《05化工原理第五章习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《05化工原理第五章习题答案（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为kg3000，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：1hkg2357，1h43kg6 ）解：蒸发水量10 hkg2357)70.015.01(3000)1( = xxFW；完成液量1hkg64323573000 =WF。5-2、固体NaOH的比热容为11KkgkJ31.1 ，试分别估算NaOH水溶液浓度为10%和25%时的比热。（答：11KkgkJ77.3 ，11Kkg.47kJ3 ）解：%10浓度的NaOH溶液：11KkgkJ7.3)1.01(183.4)1( = xcc w；%25浓度的NaOH溶液：
2、11KkgkJ47.325.031.1)25.01(183.4)1( =+=+= xcxcc w质。5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理kg2000NaOH水溶液，溶液浓度由15%（质量）浓缩到25%（质量）。加热蒸汽压力为92kPa3（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13）。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：1hkg1160、45.1，1h50.9kg8 、06.1）解：蒸发水量110 hkg800)25.015.01(2000)1( = xxFW，92kPa3时蒸气的潜热1kgkJ2132=r，NaOH溶液的
3、比热11KkgkJ56.3)15.01(183.4)1( = xcc w，原料于C20加入二次蒸气的焓1kgkJ26701hkg11602132 2056.32000267080011356.3)8002000( =+=D 45.18001160=WD；沸点加料1hkg9.8502132 11356.32000267080011356.3)8002000( =+=D 06.18009.850=WD。5-4、传热面积为52m2的蒸发器，在常压下每小时蒸发250kg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96kPa1。
4、热损失为100W。试估算蒸发器的总传热系数。（答：12KmW936）解：查得96kPa1时水蒸气饱和温度为C9.132，atm1时水蒸气的潜热为1kgkJ2258，110 hkg2111)45.007.01(2500)1( = xxFW，11KkgkJ894.3)07.01(183.4)1( = xcc w，由传热方程及热量衡算式得：损QWttFcttKA r+= )()( 011211000010225836002111)95103(10894.336002500)1039.132(52 33 +=K解得：12KmW936=K。5-5、已知25%（质量）的NaCl水溶液在kPa3.101压力
5、下的沸点为107，在9.6kPa1绝对压力下的沸点为65.8。试利用杜林规则计算此溶液在9kPa4绝对压力下的沸点。（答：C48.87）解：由Ktt tt WW AA =，常压下水的沸点为C100，查表得：9.6kPa1下水的沸点为C7.59，9kPa4下水的沸点为C9.80，022.11007.591078.65 = K，022.11009.80107= KtA，解得：C48.87=At。5-6、试计算浓度为30%（质量）的NaOH水溶液，在450mHg（绝压）下由于溶液的蒸汽压降低所引起的温度差损失。（答：C5.19）解：查表得：m m Hg450下蒸气饱和温度为C5.85，NaOH%30
6、溶液的沸点为C105，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，C5.195.85105 =。5-7、某单效蒸发器的液面高度为2m，溶液的密度为3mkg1250。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30mHg（绝压）。（答：C8.2，C9.5）解：液层2gLppm +=，二次蒸气压力为常压时：Pa10136.12 28.9125010013.1 55 =+=mp，常压下水的沸点为C100，在mp压力下水的沸点为C8.102，因液层静压力引起的温度损失C8.21008.102 = pp ttm；二次蒸气压力为m m Hg33
7、0时：Pa10625.52 28.9125010013.1760330 45 =+=mp，m m Hg330下水的沸点为C4.78，在mp压力下水的沸点为C3.84，因液层静压力引起的温度损失C9.54.783.84 =pp ttm。5-8、用单效蒸发器浓缩CaCl2水溶液，操作压力为2mkN3.101，已知蒸发器中CaCl2溶液的浓度为40.83%（质量），其密度为3m340kg1 。若蒸发时的液面高度为1m。试求此时溶液的沸点。（答：C122）解：蒸发器中平均静压力差：Pa65722 18.913402 = gLp，常压下C100=pT，Pa1008.1657210013.1 55 =+=
8、p，C102=pT，C210102 = pp TT，查表得2CaCl%83.40溶液C20=（atm1下），C1220210 =+=t。5-9、在单效蒸发器中，每小时将500kg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50mHg，加热蒸汽的表压为kPa23.39。蒸发器的传热系数为-12KmW2000 。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01.3kPa1。（答：2m25.71，1h960kg3 ）解：110 hkg3333)3.01.01(5000)1( = xxFW，
9、真空度m m Hg500，绝对压力为34655Pam m Hg260500760 =，查表得：在34655Pa下水的沸点为C5.70，溶液的沸点为C92，溶液比热11KkgkJ77.3)1.01(183.4)1( = xccw，C5.70时蒸气的焓为1kgkJ2621，( ) ( )347262436003333509277.33600500095.0 +=Q W10451.2 6=Q，在kPa53.041下饱和蒸气的温度为C2.109，传热面积( ) 23 m25.71922.1092000102451=A ,加热蒸气耗量1136 hkg3960skg10.110223410451.2 =D
10、。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30mHg（绝压），加热蒸汽为9.2kPa3（表压）。总传热系数为-12KmW2170 ，加料温度为40，原料液比热容为11Kkg.77kJ3 ，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：28.0m8，1hkg4549 ）解：蒸发室压力40kPam m Hg300=P，查表得：40kPa下水蒸气的饱和温度为C75，1kgkJ2312=r，3NaNO%25溶液在常压下沸点上升为C46.3，在kPa5.041下饱和蒸气的温度为C2
11、.109，溶液的沸点C46.7846.375 =+=t，蒸发器的传热量( ) 95.021 rp WttFcQ +=( ) ( ) 95.023122000100004046.7877.35252000 +=Q W1086.5hkJ1011.2617 = ，传热面积( ) 26 m0.8846.782.10921701086.5 =A加热蒸气耗量17 hkg944522341011.2 =D。5-1、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kPa245（绝压）时，蒸发器的生产能力为1hkg1200（以原料液计）。当加热蒸汽改为43.2kPa3
12、（绝压）时，试求其生产能力。假设总传热系数和完成液浓度均不变化，热损失可以忽略。（答：1h860kg1 ）解：查表得：kPa245下蒸气饱和温度为C25.126，43.2kPa3下蒸气饱和温度为C9.137，由传热方程，列出下列比例式：646.01059.13710525.126)( )( =baba tTKA tTKAQQ，上式中，a开始情况，b蒸气压力变化后情况又646.0111010 = babababa FFxxF xxFrWrWQQ， 1hkg1860646.01200 =bF。这章的习题涉及到很多饱和水蒸气在不同压力下的饱和温度和比汽化焓的值，所以在课本的附录中应该加入“饱和水蒸气的物理性质（按压力排列）”的数据表。
