《化工原理》课程教学资源（习题解答）蒸发习题解1

习题 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20m溶液密度为1500kgm3, 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℃ 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930Wm2℃)。求溶液的最终浓度和加 热蒸汽消耗量。[21.5%2.32×103kg/h 3)需要将350kgh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930Wm2℃),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?[43kPa] 4)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22700kg/h,原料 液温度40℃,比热取419kJ/kg℃)。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K=2840(m2℃,K2=1700Wm2℃,K=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) [9551kgh183m] 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1158kgm3),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W1:W2:W3:W=1:1.1:1:1.1。加热蒸汽压强为2026kpa(表压),末效真空度为76kpa。各 效传热系数分别为K=810(m2℃),K2=1160W(m2℃),K=1160Wm2℃),K=1280W(m2℃)。原料液比 热为3.7kJ/kg℃)[D=1857kghA=92m

习 题 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℃] 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 50m 2，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% 2.32×103 ㎏/h] 3）需要将 350kg/h 的某溶液从 15%蒸浓至 35%，现有一传热面积为 10m 2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] 4）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 ㎡] 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 14m 3 /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 W1︰W2︰W3︰W4=1︰1.1︰1︰1.1。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 ㎡]