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_O答案：蒸發(fā)2、 真空蒸發(fā)的目的是為了 _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)可分為答案：單效蒸發(fā)，多效蒸發(fā)4、 蒸發(fā)是_答案：濃縮溶液5、 為了保證蒸發(fā)操作能夠正常進(jìn)行，必須不斷地向溶液供給答案：熱能，二次蒸汽6、 蒸發(fā)器由_答案：加熱室，蒸發(fā)室7、 蒸發(fā)操作屮所指的生蒸汽為 _答案：作為為熱源用的蒸汽，汽化的水蒸汽&料液在高于沸點下進(jìn)料時，其加熱蒸汽消耗量進(jìn)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

2、的單元操作。兩大部分組成。不斷移除。;二次蒸汽為溶液蒸發(fā)過程中沸點進(jìn)料時的蒸汽消耗量，因為此時料液10、丄業(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、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，其作用是排除發(fā)操作所要求的_O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： _ ,_答案：加壓、減壓、真空14、 標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器內(nèi)溶液循環(huán)的原因主要是由于溶液的_答案：受熱程度，密度差異15、 強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)

3、器內(nèi)溶液循環(huán)的原因主要是由于溶液在 _的循環(huán)。答案：外加機(jī)械，規(guī)定方向流動蒸發(fā)。單程型蒸發(fā)不同而引起作用下按所致。而造成16、答案：17、答案：18、答案：19、答案：是評價蒸發(fā)器性能的重要指標(biāo)。生產(chǎn)強(qiáng)度蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度是指一單位加熱室傳熱面積上單位時間內(nèi)所蒸發(fā)的溶劑量采用多效蒸發(fā)的目的是一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(jì)性。在多效蒸發(fā)屮，從前面幾效引出額外蒸汽，其目的是提高整個裝置的 經(jīng)濟(jì)程度20、 在蒸發(fā)操作屮，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(qiáng)設(shè)備保溫 二、選擇題1、 在蒸發(fā)操作屮，從溶液屮汽化出的蒸汽稱為（A:生蒸汽B:二次蒸汽C:額

4、外蒸汽2、關(guān)于蒸發(fā)，下列說法錯誤的是（A:蒸發(fā)操作是一個恒溫傳熱過程C:蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室構(gòu)成。答案：B答案：A:蒸發(fā)操作是一個變溫傳熱過程:蒸發(fā)操作可在真空條件下進(jìn)彳亍。D:不能確定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(shè)備的熱源）二次蒸蒸發(fā)室內(nèi)溶液的沸點（A:低于耳氣篦蠱虔。:高于在蒸發(fā)操作屮，若使溶液在（）cA：梅鯉減壓C:加壓答案：C列文式蒸發(fā)器屬于（）蒸發(fā)器A.:自繃醐潮;,強(qiáng)制；溶液沸點而增大蒸發(fā)器的有效溫度差。 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器屬于（A：自然循環(huán)B :強(qiáng)制循環(huán)8、 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是増夫什膜D :降膜A

5、.傳熱溫度差；B.加熱蒸汽壓力；）蒸發(fā)器。C.傳熱系數(shù)；D.傳熱面積；C:升膜D:降膜9、 蒸發(fā)熱敏性而不易于結(jié)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(biāo)準(zhǔn)式10、 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(jì)程度；C.生產(chǎn)能力11、 逆流加料的多效蒸發(fā)，宜用于處理粘度隨溫度和濃度（A.變化較大；B.變化較少；）12、 標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器適用于（。A :易結(jié)晶B :粘度大）的溶液。13、 對熱敏性及易生泡沫的稀溶液的懣琳變化D：無關(guān)A：屮央循環(huán)管式B：列文式）溶液的蒸發(fā)。易結(jié)垢宜采用（14、 平流加料的多效蒸發(fā)流程，濃縮液0.：在第C：效升月審在

6、未處：粘度15、 蒸發(fā)器的有效溫度差是指（A ：溫度封員失*C：汽溫度Z差16、 在蒸發(fā)操作屮，當(dāng)加熱蒸汽溫度一定時，水時的度差。器。A:大于B:等于C:小于D :降膜17、 蒸發(fā)裝置中，效數(shù)越多，溫度芒扌彌名各效D：在屮間某效A.越少；B.越大；C.不變D:歹能確定18、 下列各蒸發(fā)流程屮適用于處理蒸t過囁也儀啤韓垂&A:并流加料流程B:逆流加料流癌VC：19、 溫度差損失/的大小除與溶液種類和溶液E A:蒸發(fā)器的操作壓力B:蒸發(fā)器內(nèi)液柱C:加熱蒸汽壓力D:加熱蒸器的溫度D：不能確20、 采用多效蒸發(fā)是為了提高（）定）。A:完成液濃度B:蒸發(fā)器生產(chǎn)能力C: 熱蒸汽經(jīng)濟(jì)程度三、判斷題1

7、、 提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是增大傳熱面積。（答案：XD:逆流加料流程答案：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(yīng)的二次蒸汽的飽和汎度Z有關(guān)。 差。（）答案：X答案：在蒸發(fā)操作屮，由于溶液屮含量有溶質(zhì)，故其沸點必然低于純?nèi)軇┰谕粔毫ο碌姆悬c。答案：答案：XD:蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度4、5、6、7、3、(NifNif答案:答案:答案:答案;答案：答案：答案：答案：答案:答案:采用多效蒸發(fā)流程是為了提高完成液的濃度。 （ 答案：X5、并流加料流程中，傳熱系數(shù)逐效增大。（ 案：X4、Of嚴(yán)差答案：在相同壓力下蒸發(fā)純答案：C答案：B6、逆流加料多效蒸發(fā)流程是指原料液由末效加入，

8、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：X8、 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Z差，（）答案：“9、 在多效蒸發(fā)中，后一效蒸發(fā)器的加熱室相當(dāng)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(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器。（）答案：X11、 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：X12、 蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸汽的溫度即溶液的沸點。（）答案：X13、 蒸發(fā)過程，二次蒸汽的溫度高于溶液的沸點溫度。（）答案

9、：X14、 蒸發(fā)過程中，有結(jié)晶析出的或易結(jié)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：X17、 多效蒸發(fā)中，各加料流程后效的操作壓強(qiáng)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：X19、 并流加料蒸發(fā)流程屮，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(qiáng)差，不需用泵輸送，能量消耗小。（）答案：X三、簡答題仁蒸發(fā)過程屮引起溫度差損失的原因有哪些？答：蒸發(fā)過程屮引起溫度差損失的原因有：（1）溶液屮溶質(zhì)的存

10、在使蒸汽壓下降，沸點升高（2）加熱管內(nèi)液柱靜壓強(qiáng)引起（3）管道流體阻力導(dǎo)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(qiáng)的蒸汽或廢蒸汽作為熱源。（2）溶液的沸點隨所處的壓強(qiáng)減小而降低，故 對相同壓強(qiáng)的加熱蒸汽而言，當(dāng)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、 多效蒸發(fā)屮

11、，在冷冷凝器后使用真空泵的目的是什么？答：多效蒸發(fā)屮，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。在工業(yè)生產(chǎn)屮采用多效蒸發(fā)的目的是什么？答：在工業(yè)生產(chǎn)屮采用多效蒸發(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(jì)性。6、蒸發(fā)過程的特點有哪些？5、答：蒸發(fā)過程的特點是：（1）蒸發(fā)是一種分離過程，可使溶液屮的溶質(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汽化，其

12、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?；在相?壓強(qiáng)下，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)答：1求W過程所需的設(shè)備和操作方式也隨Z有很大的差異。7、工業(yè)生產(chǎn)屮常用的多效蒸發(fā)流程有哪些？答：工業(yè)生產(chǎn)屮常用的多效蒸發(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

13、熱蒸汽用，從而提高了加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì) 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(yuǎn)小于單效蒸發(fā)。&何謂蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力？何謂蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度？怎樣提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度。&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(qiáng)下水的沸點Z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）由于加熱管屮液柱高度所致（3）由于二次蒸汽從分離

14、室流至冷凝器的流動阻力所致。9、 蒸發(fā)時，溶液的沸點比二次蒸汽的飽和溫度髙的原因是什么？答：主要原因是由于溶液屮含有不揮發(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 沸點高于純水的沸點。10、多效蒸發(fā)屮，“最后一效的操作壓強(qiáng)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(qiáng)是根據(jù)工藝操作要求，料液的特性，經(jīng)濟(jì)效果等應(yīng)方面而定的。最 壓強(qiáng)是由后面冷凝器的真容度確定的，真空度太高時，導(dǎo)致冷凝器的 困難，11、答案：壓下溶液的卩太低,后一效操作冷凝這是決定最后一效的操作壓強(qiáng)時應(yīng)考濾的。屮央循環(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？（1）主要由加熱室和蒸

15、發(fā)室兩部分組成。（2）加熱室由直立的加熱管束組成，在管束屮央有一根直徑較大的管了一屮央循環(huán)管。加熱室的作用是向溶液供給熱能，使溶劑氣化。由于屮央循環(huán)管與其它加熱管了的截面不等，即溶液在管內(nèi) 受熱程度不同，形成密度差異。溶液在屮央管下降，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)操作屮，降低單位蒸汽蒸汽消耗量的主要方法有哪些？答：蒸發(fā)操作屮，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(qiáng)設(shè)備保溫13、蒸發(fā)操作屮，加熱蒸汽放出的熱量主要有哪些用途？答：蒸發(fā)操作屮，加熱蒸汽放出的熱量主要用于：（1）二次蒸

16、汽氣化所需的潛墊（2）預(yù)熱原料液（3）補(bǔ)償蒸發(fā)器的熱損失。四、計算題1 10噸/h、23C的11.6%（質(zhì)量%NaOHK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），若溫度差損失刀=11 C,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(shè)熱損失為理論耗熱的W%P大=100kPa） O附：飽和水蒸汽的性質(zhì)壓力kN.m20.26100.00121.56221.5660.5099.60105.10123.20溫度c2610.302670.302684.

17、702713.70蒸氣焙kJ.kg汽化潛熱kJ.kg2355.002259.502245.402196.30116)=3660 (kg/h )18.3求D及D/wD =w x( i -Ct) +F X C (t -t )+Q由P =20.26kPa查表得T而t =T+=60.5+1仁71.5 C/Lr =2355kJ/ kg=60,50 CQ=0.1wxr +FXC(t t)D =3660 x( 2610.3-3.7 x 71.5 )+10X 10 x 3.7(71.5-23) x 1.1/2196.3 =5199.62kg/hD /W=5199.62/3360=1.5472、每小時要將2噸6

18、%勺NaCI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(jìn)料溫度為20 C,加熱蒸氣壓力為壓)。已知在此操作條件下的溫度差損失刀若蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K=800kN.m .K附：飽和水蒸氣的性質(zhì)250 kN.m(絕=14C,試求：(1)加熱蒸氣消耗量為多少kg.h?,則需傳熱面積為多少壓力kN.m溫度c蒸氣焙kJ.kg汽化潛熱kJ.kg5081.22644.32304.510099.62670.32259.5250127.22719.72185.4350138.82736.12152.34求DD=wx( i-Ct) +Fx C (t-t

19、 )+Q/(r)W=F(1 (X /X)=2x10(1 6/30)： =1600kg/h由=50kN.m查表得：r* =2304.5kJ/kgT* = 81.2c答:m ?=250 kN.m查表得：r =2185.4 kJ/kgT=127.2 C=T*+=81.2+14=95.2 CQ=0.1 D rD =1600 x( 2644.3-4 x 95.2 ) +2000 x 4(95.2 )/2185.4=1932.5 kg/h2求AA=Q/(k-A t)Q=D r =1932.5 x 2185.4=4765330Kj/h=1173 kw t =T t =127.2 95.2=32 C2 2K=

20、800w/ (m.K)A=(1173x10)/(800 x 32)=45.8m3、某廠用一單效蒸發(fā)器將10t/h、60 C的10%NaOI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2026kPa(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， =5C,傳熱系數(shù)K=1400w/(m- .K),器內(nèi)溶液的平均密度為1176kg.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

21、多少m ?附：飽和水蒸氣的性質(zhì)壓力kPa40.5250202.6答：W=F1由PP而t(1 -求D溫度C氣化潛熱7681 22304.5121 2201.0kJ/.kg蒸汽焙kJ ./kg2790.22587.62709.2求W/XD=40.52 kPa=202.6kPa=T + )=10 x10=(wx (i-ct查表得：r查表得：r+(1 10/20 ) =5000kg/.h )+F X Cp(t t=2319.5 kJ/kg, T=2201.0 kJ/kgJ)+Q/r=76 C=121 C/ P，二P*+pgL/2=40.52 X10=4744.2 kPa查表得；r =78.6 CA =

22、78.6-76=2.6 Ct =76+5+2.6=83.6 C D =5000 X( 2790.2-3.77 X 83.6 )+10X10 =6065kg/h(3)求A A=Q/K. A t =(6065 X 2201 X 1000)/3600 X 1400 X (121 -83.6) =70.8m+(1176 X9.81 X1.2)/2X 3.77(83.6-60)+83700/22014、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eiOmmHg已知該溶液在此真空度下的沸點

23、為70C,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(jìn)料時，單位蒸汽消耗量為多少？(忽略溶液沸點升高)(設(shè)熱損失為加熱蒸汽放出熱量的5% ;( 3)當(dāng)K=1400w/加熱面積需多少m?當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa。附：飽和水蒸汽性質(zhì)-D =(W*r )/(0.95r)-D / W=r / (0.95r)P*=(760-610) X 101.3/760=20kPa查表知：r =2355 kJ/.kg/ P =196.2+101.3=297.5kPa查表得：r=2169Kj/.kg,T=133C答： ( D ) / (W = (2355)

24、 / (0.95 X 2169)=1.143(3)求A, A= (Q/(心t)而Q=D .r =1.143 X 5000 X 2169=12395835kJ/.h而Q =0.05D. r A=(12395835X10)/3600 X 1400(133-70)=39.04m5、在單效真空蒸發(fā)器屮，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 C,估計溶液的溫度差損失=7Co蒸發(fā)室的操作壓強(qiáng)為20kPa(絕壓)，加熱蒸汽采用壓強(qiáng)為196.2kPa(絕壓)，蒸汽冷凝水在飽和溫度下排出。假設(shè)總傳熱系數(shù)為1000W.

25、/ (nf.K),熱損失可忽略，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽閘OOkPao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C汽化潛kJ/.kg蒸汽焙kJ/.kg2060.123552606.4120104.52246.82684.3196.212022052708.9296.2132.821702726答(1)求DD =w (i-ct), +F-c(t+t )+Q/r壓力kN.m溫度C汽化潛熱kJ.kg2060.1235581.393.62274196.21202205297.51332169求FF=W/ (1-X/X)=5000/(1-12/60)=40

26、00kg./h(2)求D/WT沸點進(jìn)=tW由P=20kPa查表得：P=196.2kN.mT而t=+Q=0D =8000 X( 2606.4-3.6 X67.1 ) +10000 X (67.1-31)/2205 =9168kg/.h求A,A=Q/(K % t)=(9168 X 2205X 1000)/3600 X 1000(120 -67.1)=106.2m6、某食品廠準(zhǔn)備選用一個真空蒸發(fā)器，將每小時=F(1 -X /X )=10000(1 -10/50)=8000kg/.hr* =2355kJ./kg =60.1 C查表得：r =2205 kJ ./kg=120C =.60.1+7=67.1

27、 C1500kg的牛奶從濃度15%濃縮到50%(均為質(zhì)量。采用沸點進(jìn)料，已知加熱蒸汽為115C,而冷凝器內(nèi)的蒸汽溫度為61 C,蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K=1160w/ (.m- .K),經(jīng)計算各項溫度差損失為：=1.5，=3.5， 性1 C。蒸發(fā)器的散熱損失為加熱蒸汽放出熱量的5%溶液比熱3.6kJ.kg。試求：(1)成品量為多少kg/.h ?(2)加熱蒸汽耗量為多少kg./h ?(設(shè)冷凝水在飽和溫度下排出)；(3 )需多大傳熱面積？性)+FX Cp(t -t)+Q/(r)=1500(1-15/50)=1050kg.h查表知：r=2221kJ./kg冷凝器內(nèi)蒸汽溫度61 Cr=T冷-z-=61-1=

28、60 c溶液的沸點t=T + + =6.0+1.5+3.5=65 C沸點進(jìn)料，t=tQ=0.05DXrD=(wX(i-ct)/(0.95r)=(1050 X( 2606.3-3.6 X 65) /(0.95 X 2221 )=1180kg./h(3 )求A , A=Q/(k XA t )=(D X r )/K仃-t) A=(1180 X 2221 X 10)/3600 X 1160(115-65)=12.6m7、某食品廠準(zhǔn)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/ ( mK),加熱蒸汽的溫度采用115C(其汽化潛熱為22

29、21kJ/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 C,二次蒸汽的汽化潛熱為2359kJ./kg,采用沸點進(jìn)料，經(jīng)計算知：=0.7，=0；熱損失相當(dāng)于蒸發(fā)器傳熱量的5%問：(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FF=W/ (1 -X /X ) / Q=A.K(T -t)而t =T +A + A =57.3+0.7+0=58 CQ=5X 1500(115-58)=427500w沸點進(jìn)料-Q=Dr =W( i-Cpt) +Q損Wr+Q損W=0.95Q)/r*=(0.95 X 427500)/(2359 X10)=0.172kg.

30、/s=619.8kg/.hF=619.8/(1 12/28)=1084.65kg/.h(2)求DD=Q/r = (427500 X 3600) / (2221 X 1000)=69293kg./h&將7%的某種水溶液在常壓單效蒸發(fā)器屮連續(xù)濃縮到24%原料液的溫度為20Co估計出因蒸汽壓下降引起的溫度差損失為3.5 C,因靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失為3C,因流體阻力引起的溫度差損失為1C。加熱蒸汽壓強(qiáng)為2kgf/cm(表壓)。蒸發(fā)器的傳熱面積為43m。試求完成液量。假 設(shè)蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1100 W/ ( mf.K)o熱損失為蒸發(fā)器傳熱量的5%已知1大氣壓及3kgf/cm 2時水蒸汽飽和

31、溫度分別為100C及132.9 C,蒸汽焙分別為2677.2kJ/kg及2728.12kJ/kgo外界大氣壓為1大氣壓答：溶液的沸點t=+*=100+3.5+3=106.5C溶液的比熱Cp=4.187(1-X)=4.187X (1-0.07)飽和水八、*汽溫度C絕對壓力kPa汽化潛熱kJ/.kg蒸汽焙kJ/.kg6019.922355.12606.36525.012343.42615.6115120.02221.02702.5125232.12193.12716.5：(1)求(F WF-W=F.(X(2)求DD =wX (i-ct/ W=F(1-X/X由T=115C)/(X)=1500X(15

32、)/(50)=450kg.h=3.894kJ./(kg. K)由傳熱速率方程式知：Q=KA(T-t)=1100X43X(132.9 106.5)=1249000W由熱量衡算知：0=1.05( FCp(t t)+w (i-Cpt)其中W=F(1X/X)=F(1 0.07/0.24)=0.71 F故1.05F X 3.894 X (106.5 20)+0.71 F X( 2677.2-3.894 X 106.5) X 1000/3600=1249000解得F=2204 kg/.h完成液量為F W=2204- 0.71 X 2204=639.2 kg./h9、 在單效真空蒸發(fā)器屮，將流量為lOOOO

33、kg.h的某水溶液從10%連續(xù)濃縮至50%原料液溫度 為31C。估 計溶液沸點升高為7C,蒸發(fā)室的絕對壓強(qiáng)為0.2kgf/cm。加熱蒸汽壓強(qiáng)為2kgf/cm(絕壓)，其冷凝水出口溫度為79Co假設(shè)總傳熱系數(shù)為求加熱蒸消耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闉?9.7 C,汽化潛熱為2356kJ/.kg及焙2605.45kJ./kg ;2206kJ/.kg及焙為2708 kJ/.kg。答：溶液沸點t=T + =59.7+7=66.7 C蒸發(fā)量W=F(1 (X/X )=10000(1 (0.1/0.5)溶液的比熱Cp=4.187(1 -由蒸發(fā)器的熱量衡算式知：Q=F Cp(t一t )+w(i-Cpt

34、) +Q損=10000 X 3.77 X (66.7 31 )+800 X( 2605.45-3.77 X 66.7 )=3.229 X 10 kJ/kg =8.9697 XIOw由傳熱速率方程式知傳熱面積為：A=Q/ ( KCr t)=8.9697X10 / ( 1000X(119.6 66.7) =16.96m加熱蒸汽量D=Q/ ( HCt)X10/(2708 4.187X79)XIOkg /h10、 某真空蒸發(fā)器屮，每小時蒸發(fā)10000kg濃度為8%勺NHNG水溶液。原料液溫度為75 Co蒸發(fā)室壓強(qiáng)為0.4 kgf./cm 2(絕壓)。加熱蒸汽壓強(qiáng)為2kgf/cm ?(絕壓)。若要求完成

35、液濃度為425%,試求蒸發(fā)器的傳熱面積和加熱蒸汽量。假設(shè)：2、熱損失為總傳熱量的3% 3、忽略靜壓強(qiáng)影響；107C,即常壓下因蒸汽壓下降引起的溫度差損失蒸發(fā)水量W=F( 1 X /X ) =10000X(1 0.08/0.425 )=8120 kg/.h蒸發(fā)器傳熱量Q=1.03 ( FCp(t - t)+ w(i-Cpt)=1.03 ( 10000 X 3.852 X (81.3 75) + 8120 X (2635-3.852 X 81.3)=1.967X10kJ/h=5.464 XIOw傳熱面積A =Q/K (T- t)1000 w/ ( .m .K),熱損失可忽略。試1 kgf/.cm o已知0.2kgf./cm時蒸汽飽和溫度2kgf./cm時蒸汽飽和溫度為119