將含有非揮發(fā)性物質(zhì)的稀溶液加熱沸騰

1、第五章 蒸發(fā)一、填空題1、將含有非揮發(fā)性物質(zhì)的稀溶液加熱沸騰，使部分溶劑氣化并使溶液得到濃縮的過程稱為 。答案：蒸發(fā)2、真空蒸發(fā)的目的是為了 和 。答案：降低溶液沸點，有效利用熱源3、按蒸發(fā)器的個數(shù)分，蒸發(fā)可分為 和 。答案：單效蒸發(fā)，多效蒸發(fā)4、蒸發(fā)是 的單元操作。答案：濃縮溶液5、為了保證蒸發(fā)操作能夠正常進行，必須不斷地向溶液供給 ，將 不斷移除。答案：熱能，二次蒸汽6、蒸發(fā)器由 和 兩大部分組成。答案：加熱室，蒸發(fā)室7、蒸發(fā)操作中所指的生蒸汽為_；二次蒸汽為溶液蒸發(fā)過程中_。答案：作為為熱源用的蒸汽，汽化的水蒸汽8、料液在高于沸點下進料時，其加熱蒸汽消耗量_沸點進料時的蒸汽消耗量，因為此

2、時料液進入蒸發(fā)器后有_現(xiàn)象產(chǎn)生。答案：小于，自蒸9、蒸發(fā)過程實質(zhì)上是傳熱過程，因此，蒸發(fā)器也是一種_。答案：換熱器10、工業(yè)上常用的多效蒸發(fā)流程有 、 、 、 。答案：并流加料流程，逆流加料流程，平流加料流程、錯流加料流程11、單程型蒸發(fā)器的特點是物料一次通過加熱室即能完成濃縮要求，且溶液沿加熱管呈_流動，故又稱為_蒸發(fā)器。答案：膜狀，薄膜12、采用真空蒸發(fā)時，需要在冷凝器后安裝真空裝置，其作用是排除 ，以維持蒸發(fā)操作所要求的 。答案：不凝性氣體，真空度13、蒸發(fā)操作按蒸發(fā)器內(nèi)操作壓力可分為：_,_,_蒸發(fā)。答案：加壓、減壓、真空14、標準式蒸發(fā)器內(nèi)溶液循環(huán)的原因主要是由于溶液的 不同而引起

3、所致。答案：受熱程度，密度差異15、強制循環(huán)型蒸發(fā)器內(nèi)溶液循環(huán)的原因主要是由于溶液在 作用下按 而造成的循環(huán)。答案：外加機械，規(guī)定方向流動16、 是評價蒸發(fā)器性能的重要指標。答案：生產(chǎn)強度17、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度是指 。答案：單位加熱室傳熱面積上單位時間內(nèi)所蒸發(fā)的溶劑量18、采用多效蒸發(fā)的目的是 。答案：通過二次蒸汽的再利用，以節(jié)約能耗，從而提高蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟性。19、在多效蒸發(fā)中，從前面幾效引出額外蒸汽，其目的是提高整個裝置的 。答案：經(jīng)濟程度20、在蒸發(fā)操作中，降低單位蒸汽消耗量的方法有 、 、 。答案：采用多效蒸發(fā)，真空蒸發(fā)，加強設備保溫二、選擇題1、在蒸發(fā)操作中，從溶液中汽化出的蒸汽稱為

4、（ ）A：生蒸汽 B：二次蒸汽 C：額外蒸汽 D：不能確定 答案：B2、關于蒸發(fā)，下列說法錯誤的是（ ） 答案：AA：蒸發(fā)操作是一個恒溫傳熱過程 B：蒸發(fā)操作是一個變溫傳熱過程C：蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室構成。 D：蒸發(fā)操作可在真空條件下進行。3、額外蒸汽是指（ ） 答案：CA：加熱蒸汽 B：溶液汽化生成的蒸汽 C：將二次蒸汽引出，作為其它換熱設備的熱源4、蒸發(fā)室內(nèi)溶液的沸點（ ）二次蒸汽的溫度。A：低于 B：等于 C：高于 D：不能確定 答案：C5、在蒸發(fā)操作中，若使溶液在（ ）下沸騰蒸發(fā)，可降低溶液沸點而增大蒸發(fā)器的有效溫度差。A：常壓 B：減壓 C：加壓 答案：B6、列文式蒸發(fā)器屬于（

5、 ）蒸發(fā)器A.：自然循環(huán) B： 強制循環(huán) C： 升膜 D：降膜 答案：A7、中央循環(huán)管式蒸發(fā)器屬于（ ）蒸發(fā)器。A：自然循環(huán) B：強制循環(huán) C：升膜 D：降膜 答案：A8、提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要途徑是增大（ ）。A. 傳熱溫度差； B. 加熱蒸汽壓力； C. 傳熱系數(shù)； D. 傳熱面積； 答案；C9、蒸發(fā)熱敏性而不易于結晶的溶液時，宜采用（ ）蒸發(fā)器。A. 列文式； B. 膜式； C. 外加熱式； D. 標準式 答案：B10、采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高（ ）。A. 完成液的濃度； B. 加熱蒸汽經(jīng)濟程度； C. 生產(chǎn)能力 答案：B11、逆流加料的多效蒸發(fā)，宜用于處理粘度隨溫度和濃度（ ）的

6、溶液。A. 變化較大； B. 變化較少； C. 不變化 D：無關 答案：A12、標準式蒸發(fā)器適用于（ ）溶液的蒸發(fā)。A：易結晶 B：粘度大 C：易結垢 D：粘度 小 答案：D13、對熱敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸發(fā)，宜采用（ ）蒸發(fā)器。A：中央循環(huán)管式 B：列文式 C：升膜 D：降膜 答案：C14、平流加料的多效蒸發(fā)流程，濃縮液( )排出。A. 在第一效； B. 在未效； C. 分別在各效 D：在中間某效 答案：C15、蒸發(fā)器的有效溫度差是指（ ）A：溫度差損失 B：加熱蒸汽溫度與溶液沸點之差 C：加熱蒸汽與二次蒸汽溫度之差 D：溶液沸點與二次蒸汽溫度之差 答案：B16、在蒸發(fā)操作中，當加熱蒸汽

7、溫度一定時，蒸發(fā)溶液時的溫度差（ ）在相同壓力下蒸發(fā)純水時的傳熱溫度差。A：大于 B：等于 C：小于 D：不能確定 答案：C17、蒸發(fā)裝置中，效數(shù)越多，溫度差損失（ ）。A. 越少； B. 越大； C. 不變 D：不能確定 答案：B18、下列各蒸發(fā)流程中適用于處理蒸發(fā)過程中伴有結晶析出的溶液的是（ ）A：并流加料流程 B：逆流加料流程 C：平流加料流程 D：逆流加料流程 答案：C19、溫度差損失的大小除與溶液種類和溶液中溶質(zhì)的濃度有關外，還與（ ）有關。A：蒸發(fā)器的操作壓力 B：蒸發(fā)器內(nèi)液柱高度 C：加熱蒸汽壓力 D：加熱蒸器的溫度 答案：A20、采用多效蒸發(fā)是為了提高（ ） 答案：CA：完成

8、液濃度 B：蒸發(fā)器生產(chǎn)能力 C：加熱蒸汽經(jīng)濟程度 D：蒸發(fā)器生產(chǎn)強度三、判斷題1、 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要途徑是增大傳熱面積。（ ）答案:×2、蒸發(fā)器的傳熱溫度差等于加熱蒸汽的溫度與蒸發(fā)器操作壓力相對應的二次蒸汽的飽和溫度之差。( )答案：×3、在蒸發(fā)操作中，由于溶液中含量有溶質(zhì)，故其沸點必然低于純?nèi)軇┰谕粔毫ο碌姆悬c。（ ）答案：×4、采用多效蒸發(fā)流程是為了提高完成液的濃度。（ ）答案：×5、并流加料流程中，傳熱系數(shù)逐效增大。（ ）答案：×6、逆流加料多效蒸發(fā)流程是指原料液由末效加入，用泵依次輸送至前效，完成液由第一效底部取出；加熱蒸汽依

9、次由第一效流向末效。（ ）答案：7、對粘度隨濃度的增加而迅速增大的溶液，宜采用并流加料的多效蒸發(fā)流程。（ ）答案：×8、由溶液的沸點升高造成的溫度差損失等于溶液的沸點與相同壓力下水的沸點之差，（ ）答案：9、在多效蒸發(fā)中，后一效蒸發(fā)器的加熱室相當于前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽的冷凝器。（ ）答案：10、懸筐式蒸發(fā)器是強制循環(huán)型蒸發(fā)器。（ ）答案：×11、逆流加料時，溶液在效間有自蒸發(fā)現(xiàn)象，可產(chǎn)生較多的二次蒸汽。（ ）答案：×12、蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸汽的溫度即溶液的沸點。（ ）答案：×13、蒸發(fā)過程，二次蒸汽的溫度高于溶液的沸點溫度。（ ）答案：×14

10、、蒸發(fā)過程中，有結晶析出的或易結垢的溶液不宜采用升膜式蒸發(fā)器。（ ）答案：15、升膜式蒸發(fā)器宜處理熱敏性及易起泡和溶液。（ ）答案：16、膜式蒸發(fā)器屬于循環(huán)型蒸發(fā)器。（ ）答案：×17、多效蒸發(fā)中，各加料流程后效的操作壓強和溶液的沸點均較前效低。（ ）答案：18、工業(yè)生產(chǎn)中，多效蒸發(fā)效數(shù)越多越好。（ ）答案：×19、并流加料蒸發(fā)流程中，后效溶液的沸點低于前效溶液的沸點。（ ）答案：20、逆流加料時，溶液在效間流動可以利用效間壓強差，不需用泵輸送，能量消耗小。（ ）答案：×三、簡答題1、 蒸發(fā)過程中引起溫度差損失的原因有哪些？答：蒸發(fā)過程中引起溫度差損失的原因有：（

11、1）溶液中溶質(zhì)的存在使蒸汽壓下降，沸點升高（2）加熱管內(nèi)液柱靜壓強引起 （3）管道流體阻力導致2、實現(xiàn)多效蒸發(fā)的必要條件是什么？答案：實現(xiàn)多效蒸發(fā)的必要條件是：后一效蒸發(fā)器的操作壓力和溶液的沸點低于前一效的。2、 什么叫真空蒸發(fā)？有何特點？答：在減壓條件下操作的蒸發(fā)過程稱為真空蒸發(fā)。其特點為（1）減壓下溶液的沸點下降，有利于處理熱敏性物料，且可利用低壓強的蒸汽或廢蒸汽作為熱源。（2）溶液的沸點隨所處的壓強減小而降低，故對相同壓強的加熱蒸汽而言，當溶液于減壓時可以提高傳熱總溫度差，但與此同時溶液的粘度加大，使總傳熱系數(shù)下降。（3）真空蒸發(fā)系統(tǒng)要求有造成減壓的裝置，使系統(tǒng)的投資費和操作費提高。3、

12、 多效蒸發(fā)中，在冷冷凝器后使用真空泵的目的是什么？答：多效蒸發(fā)中，在冷冷凝器后使用真空泵的目的是排除不凝性氣體，維持蒸發(fā)器內(nèi)要求的真空度。4、 分別說明除沫器和冷凝器的作用答：除沫器的作用：分離二次蒸汽夾帶的液沫，以防止有用溶質(zhì)的損失或污染冷凝液體。冷凝器的作用：冷凝二次蒸汽，以便于排除或回收溶劑蒸汽。5、 在工業(yè)生產(chǎn)中采用多效蒸發(fā)的目的是什么？答：在工業(yè)生產(chǎn)中采用多效蒸發(fā)的目的是：通過二次蒸汽的再利用，以節(jié)約能耗，從而提高蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟性。6、 蒸發(fā)過程的特點有哪些？答：蒸發(fā)過程的特點是：（1）蒸發(fā)是一種分離過程，可使溶液中的溶質(zhì)與溶劑得到部分分離，但溶質(zhì)與溶劑分離是靠熱源傳遞熱量使溶劑沸騰

13、汽化，其汽化速率取決于傳熱速率，故而蒸發(fā)為一傳熱過程。（2）被蒸發(fā)的物料是由揮發(fā)性溶劑和不揮發(fā)的的組成的溶液。在相同溫度下，溶液的蒸汽壓林純?nèi)軇┑恼羝麎盒。辉谙嗤瑝簭娤?，溶液的沸點比純?nèi)軇┑姆悬c高，且隨濃度的增加而升高。（3）溶劑的汽化要吸收能量，熱源耗量很大。（4）由于被蒸發(fā)溶液的種類和性質(zhì)不同，蒸發(fā)過程所需的設備和操作方式也隨之 有很大的差異。7、工業(yè)生產(chǎn)中常用的多效蒸發(fā)流程有哪些？答：工業(yè)生產(chǎn)中常用的多效蒸發(fā)流程有：并流加料流程、逆流加料流程、平浪加料流程、錯流加料流程7、 為什么說采用多效蒸發(fā)操作可以節(jié)省加熱蒸汽用量？答：因為多效蒸發(fā)是除末效外，各效產(chǎn)生的二次蒸汽都作為下一效的加熱蒸汽

14、用，從而提高了加熱蒸汽的經(jīng)濟程度，若蒸發(fā)水分量相同時，多效蒸發(fā)消耗的加熱蒸汽量遠小于單效蒸發(fā)。8、何謂蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力？何謂蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度？怎樣提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度答：蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力是指單位時間內(nèi)蒸發(fā)的水分量。蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度是指單位加熱室傳熱面積上單位時間內(nèi)所蒸發(fā)的溶劑量。增大蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)和傳熱溫度差可有效提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度。8、 什么是溫度差損失？造成溫度差損失的原因有哪些？答：蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點與冷凝器操作壓強下水的沸點之差稱為溫度差損失。造成溫度差損失的原因有：（1）由于溶質(zhì)的存在使溶液沸點升高所致（2）由于加熱管中液柱高度所致（3）由于二次蒸汽從分離室流至冷凝器的流動阻力

15、所致。9、 蒸發(fā)時，溶液的沸點比二次蒸汽的飽和溫度高的原因是什么？答：主要原因是由于溶液中含有不揮發(fā)的溶質(zhì)，使其蒸汽壓比同溫度下純水的蒸汽壓低，表現(xiàn)出同壓下溶液的沸點高于純水的沸點。10、多效蒸發(fā)中，“最后一效的操作壓強是由后面的冷凝能力確定的?！边@種說法是否正確？答案：不對。蒸發(fā)室的操作壓強是根據(jù)工藝操作要求，料液的特性，經(jīng)濟效果等應方面而定的。最后一效操作壓強是由后面冷凝器的真容度確定的，真空度太高時，導致冷凝器的T*太低，冷凝困難，這是決定最后一效的操作壓強時應考濾的。11、中央循環(huán)管式蒸發(fā)器主要由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答案： （1）主要由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。 （2）加

16、熱室由直立的加熱管束組成，在管束中央有一根直徑較大的管子 中央循環(huán)管。 加熱室的作用是向溶液供給熱能，使溶劑氣化。由于中央循環(huán)管與其它加熱管子的截面不等，即溶液在管內(nèi)受熱程度不同，形成密度差異。溶液在中央管下降，在加熱管上升，于是形成溶液在器內(nèi)的循環(huán)流動。 （3）蒸發(fā)室的作用是將二次蒸汽所帶出的液沫加以分離。12、蒸發(fā)操作中，降低單位蒸汽蒸汽消耗量的主要方法有哪些？答：蒸發(fā)操作中，降低單位蒸汽蒸汽消耗量的主要方法有：（1）采用多效蒸發(fā)（2）真空蒸發(fā)（3）加強設備保溫13、蒸發(fā)操作中，加熱蒸汽放出的熱量主要有哪些用途？答：蒸發(fā)操作中，加熱蒸汽放出的熱量主要用于：（1）二次蒸汽氣化所需的潛墊 （2

17、）預熱原料液（3）補償蒸發(fā)器的熱損失。四、計算題1、10噸/h、23的11.6%（質(zhì)量%）NaOH水溶液在單效蒸發(fā)器內(nèi)濃縮至18.3%（質(zhì)量%）。已知原料液的比熱為3.7kJ./（kg·K），蒸發(fā)器內(nèi)壓力維持20.26kPa（絕對壓力），若溫度差損失=11，所用加熱蒸氣壓力為121.56kPa，試計算：(1)蒸發(fā)水份量；(2)加熱蒸汽耗量及單位蒸汽耗量。（設熱損失為理論耗熱的10%，P大=100kPa）。 附：飽和水蒸汽的性質(zhì) 壓力 kN.m 溫度 蒸氣焓 kJ.kg 汽化潛熱kJ.kg 20.26 60.50 2610.30 2355.00 100.00 99.60 2670.30

18、 2259.50 121.56 105.10 2684.70 2245.40 221.56 123.20 2713.70 2196.30答：1求W（kg/h）2求D及D/wD=w×（i-Ct） +F×C(t-t)+Q/ r 由P=20.26kPa查表得r =2355kJ/.kg T=60.50而t=T+=60.5+11=71.5 Q=0.1w×r+F×C(tt)D=3660×（2610.3-3.7×71.5）+10×10×3.7(71.5-23)×1.1/2196.3 =5199.62kg/hD/W=51

19、99.62/3360=1.547 2、每小時要將2噸6%的NaCl水溶液增濃至30%（均為質(zhì)量%），蒸發(fā)器內(nèi)壓力為50kN.m(絕壓），原料液比熱均為4 kJ.kg.K，進料溫度為20，加熱蒸氣壓力為250 kN.m（絕壓）。已知在此操作條件下的溫度差損失=14，試求：(1)加熱蒸氣消耗量為多少kg.h？(2)若蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K=800kN.m.K，則需傳熱面積為多少m？ 附：飽和水蒸氣的性質(zhì) 壓力kN.m 溫度 蒸氣焓 kJ.kg 汽化潛熱kJ.kg 50 81.2 2644.3 2304.5 100 99.6 2670.3 2259.5 250 127.2 2719.7 2185.4 3

20、50 138.8 2736.1 2152.3 答：1求D D=w×（i-Ct）+F×C(tt)+Q/(r) W=F(1(X/X)=2×10(16/30)=1600kg/h 由P=50kN.m查表得：r ' =2304.5kJ/kg T ' = 81.2 P=250 kN.m查表得：r =2185.4 kJ/kg T =127.2而 t=T ' +=81.2+14=95.2 Q=0.1 D r D=1600×（2644.3-4×95.2）+2000×4(95.2)/2185.4 =1932.5 kg/h2求A A

21、=Q/(k·t )Q=D r=1932.5×2185.4=4765330Kj/h=1173 kwt=Tt=127.295.2=32K=800w/（m2.K） A=(1173×10)/(800×32)=45.8m3、某廠用一單效蒸發(fā)器將10t/h、60的10%NaOH水溶液濃縮至20%（均為質(zhì)量%）。蒸發(fā)器內(nèi)操作壓力為40.52kPa（絕壓），加熱蒸氣壓力采用202.6kPa（絕壓），原料液的比熱為3.77kJ/（.kg·.K），器內(nèi)液面高度為1.2m。已知在此操作條件下，=5，傳熱系數(shù)K=1400w/（m·.K），器內(nèi)溶液的平均密度為

22、1176 kg.m，蒸發(fā)器的散熱損失為83700 Kj/.h，忽略濃縮熱，試求：(1)蒸發(fā)水分量為多少kg./h？(2)加熱蒸氣消耗量為多少 kg /.h？(3)蒸發(fā)器所需的傳熱面積為多少m？ 附：飽和水蒸氣的性質(zhì) 壓力 kPa 溫度 氣化潛熱 kJ/.kg 蒸汽焓kJ./kg 40.52 76 2319.5 2790.2 50 81.2 2304.5 2587.6 202.6 121 2201.0 2709.2答：1求WW=F（1X/X）=10×10（110/20）=5000 kg/.h1求D D=w×(i-ct)+F×Cp(tt)+Q/r由P=40.52 kP

23、a 查表得： r=2319.5 kJ/kg，T=76 P=202.6kPa 查表得： r=2201.0 kJ/kg,T=121而t=T+P'=P'+pgL/2=40.52×10+(1176×9.81×1.2)/2 =4744.2 kPa查表得： T'=78.6"=78.6-76=2.6t=76+5+2.6=83.6D=5000×（2790.2-3.77×83.6）+10×10×3.77(83.6-60)+83700/2201 =6065kg/h（3）求A A=Q/K.t=(6065×

24、;2201×1000)/3600×1400×(121-83.6) =70.8m4、某單效蒸發(fā)器將比熱為3.85kJ/.（kg·.K）的某溶液從濃度為12%濃縮至60%（質(zhì)量%）。采用196.2kPa(表壓)的生蒸汽加熱；蒸發(fā)室的真空度維持在610mmHg，已知該溶液在此真空度下的沸點為70，若每小時蒸發(fā)的水分量為5000kg./h。問：（1）該蒸發(fā)器處理的料液量為多少kg/.h？（2）沸點進料時，單位蒸汽消耗量為多少？（忽略溶液沸點升高）（設熱損失為加熱蒸汽放出熱 量的5%）；（3）當K=1400w/（.m2.K）時，加熱面積需多少m？當?shù)卮髿鈮簽?01

25、.3kPa。 附：飽和水蒸汽性質(zhì) 壓力kN.m 溫度 汽化潛熱 kJ.kg 20 60.1 2355 81.3 93.6 2274 196.2 120 2205 297.5 133 2169答：（1）求F F=W/（1-X/X）=5000/(1-12/60)=4000kg./h （2）求D / W 沸點進料，t=t 而Q=0.05D . r D=(W*r)/(0.95r) D / W=r/ (0.95r) P*=(760-610)×101.3/760=20kPa 查表知：r=2355 kJ/.kg P=196.2+101.3=297.5kPa 查表得：r=2169 Kj/.kg ,

26、T=133 （D）/（W）=（2355）/（0.95×2169)=1.143 （3）求A, A=（Q）/（Kt） 而Q=D.r=1.143×5000×2169=12395835kJ/.h A=(12395835×10)/3600×1400(133-70)=39.04m5、在單效真空蒸發(fā)器中，將流量為10000kg/.h，比熱為3.6 kJ/.（kg·.K）的某水溶液從10%連續(xù)濃縮至50%（均為質(zhì)量%）。原料液溫度為31，估計溶液的溫度差損失=7。蒸發(fā)室的操作壓強為20kPa（絕壓），加熱蒸汽采用壓強為196.2kPa（絕壓），蒸汽冷

27、凝水在飽和溫度下排出。假設總傳熱系數(shù)為1000w./（m2.K），熱損失可忽略，當?shù)卮髿鈮簽?00kPa。熱損失耗量為多少kg/.h？（2）蒸發(fā)器的傳熱面積為多少m？附：飽和水蒸汽的性質(zhì) 壓力kN.m 溫度 汽化潛kJ/.kg 蒸汽焓kJ/.kg 20 60.1 2355 2606.4 120 104.5 2246.8 2684.3 196.2 120 2205 2708.9 296.2 132.8 2170 2726答：（1）求DD=w·(i-ct)+F·C(t+t)+Q/rW=F(1-X/X)=10000(1-10/50)=8000kg/.h由P=20kPa查表得：r=

28、2355kJ./kg T=60.1查表得：r=2205 kJ./kg T=120 而t=T+=.60.1+7=67.1 Q=0D=8000×（2606.4-3.6×67.1）+10000×(67.1-31)/2205 =9168kg/.h （2）求A, A=Q/(K×t) =(9168×2205×1000)/3600×1000(120-67.1) =106.2m6、某食品廠準備選用一個真空蒸發(fā)器，將每小時1500kg的牛奶從濃度15%濃縮到50%（均為質(zhì)量%）。采用沸點進料,已知加熱蒸汽為115，而冷凝器內(nèi)的蒸汽溫度為61，

29、蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K=1160w/（.m2·.K），經(jīng)計算各項溫度差損失為：=1.5，=3.5，"'=1。試求：（1）成品量為多少kg/.h？（2）加熱蒸汽耗量為多少kg./h？（設冷凝水在飽和溫度下排出）；(3）需多大傳熱面積？ 附：飽和水蒸汽性質(zhì) 溫度 絕對壓力kPa 汽化潛熱 kJ/.kg蒸汽焓kJ/.kg 60 19.92 2355.1 2606.3 65 25.01 2343.4 2615.6 115 120.0 2221.0 2702.5 125 232.1 2193.1 2716.5答：（1）求（F-W） F-W=F.(X)/(X)=1500×

30、(15)/(50)=450kg.h （2）求D D=w×(i-ct）+F×Cp(t-t)+Q/(r) W=F(1-X/X)=1500(1-15/50)=1050kg.h 由T=115 查表知：r=2221kJ./kg 冷凝器內(nèi)蒸汽溫度61 T=T冷 - '''=61-1=60 溶液的沸點 t=T+'+''=6.0+1.5+3.5=65 沸點進料，t=t Q=0.05D×r D=(w×(i-ct）)/(0.95r) =(1050×（2606.3-3.6×65）/(0.95×222

31、1) =1180kg./h （3）求A , A=Q/(k×t)=(D×r)/K(T-t) A=(1180×2221×10)/3600×1160(115-65)=12.6m7、某食品廠準備用一單效膜式蒸發(fā)器將番茄汁從12%濃縮至濃度為28%（均為質(zhì)量%）。蒸發(fā)器的傳熱面積為5m，傳熱系數(shù)K=1500w/（m2.K），加熱蒸汽的溫度采用115（其汽化潛熱為2221kJ/kg，冷凝水在飽和溫度下排出），蒸發(fā)室內(nèi)蒸汽的溫度為57.3，二次蒸汽的汽化潛熱為2359kJ./kg，采用沸點進料，經(jīng)計算知：=0.7，=0；熱損失相當于蒸發(fā)器傳熱量的5%。問：（

32、1）此蒸發(fā)器每小時可處理多少kg番茄汁？（2）加熱蒸汽耗量為多少kg/h？答案（1）求F F=W/（1-X/X） Q=A.K(T-t) 而t=T +'+"=57.3+0.7+0=58 Q=5×1500(115-58)=427500w 沸點進料 Q=D r=W（i-Cpt）+Q損Wr+Q損 W=(0.95Q)/r'=(0.95×427500)/(2359×10) =0.172kg./s=619.8kg/.h F=619.8/(112/28)=1084.65kg/.h （2）求D D=Q/r=（427500×3600）/（2221&

33、#215;1000） =692.93kg./h8、將7%的某種水溶液在常壓單效蒸發(fā)器中連續(xù)濃縮到24%。原料液的溫度為20。估計出因蒸汽壓下降引起的溫度差損失為3.5，因靜壓強引起的溫度差損失為3，因流體阻力引起的溫度差損失為1。加熱蒸汽壓強為2kgf/cm2（表壓）。蒸發(fā)器的傳熱面積為43m。試求完成液量。假設蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1100 w/（m2.K）。熱損失為蒸發(fā)器傳熱量的5%。已知1大氣壓及3kgf/cm2時水蒸汽飽和溫度分別為100及132.9，蒸汽焓分別為2677.2kJ/kg及2728.12kJ/kg。外界大氣壓為1大氣壓答：溶液的沸點t=T'+'+'&

34、#39;=100+3.5+3=106.5 溶液的比熱Cp=4.187(1-X)=4.187×(1-0.07) =3.894kJ./（kg.·K） 由傳熱速率方程式知： Q=KA(T-t)=1100×43×(132.9106.5)=1249000w 由熱量衡算知： Q=1.05FCp(tt)+w（i-Cpt） 其中W=F(1X/X)=F(10.07/0.24)=0.71F 故1.05F×3.894×(106.520)+0.71F×（2677.2-3.894×106.5)×1000/3600 =1249000

35、 解得 F=2204 kg/.h 完成液量為FW=22040.71×2204=639.2 kg./h9、在單效真空蒸發(fā)器中，將流量為10000kg.h 的某水溶液從10%連續(xù)濃縮至50%。原料液溫度為31。估計溶液沸點升高為7，蒸發(fā)室的絕對壓強為0.2kgf/cm2。加熱蒸汽壓強為2kgf/cm2（絕壓），其冷凝水出口溫度為79。假設總傳熱系數(shù)為1000 w/（.m·.K），熱損失可忽略。試求加熱蒸消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。當?shù)卮髿鈮簽?kgf/.cm2。已知0.2kgf./cm2時蒸汽飽和溫度為59.7，汽化潛熱為2356kJ/.kg及焓2605.45kJ./kg；2kg

36、f./cm2時蒸汽飽和溫度為119.6，汽化潛熱為2206kJ/.kg及焓為2708 kJ/.kg。答： 溶液沸點t=T+=59.7+7=66.7 蒸發(fā)量W=F(1(X/X)=10000(1(0.1/0.5) =8000kg/h.K 溶液的比熱Cp=4.187(1X)=4.187×(10.1) =3.77kJ/（.kg.·K） 由蒸發(fā)器的熱量衡算式知： Q=F Cp(tt)+w(i-Cpt）+Q損 =10000×3.77×(66.731)+800×（2605.45-3.77×66.7） =3.229×10 kJ/kg =8.

37、9697×10w 由傳熱速率方程式知傳熱面積為： A=Q/K(Tt)=8.9697×10/1000×(119.666.7)=16.96m 加熱蒸汽量D=Q/（HCt) =3.229×10/(27084.187×79) =1.358×10kg /h10、某真空蒸發(fā)器中，每小時蒸發(fā)10000kg濃度為8%的NH4NO3水溶液。原料液溫度為75。蒸發(fā)室壓強為0.4 kgf./cm2(絕壓)。加熱蒸汽壓強為2kgf/cm2 （絕壓）。若要求完成液濃度為42.5%，試求蒸發(fā)器的傳熱面積和加熱蒸汽量。假設： 1、蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為950w/（m2.·K）；2、熱損失為總傳熱量的3%； 3、忽略靜壓強影響； 4、常壓下42.5%NHNO水溶液的沸點為107，即常壓下因蒸汽壓下降引起的溫度差損失'=7。已知：0.4 kgf/cm2時蒸汽飽和溫度為75.4，汽化潛熱為2319kJ/