第 七 章 习 题
物料衡算
1,在一套三效蒸发器内将2000kg/h的某种料液由浓度10%(质量,下同)浓缩至40%。设第二效蒸出的水量比第一效多
15%,第三效蒸出的水量比第一效多30%,求总蒸发量及各效溶液的浓度。
温度差损失
2,完成液浓度30%(质量)的氢氧化钠水溶液,在压强为60kPa(绝压)的蒸发室内进行单效蒸发操作。器内溶液的深度为2m,溶液密度为1280kg/m
3
,加热室用0.1MPa(表压)的饱和蒸汽加热,求传热的有效温差。
单效蒸发计算
3,在单效蒸发器中,每小时将5000kg的氢氧化钠水溶液从10%(质量,下同)浓缩到30%,原料液的温度为50℃,蒸发室的真空度为67kPa,加热蒸汽的表压为50kPa。蒸发器的传热系数为2000 W/( m
2
·K)。热损失为加热蒸汽放热量的5%。
试求蒸发器的传热面积和加热蒸汽的经济性。
设由于溶液静压强引起的温度差损失可不考虑。当地大气压为101.3kPa。
4,浓度为2.0%(质量)的盐溶液,在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至3.0%。蒸发器的传热面为69.7 m
2
，加热蒸汽为110℃饱和水蒸汽。加料量为4500kg/h,料液的比热C
P
=4100J/(kg·℃)。因是稀溶液,沸点升高可以忽略,操作在
1atm下进行。
(1) 计算蒸发的水量及蒸发器的传热系数；
(2) 在上述蒸发器中,将加料量提高至6800kg/h,其它操作条件(加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压强)不变时,
可将溶液浓缩至多少浓度?
多效蒸发
5,一并流操作的三效蒸发器用以浓缩水溶液,加热蒸汽为121℃饱和水蒸汽,末效蒸发室的操作压强为26.1kPa(绝压)。原料预热至沸点加入第一效内,料液的浓度很低,沸点升高可以不计。各效蒸发器的传热系数为K
1
=2840W/(m
2
·K)；
K
2
=1990W/(m
2
·K)；K
3
=1420 W/(m
2
·K)。各效传热面相等,试作某些简化假定以估计各效溶液的沸点。
6,有一双效并流蒸发装置。已知某水溶液的加料量为2000kg/h,料液浓度为5%(质量,下同),设各效溶液的比热容均近似取为4.18kJ/(kg·℃),且不随温度和浓度而变。进料温度为93℃，完成液浓度为45%,加热蒸汽温度为20℃,汽化潜热为2205kJ/kg 。 第二效二次蒸汽的温度为53℃ 。 各效传热面积相等 。 已知各效传热系数分别为 K
1
=
2000W/(m
2
·K) ； K
2
=1500W/(m
2
·K)。设各种温度差损失、热量损失均不考虑。冷凝液在冷凝温度下排出,且无额外蒸汽引出。试求每效的传热面积。
第 七 章 思 考 题
1,蒸发操作不同于一般换热过程的主要点有哪些?
2,提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪? 降低单程汽化率的目的是什么?
3,为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域?
4,提高蒸发器生产强度的途径有哪些?
5,试分析比较单效蒸发器的间歇蒸发和连续蒸发的生产能力的大小。设原料液浓度、温度、完成液浓度、加热蒸汽
压强以及冷凝器操作压强均相等？
6,多效蒸发的效数受哪些限制?
7,试比较单效与多效蒸发之优缺点?
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