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1、学习必备欢迎下载第 5 章蒸发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10hkg2357)70. 015. 01(3000)1(xxFW;完成液量1hkg64323573000WF。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:11KkgkJ77.3)1 .01(183.4)1 (xcc
2、w;%25浓度的NaOH溶液:11KkgkJ47. 325.031. 1)25.01(183.4)1 (xcxccw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113) 。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110hkg800)25.015.01(2000)1(xxFW,9 2 k Pa3时蒸气的潜热1kg
3、kJ2132r,NaOH溶液的比热11KkgkJ56.3)15.01 (183.4)1(xccw,原料于C20加入二次蒸气的焓1kgkJ26701hkg116021322056.32000267080011356.3)8002000(D45.18001160WD;沸点加料1hkg9.850213211356.32000267080011356.3)8002000(D06.18009.850WD。5-4、传热面积为52m2的蒸发器,在常压下每小时蒸发2500kg 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96kPa
4、1。热损失为110000W 。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1kgkJ2258,110hkg2111)45.007.01(2500)1 (xxFW,11KkgkJ894.3)07.01 (183.4)1(xccw,由传热方程及热量衡算式得:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页学习必备欢迎下载损QWttFcttKAr)()(011211000010225836002111)95103(10894.336002500)1039
5、.132(5233K解得:12KmW936K。5-5、 已知 25%(质量)的 NaCl 水溶液在kPa3 .101压力下的沸点为107,在9 . 6 k P a1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KttttWWAA,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 .65K,022.11009.80107KtA,解得:C48.87At。5-6、试计算浓度为30% (质量)的NaOH 水溶液,在450mmHg (绝压)下由于溶
6、液的蒸汽压降低所引起的温度差损失。(答:C5 .19)解:查表得:mmHg450下蒸气饱和温度为C5 .85,NaOH%30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330mmHg (绝压)。 (答:C8 .2,C9.5)解:液层2gLppm,二次蒸气压力为常压时:Pa10136.1228.9125010013.155mp,常压下水的沸点为C100,在mp压力下水的沸点
7、为C8 .102,因液层静压力引起的温度损失C8 .21008.102ppttm;二次蒸气压力为mmHg330时:Pa10625.5228.9125010013.176033045mp,m m H g3 3 0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 .783.84ppttm。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:Pa6572218.
8、913402gLp,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页学习必备欢迎下载常压下C100pT,Pa1008.1657210013.155p,C1 0 2pT,C2100102ppTT,查表得2CaCl%83.40溶液C20(atm1下) ,C122202100t。5-9、在单效蒸发器中,每小时将5000kg 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500mmHg ,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
9、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:110hkg3333)3.01 .01 (5000)1 (xxFW,真空度mmHg500,绝对压力为34655PammHg260500760,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. 33600500095.0QW10451.26Q,在kPa53.041下饱和蒸气的温
10、度为C2.109,传热面积23m25.71922 .1092000102451A, 加热蒸气耗量1136hkg3960skg10.110223410451.2D。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300mmHg ( 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:28.0m8,1hkg4
11、549)解:蒸发室压力40kPammHg300P,查表得:40kPa下水蒸气的饱和温度为C75,1kgkJ2312r,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C2.109,溶液的沸点C46.7846.375t,蒸发器的传热量95.021rpWttFcQ95.023122000100004046.7877.35252000QW1086.5hkJ1011.2617,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页学习必备欢迎下载传热面积26m0.8846.782 .10921701086
12、.5A加热蒸气耗量17hkg944522341011.2D。5-11、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(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)()(babatTKAtTKAQQ,上式中,a开始情况,b蒸气压力变化后情况又646.0111010babababaFFxxFxxFrWrWQQ,1hkg1860646.01200bF。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页