第四章 《 蒸发》.doc

第四章蒸发1、用一单效蒸发器将2500kg/h的NaOH水溶液由10%浓缩到25%（均为质量百分数），已知加热蒸气压力为450kPa，蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115，比热容为3.9kJ/(kg)，热损失为20kW。试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。（）进料温度为25；（2）沸点进料。解：（1） 求水蒸发量W应用式（4-1）（2）求加热蒸汽消耗量应用式（4-4）由书附录查得450kPa和115下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8和2701.3kJ/kg则进料温度为25时的蒸汽消耗量为：单位蒸汽消耗量由式（4-5a）计算，则 原料液温度为115时单位蒸汽消耗量 由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1 kg水所消耗的加热蒸汽量愈少。2、试计算30%（质量百分数，的NaOH水溶液在60 kPa（绝）压力下的沸点。解： T查 蒸汽在600kPa下的饱和温度为85.6，汽化潜热为2652kJ/kg由式（4-9） 可求其中 f由式（4-10）求得，即 查附录 为160 则 =160-100=60 即 3、在一常压单效蒸发器中浓缩CaCl2水溶液，已知完成液浓度为35.7（质分数），密度为1300kg/m3，若液面平均深度为1.8m，加热室用0.2MPa（表压）饱和蒸汽加热，求传热的有效温差。解：确定溶液的沸点t1 (1)计算查附录 p=101.3kPa, T=100,r=2677.2 kJ/kg查附录 常压下35%的CaCl2水溶液的沸点近似为 (2)计算 查附录 当pav=1.128103kPa时,对应的饱和蒸汽温度 Tpav=102.7 (3)取(4)溶液的沸点 则传热的有效温度差为：0.4MkPa（表压）饱和蒸汽的饱和蒸汽温度 T=133.4、用一双效并流蒸发器将10%（质量，下同）的NaOH水溶液浓缩到45%，已知原料液量为5000kg/h，沸点进料，原料液的比热容为3.76kJ/kg。加热蒸汽用蒸气压力为500 kPa（绝），冷凝器压力为51.3kPa，各效传热面积相等，已知一、二效传热系数分别为K1=2000 W/(m2K)，K=1200 W/(m2K)，若不考虑各种温度差损失和热量损失，且无额外蒸汽引出，试求每效的传热面积。解：（1）总蒸发量由式（4-24）求得 （2）设各效蒸发量的初值，当两效并流操作时 又 再由式（4-25）求得 （3）假定各效压力，求各效溶液沸点。按各效等压降原则，即各效的压差为： kPa故 p1=500-224.4=275.6 kPa p3=51.3kPa查第一效p1=275.6 kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度 T1=130.2，其r1=2724.2 kJ/kg查第二效p2=51.3 kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度 T2=81.8，其r2=2645.3 kJ/kg查加热蒸汽p=500kPa下, 饱和温度T=151.7,r=2752.8 kJ/kg（4）求各效的传热面积，由式（4-33）得 因不考虑各种温度差损失和热损失，且无额外蒸汽引出，故加热蒸汽消耗 m2 m2(5) 校核第1次计算结果，由于A1A2 ，重新计算。1）A1=A2=A调整后的各效推动