第四章 《 蒸发》

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1、第四章蒸发1、用一单效蒸发器将2500kg/h的NaOH水溶液由10%浓缩到25%（均为质量百分数），已知加热蒸气压力为450kPa，蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115℃，比热容为3.9kJ/(kg·℃)，热损失为20kW。试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。（１）进料温度为25℃；（2）沸点进料。解：（1）求水蒸发量W应用式（4-1）（2）求加热蒸汽消耗量应用式（4-4）由书附录查得450kPa和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8和2701.3kJ/kg则进料

2、温度为25℃时的蒸汽消耗量为：单位蒸汽消耗量由式（4-5a）计算，则原料液温度为115℃时单位蒸汽消耗量由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1kg水所消耗的加热蒸汽量愈少。2、试计算30%（质量百分数，的NaOH水溶液在60kPa（绝）压力下的沸点。解：T‘查蒸汽在600kPa下的饱和温度为85.6℃，汽化潜热为2652kJ/kg由式（4-9）可求其中f由式（4-10）求得，即查附录为160℃则=160-100=60℃℃即℃3、在一常压单效蒸发器中浓缩CaCl2水溶液，已知完成液浓度为35.7％（质

3、分数），密度为1300kg/m3，若液面平均深度为1.8m，加热室用0.2MPa（表压）饱和蒸汽加热，求传热的有效温差。解：确定溶液的沸点t1(1)计算查附录p=101.3kPa,T‘=100℃,r’=2677.2kJ/kg查附录常压下35%的CaCl2水溶液的沸点近似为℃℃(2)计算查附录当pav=1.128´103kPa时,对应的饱和蒸汽温度Tpav=102.7℃℃(3)取℃(4)溶液的沸点℃则传热的有效温度差为：0.4MkPa（表压）饱和蒸汽的饱和蒸汽温度T=133.4℃℃４、用一双效并流蒸发器将1

4、0%（质量％，下同）的NaOH水溶液浓缩到45%，已知原料液量为5000kg/h，沸点进料，原料液的比热容为3.76kJ/kg。加热蒸汽用蒸气压力为500kPa（绝），冷凝器压力为51.3kPa，各效传热面积相等，已知一、二效传热系数分别为K1=2000W/(m2·K)，K２=1200W/(m2·K)，若不考虑各种温度差损失和热量损失，且无额外蒸汽引出，试求每效的传热面积。解：（1）总蒸发量由式（4-24）求得（2）设各效蒸发量的初值，当两效并流操作时又再由式（4-25）求得（3）假定各效压力，求各效溶液

5、沸点。按各效等压降原则，即各效的压差为：kPa故p1=500-224.4=275.6kPap3=51.3kPa查第一效p1=275.6kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度T1=130.2℃，其r1=2724.2kJ/kg查第二效p2=51.3kPa下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度T2=81.8℃，其r2=2645.3kJ/kg查加热蒸汽p=500kPa下,饱和温度T=151.7℃,r=2752.8kJ/kg（4）求各效的传热面积，由式（4-33）得因不考虑各种温度差损失和热损失，且无额外蒸汽引出，故加热蒸汽消耗m2

6、m2(5)校核第1次计算结果，由于A1≠A2，重新计算。1）A1=A2=A调整后的各效推动力为：将上式与式（4—34）比较可得=69.5且经处理可得：m2则℃，℃2）重新调整压降，则℃其对应的饱和压力=244.3kPa时,其