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时间:2019-08-16
《化工原理(管国锋主编 第三版)课后习题答案5 蒸发》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第5章蒸发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℃]解:①冷凝器真空度为90kPa绝对压强:101.3-90=11.3kPa,该压强下二次蒸汽温度℃加热蒸汽绝压300kPa,对应温度T=133.3℃查NaOH溶液杜林图,50%NaOH溶液在11.3kPa下沸点84℃℃kPa查℃℃取℃℃℃℃②冷凝器真空度为30kPa,绝压101.3-30=7
2、1.3kPa,对应二次蒸汽温度℃查50%NaOH溶液在71.3kPa下沸点131℃℃查℃℃℃℃所以传热无法进行。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930W/(m2·℃)。求溶液的最终浓度和加热蒸汽消耗量。[21.5%2.32×103㎏/h]解:加热蒸汽绝压:101.3+196=297.3kPa查得T=133℃,水溶液103℃,汽比热2251原料液比热取3)需要将350kg/h的某溶液从15%蒸浓至35%,现有一传热面积为10m2的小型蒸发
3、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930W/(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]解:冷凝器内二次蒸汽绝对压强101.3-79=22.3kPa查℃,℃=109.7℃查该温度饱和蒸汽压强P=143kPa4)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4.19kJ/(㎏·℃)。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=170
4、0W/(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㎏/h183㎡]解:①计算各效蒸发量、各效溶液浓度、温度差损失、有效传热温度差并流加料,设则查=6℃=0℃查=12℃=0=1℃查=38℃=0/℃加热蒸汽压强500kPa,查℃末效二次蒸汽压强14kPa,查℃℃②估算各效有效温度差及各效二次蒸汽温度、溶液温度℃℃℃则℃℃℃℃℃℃℃℃℃③热量衡算:取(1)、(2)、(3)和解得④计算各效面积:各效面积不等,重新分配有效温度差:℃℃⑤重算各效温
5、度:℃℃℃℃℃℃℃℃℃⑥重新热量衡算:又解得:⑦重算各效面积:相差不多,不再重算,取平均值: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.
6、77kJ/(㎏·℃)[D=1857㎏/hA=92㎡]解:1243X4X3X4DX2①查图:℃℃℃℃加热蒸汽绝压:202.6+101.3=303.9kPa,查℃冷凝器二次蒸汽绝压:101.3-76=25.3kPa,查℃℃②℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃④查汽化热:℃℃℃℃℃又解得:⑤去平均值
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