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,加热室用0MPa表压)的饱和蒸汽加热,求传热的有效温差 单效燕发计算 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2000w(m2·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20%(质量)的盐溶液,在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至30%。蒸发器的传热面为697m2,加热 蒸汽为l10℃饱和水蒸汽。加料量为4s00kg/h,料液的比热Cρ=4100J/(kg·℃)。因是稀溶液,沸点升高可以忽略,操作在 atm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? 多效燕发 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.kPa(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=2840W(m2·K) K2=1990W/(m2·K):K=1420W(m2·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2000g/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418kJ/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K1= 2000/(m2·K):K2=1500W(m2·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?
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/m3 , 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/( m2 ·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 m2 ，加热 蒸汽为 110℃饱和水蒸汽。加料量为 4500kg/h, 料液的比热 CP=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 K1=2840W/(m2 ·K)； K2=1990W/(m2 ·K)；K3=1420 W/(m2 ·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 K1 = 2000W/(m2 ·K) ； K2 =1500W/(m2 ·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? 290
