化工原理课后习题解析(第五章)

1、第5章 蒸发5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为，浓度由15%（质量）浓缩到70%（质量）。试求每小时蒸发水量和完成液量。（答：，）解：蒸发水量； 完成液量。5-2、固体NaOH的比热容为，试分别估算NaOH水溶液浓度为10%和25%时的比热。 （答：，）解：浓度的溶液：； 浓度的溶液： 。5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理 NaOH水溶液，溶液浓度由15%（质量）浓缩到25%（质量）。加热蒸汽压力为（绝压），冷凝温度下排出。分别按20加料和沸点加料（溶液的沸点为113）。求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。假设蒸发器的热损失可以忽略不计。（答：、，、）解：蒸发水量

2、， 时蒸气的潜热， 溶液的比热， 原料于加入 二次蒸气的焓 ； 沸点加料 。5-4、传热面积为52m2的蒸发器，在常压下每小时蒸发2500kg浓度为7%（质量）的某种水溶液。原料液的温度为95，常压下的沸点为103。完成液的浓度为45%（质量）。加热蒸汽表压力为。热损失为W。试估算蒸发器的总传热系数。（答：）解：查得时水蒸气饱和温度为，时水蒸气的潜热为， ， ， 由传热方程及热量衡算式得： 解得：。5-5、已知25%（质量）的NaCl水溶液在压力下的沸点为107，在绝对压力下的沸点为65.8。试利用杜林规则计算此溶液在绝对压力下的沸点。（答：） 解：由，常压下水的沸点为， 查表得：下水的沸点为

3、， 下水的沸点为， ， ， 解得：。5-6、试计算浓度为30%（质量）的NaOH水溶液，在450mmHg（绝压）下由于溶液的蒸汽压降低所引起的温度差损失。 （答：）解：查表得：下蒸气饱和温度为， 溶液的沸点为， 因溶液沸点升高引起的温度损失，即由蒸气压降低引起的温度损失， 。5-7、某单效蒸发器的液面高度为2m，溶液的密度为。试通过计算比较在下列操作条件下，因液层静压力所引起的温度差损失：操作压力为常压；操作压力为330mmHg（绝压）。 （答：，）解：液层， 二次蒸气压力为常压时： ， 常压下水的沸点为，在压力下水的沸点为， 因液层静压力引起的温度损失； 二次蒸气压力为时： ， 下水的沸点为

4、，在压力下水的沸点为， 因液层静压力引起的温度损失。5-8、用单效蒸发器浓缩CaCl2水溶液，操作压力为，已知蒸发器中CaCl2溶液的浓度为40.83%（质量），其密度为。若蒸发时的液面高度为1m。试求此时溶液的沸点。 （答：）解：蒸发器中平均静压力差： ， 常压下， ， ， 查表得溶液（下）， 。5-9、在单效蒸发器中，每小时将5000kg的NaOH水溶液从10%（质量）浓缩到30%（质量），原料液温度50。蒸发室的真空度为500mmHg，加热蒸汽的表压为。蒸发器的传热系数为。热损失为加热蒸汽放热量的5%。不计液柱静压力引起的温度差损失。试求蒸发器的传热面积及加热蒸汽消耗量。当地大气压力为。

5、（答：，）解：， 真空度，绝对压力为， 查表得：在下水的沸点为， 溶液的沸点为，溶液比热，时蒸气的焓为， ， 在下饱和蒸气的温度为， 传热面积, 加热蒸气耗量。5-10、用单效蒸发器处理NaNO3溶液。溶液浓度为5%（质量）浓缩到25%（质量）。蒸发室压力为300mmHg（绝压），加热蒸汽为（表压）。总传热系数为，加料温度为40，原料液比热容为，热损失为蒸发器传热量的5%。不计液柱静压力影响，求每小时得浓溶液2吨所需蒸发器的传热面积及加热蒸汽消耗量。（答：，）解：蒸发室压力， 查表得：下水蒸气的饱和温度为， 溶液在常压下沸点上升为， 在下饱和蒸气的温度为， 溶液的沸点， 蒸发器的传热量 ， 传热面积 加热蒸气耗量。5-11、在一单效蒸发器中与大气压下蒸发某种水溶液。原料液在沸点105下加入蒸发器中。若加热蒸汽压力为（绝压）时，蒸发器的生产能力为（以原料液计）。当加热蒸汽改为（绝压）时，试求其生产能力。假设总传热系数和完成液浓