度t、湿度H一定的某湿空气状态。图中共有三种线群：（1）等干球温度线（等t线）——一组与纵轴平行的线，同一条等t线上不同点所代表的湿空气状态不同，但干球温度值相同；（2）等湿含量线（等H线）——一组与横坐标平行的线，同一条等H线上不同点湿度值相同；（3）等相对湿度线（等φ线）——对于某个确定的φ值，由不同温度t查得的对应湿度H所绘制的曲线。φ=100%的线称为饱和空气线，此线下方为不饱和空气区域，对干燥过程有意义的是φ<100%的未饱和区。 【解析】t-H图由等t线、等H线、等φ线三种线群构成，φ=100%线为饱和空气线，其下方为未饱和区，是干燥过程有意义的区域。 3. 简述湿基含水量和干基含水量的概念及换算关系。 【答案】湿基含水量：单位质量湿物料所含水分的质量，为湿物料中水分的质量分数，用符号w表示，w=mw/m（式中mw为湿物料中水分的质量，m为湿物料总质量）。干基含水量：单位干料中所含水分的质量，即湿物料中水分质量与干料质量的比值，用符号X表示，X=mw/m干料（式中m干料为湿物料中干料的质量）。两种含水量之间的换算关系为：X=w/(1-w)，w=X/(1+X)。在干燥的物料衡算中，由于过程中干料质量不变，故采用干基含水量较为方便，但习惯上还常用湿基含水量表示物料中的含水量。 【解析】湿基含水量是水分质量与湿物料总质量之比，干基含水量是水分质量与干料质量之比，二者通过X=w/(1-w)、w=X/(1+X)换算。 4. 简述干燥过程物料衡算中水分蒸发量和空气消耗量的计算方法。 【答案】干燥过程物料衡算需要解决的计算内容有两个：将湿物料干燥到指定的含水量所需蒸发的水分量以及干燥过程中需要消耗的空气量。水分蒸发量：设进入干燥器的湿物料中干物料量为G干料，进出口干基含水量分别为X1、X2，根据物料衡算可得水分蒸发量 W=G干料(X1-X2)。空气消耗量：设干燥所需的干空气消耗量为V，进入干燥器前湿空气湿度为H1、出口时湿度为H2，若干燥过程中无物料损失，则湿空气吸收的水分量应与湿物料蒸发的水分量相等，即 G干料(X1-X2)=V(H2-H1)，联立可得空气消耗量 V=G干料(X1-X2)/(H2-H1)。 【解析】水分蒸发量W=G干料(X1-X2)，空气消耗量V=G干料(X1-X2)/(H2-H1)，两式均由干燥过程物料衡算导出。 5. 简述干燥过程的两个阶段（恒速干燥阶段和降速干燥阶段）的特点。 【答案】物料的干燥速率取决于表面水分的汽化速率和内部水分的扩散速率，干燥过程可分为两个阶段：（1）恒速干燥阶段——干燥早期物料内部水分的扩散速率大于表面水分汽化速率，物料表面始终被水润湿，干燥速率受表面水分汽化速率控制，物料的干燥速率和表面温度保持恒定，该阶段又称为表面汽化控制阶段或干燥第一阶段，其终点C对应的含水量为临界含水量。（2）降速干燥阶段——当物料湿含量降低到临界含水量以下，内部水分向表面的扩散速率小于表面水分汽化速率，干燥速率主要由内部扩散速率决定，并随湿含量的降低而不断降低，该阶段又称为内部水分移动控制阶段或干燥第二阶段。 【解析】恒速阶段干燥速率受表面汽化速率控制、速率恒定；降速阶段干燥速率受内部扩散速率控制、随湿含量降低而降低，两阶段的转折点为临界含水量。 三、综合分析题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 1. 常压下，用空气干燥某湿物料，每小时处理湿物料量为1000kg（湿基含水量50%），干燥后产品湿基含水量为10%。请回答：（1）求干物料量；（2）求每小时的水分蒸发量；（3）若空气进出口湿度差为0.05kg水/kg干空气，求绝干空气消耗量。 【答案】（1）G干料=G(1-w1)=1000×(1-0.5)=500kg/h。（2）X1=w1/(1-w1)=0.5/(1-0.5)=1.0，X2=w2/(1-w2)=0.1/(1-0.1)=0.1111。水分蒸发量 W=G干料(X1-X2)=500×(1.0-0.1111)=444.45kg/h。（3）绝干空气消耗量 V=W/(H2-H1)=444.45/0.05=8889kg干空气/h。 【解析】本题综合应用干基含水量换算、水分蒸发量计算以及空气消耗量计算三方面知识，考查干燥过程物料衡算的综合分析与计算能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $中职专业课章节过关卷 职教 》 《化工单元操作》 (化工版) 第六章干燥 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本题共25道小题，每题2分，共50分） 1.用压滤、抽吸、过滤和离心分离等方法来除去湿分的方法，称为() A吸附去湿 B.热能去湿 C.辐射干燥 D.机械去湿 2.用固体吸附剂等吸湿性物料来除去湿分的方法，其特点是() A能耗高、去湿快 B.能耗低、去湿程度高 C.费用低、去湿快 D.能耗高、费用低 3.传导干燥又称间接加热干燥，其特点是热能利用率高，但() A物料容易过热变质 B.物料不易过热 C.生产能力大 D.干燥均匀 4.热能以电磁波形式由辐射器发射至湿物料表面的干燥方式是辐射干燥，其特点是() A生产能力小、能耗低 B.产品不均匀、能耗高 C.生产能力大、能耗高 D.产品均匀、能耗低 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 醉A职教 》 5.将湿物料置于高频电场内，使物料内部分子因振动而发热的干燥方式是介电加热干燥。下 列属于此种方式的是() A厢式烘箱 B.家用微波炉 C.红外线干燥器 D.流化床干燥器 6.根据道尔顿分压定律，湿空气的总压等于水蒸气分压与绝干空气分压() A之差 B.之积 C.之商 D.之和 7.普通温度计的感温球露在空气中，所测得的温度为湿空气的干球温度，它是湿空气的 () A真实温度 B.假想温度 C.饱和温度 D.露点温度 8.用干湿球温度计测量空气湿度时，为减少辐射和热传导的影响，空气速度需() A小于1m/s B.等于1m/s c.大于5m/s D.任意速度 9.单位质量湿物料所含水分的质量，称为湿物料的() A干基含水量 B.湿基含水量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.平衡水分 D.自由水分 10.对流干燥流程中，空气的预热是必需的，其目的在于() A提高空气的湿度 B.降低空气的温度 C.提高空气相对湿度 D.降低空气相对湿度 11.干燥器根据操作方式的不同，可分为() A连续干燥器与间歇干燥器 B.常压与真空干燥器 C.传导与对流干燥器 D.大型与小型干燥器 12.厢式干燥器结构简单、容易制造、适应性强，可用于干燥() A大量生产的粒状物料 B.易结块成团的物料 C.小批量、较贵重的物料 D.含水量高的浆状物料 13.气流干燥器干燥速率快、干燥时间短，但其缺点是（) A设备不紧凑、造价高 B.产品易碎、动力消耗多 C.造价高、占地面积大 D.结构复杂、维修难 14.流化床干燥器将湿物料颗粒吹成沸腾状，上下翻滚，因此它又名() A喷雾干燥器 B.气流干燥器 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.转筒干燥器 D.沸腾床干燥器 15.布袋除尘器是一种干式除尘装置，通过它可以捕集的颗粒粒径为() A0.1~1μm B.5~10μm C.1~5mm D.10mm以上 16.同一湿物料的平衡水分，随空气条件变化的规律是() A相对湿度增加而减小 B.温度降低而减小 C.相对湿度增加或温度降低而增大 D.与空气状态无关 17.平衡水分是一定空气状态下物料可能干燥的() A最小极限 B.最大极限 C.平均限度 D.起始限度 18.结合水分和非结合水分的划分依据是() A空气的相对湿度 B.空气的温度 C.干燥器类型 D.湿物料自身性质 19.单位时间内、单位干燥面积上所汽化的水分的质量，称为() A干燥速率 B.干燥时间 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 职教 》 C.水分蒸发量 D.空气消耗量 20.恒速干燥阶段，物料表面始终被水润湿，干燥速率受表面水分汽化速率控制，该阶段又称 为() A内部扩散控制阶段 B.降速阶段 C.表面汽化控制阶段 D.预热阶段 21.干燥速率曲线上，恒速阶段与降速阶段的临界点C对应的物料含水量称为() A平衡含水量 B.临界含水量 C.自由含水量 D.结合含水量 22.影响千燥速率的因素主要有三个方面，即() A温度、压力、湿度 B.时间、面积、速度 C.物料量、空气量、水量 D.湿物料、干燥介质、干燥设备 23.在其他条件相同时，物料的温度越高，干燥速率将() A越大 B.越小 C.不变 D.无法确定 24.流化床干燥器尾气含尘量过大的原因之一是() A风量太小 B.温度太低 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 中职专业课章节过关卷 山职教 》 C.分离器破损 D.物料颗粒太大 25.干燥过程中，绝干空气消耗量V与水分蒸发量及进出口湿度的关系是() AV=G(X1+X2)/(H2+H1) B.V=G(X1-X2)/H2-H1) C.V=G(X1-X2)(H2H1) D.V=GH2-H1)/(X1-X2) 二、简答题（本题共5道小题，每题8分，共40分) 1.简述湿空气的干球温度、湿球温度和露点的概念及其关系。 2.简述tH图的组成及各线群的意义。 3.简述湿基含水量和干基含水量的概念及换算关系。 4简述干燥过程物料衡算中水分蒸发量和空气消耗量的计算方法。 5.简述干燥过程的两个阶段（恒速干燥阶段和降速干燥阶段）的特点。 三、综合分析题（本题共1道小题，每题10分，共10分） 1.常压下，用空气干燥某湿物料，每小时处理湿物料量为1000g(湿基含水量50%)，干燥 后产品湿基含水量为10%。请回答：(1)求干物料量；(2)求每小时的水分蒸发量；(3) 若空气进出口湿度差为0.05kg水/kg干空气，求绝干空气消耗量。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！