化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案5 蒸发.doc

第5章 蒸发1）在单效蒸发器内，将NaOH稀溶液浓缩至50%，蒸发器内液面高度为2.0m,溶液密度为1500kg/m3，加热蒸汽绝对压强为300kPa,冷凝器真空度为90kPa，问蒸发器的有效传热温度差为多少？若冷凝器真空度降为30kpa，其它条件不变，有效传热温度差有何变化？ 32解:冷凝器真空度为90kPa 绝对压强：101.3-90=11.3kPa,该压强下二次蒸汽温度 加热蒸汽绝压300kPa,对应温度T=133.3 查NaOH溶液杜林图，50%NaOH溶液在11.3kPa下沸点84kPa 查 取 冷凝器真空度为30kPa，绝压101.3-30=71.3kPa，对应二次蒸汽温度 查50%NaOH溶液在71.3kPa下沸点131 查 所以传热无法进行。2）一常压蒸发器，每小时处理2700kg浓度为7%的水溶液，溶液的沸点为103，加料温度为15，加热蒸汽的表压为196kpa,蒸发器的传热面积为50m2，传热系数为930 W/(m2)。求溶液的最终浓度和加热蒸汽消耗量。21.5% 2.32103/h解：加热蒸汽绝压：101.3+196=297.3kPa查得 T=133， 水溶液103， 汽比热2251 原料液比热取 3）需要将350kg/h的某溶液从15%蒸浓至35%，现有一传热面积为10m2的小型蒸发器可供利用，冷凝器可维持79kpa的真空度。估计操作条件下的温度差损失为8，总传热系数可达930 W/(m2)，若溶液在沸点下进料，试求加热蒸汽压强至少应为多少才能满足需要？ 143kPa 解：冷凝器内二次蒸汽绝对压强101.3-79=22.3kPa查， =109.7查该温度饱和蒸汽压强P=143kPa4）欲设计一组三效并流蒸发装置，以将NaOH溶液从10%浓缩到50%，进料量为22700/h，原料液温度40，比热取4.19 kJ/()。加热蒸汽压强为500kpa ,末效二次蒸汽压强为14kpa，各效传热系数分别为K1=2840/(m2), K2=1700W/(m2), K3=1135W/(m2)。各效汽化热均取2326kJ/kg。假设静压引起的温度差损失、热损失忽略。求加热蒸汽消耗量及蒸发器的传热面积（各效面积相等）。9551/h 183 解：计算各效蒸发量、各效溶液浓度、温度差损失、有效传热温度差 并流加料，设 则查=6 =0 查=12 =0 =1 查=38 =0 /加热蒸汽压强500kPa,查末效二次蒸汽压强14kPa,查 估算各效有效温度差及各效二次蒸汽温度、溶液温度则 热量衡算： 取（1）、（2）、（3）和 解得 计算各效面积： 各效面积不等，重新分配有效温度差： 重算各效温度： 重新热量衡算： 又 解得： 重算各效面积： 相差不多，不再重算，取平均值： 5）计算蒸发硫酸盐黑液用的四效长管液膜式蒸发器。黑液处理量为14m3/h(密度为1158kg/m3),要求从25%浓缩到50%。料液流向为：3效4效1效2效，3效及1效的料液经预热至沸点。各效蒸发量之比可设为W1W2W3W4=11.111.1。加热蒸汽压强为202.6kpa（表压），末效真空度为76kpa。各效传热系数分别为K1=810/(m2), K2=1160W/(m2), K3=1160W/(m2)， K4=1280W/(m2)。原料液比热为3.77 kJ/() D=1857/h A=92解： 1243 X4X3X4D X2 查图： 加热