新版化工原理习题答案(06)第六章 蒸发

新版化工原理习题答案(06)第六章蒸发新版化工原理习题答案(06)第六章蒸发新版化工原理习题答案(06)第六章蒸发资料仅供参考文件编号：2022年4月新版化工原理习题答案(06)第六章蒸发版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：第六章蒸发1．采用标准蒸发器将10%的NaOH水溶液浓缩至25%（质量分数）。蒸发室的操作压力为50kPa，试求操作条件下溶液的沸点升高及沸点。解：溶液的沸点升高及沸点均按完成液来计算。查得水的有关数据为压力p/kPa温度t/℃汽化热r/(kJ∙kg-1)10050在kPa时，25%NaOH溶液的沸点为℃。常压下溶液的沸点升高为Δa=（–100）℃=℃50kPa时，溶液的沸点升高可用两种方法计算。（1）用杜林规则在杜林线图的横标℃作垂直线交组成为25%的杜林线，再由该点查得纵标的温度为93℃，此即50kPa下溶液的沸点tA=（93–）℃=℃（2）用式6-17经验公式估算=℃=℃则溶液的沸点升高为℃，50kPa下的沸点为932．用连续操作的真空蒸发器将固体质量分数为%的番茄汁浓缩至30%，加热管内液柱的深度为m，冷凝器的操作压力为8kPa，溶液的平均密度为1160kg/m3，常压下溶质存在引起的沸点升高=1℃，试求溶液的沸点tB。解：8kPa压力下对应二次蒸汽温度为℃，水的汽化热为2497kJ/kg。取冷凝器到蒸发室的温差损失=℃。溶质引起的沸点升高取常压下数据，即=1℃。则溶液的沸点为的计算如下：与℃相对应的压力=kPa则kPa=kPa与pm对应的溶液沸点为℃，即tB=℃3．在一连续操作的单效蒸发器中将NaOH水溶液从10%浓缩至45%（质量分数），原料液流量为1000kg/h。蒸发室的操作绝对压力为50kPa（对应饱和温度为℃），加热室中溶液的平均沸点为115℃，加热蒸汽压力为MPa（℃），蒸发器的热损失为12kW。试求（1）水分蒸发量；（2）60℃解：（1）水分蒸发量kg/h=kg/h（2）加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗用量用焓浓图计算。10%NaOH水溶液60℃的焓220kJ/kg，11545%NaOH水溶液115℃的焓545kJ/kg；115MPa下r=kJ/kg。60℃=kg/h=kg/h115℃kg/h=h显然，随加料温度提高，D及e值均下降。4．在单效蒸发装置中，将1/4的二次蒸汽用来预热原料液。原料液的流量为1000kg/h，温度从20℃升到70℃，其比热容C0=kJ/(kg∙℃)。完成液的组成为（质量分数，下同）。已知溶液的沸点为98℃，蒸发室内二次蒸汽温度为91℃，加热蒸汽温度为125解：（1）有效温差和温差损失℃=27℃℃=7℃（2）料液组成91℃下蒸汽的冷凝热kJ/kgkg/h=kg/hkg/h（3）加热蒸汽消耗量及其经济性98℃和125=kg/h5．在单效真空蒸发器中将牛奶从15%浓缩至50%（质量分数），原料液流量为F=1500kg/h，其平均比热容C0=kJ/(kg∙℃)，进料温度为30℃。操作压力下，溶液的沸点为65℃，加热蒸汽压力为105Pa（表压）。当地大气压为kPa。蒸发器的总传热系数K0=1160W/(m2∙解：（1）产品流量kg/h=1050kg/hkg/h=450kg/h（2）65℃下水的汽化热为=kJ/kgkPa下的蒸汽冷凝热r=kg，T=℃忽略牛奶的稀释热，则=kg/h=1222kg/h(3)蒸发器的传热面积kJ/h=×106kJ/h=740kW℃=℃m2=m26．在双效并流蒸发装置上浓缩盐的水溶液。已知条件为：第1效，浓缩液的组成为x1（质量分数，下同），流量为L1=500kg/h，溶液沸点为105℃（即二次蒸汽温度），该温度下水的汽化热=2kJ/kg，物料平均比热容cp=kJ/(kg∙℃)；第2效，完成液组成为32%，溶液沸点为90℃，该温度下水的汽化热=kJ/kg。忽略溶液的沸点升高、稀释热及蒸发装置的热损失。试计算原料液的处理量F及其组成x0。解：kg/h=250kg/hkg/h=kg/hkg/h=kg/hkg/h解得x0=7．在三效并流蒸发装置上浓缩糖水溶液。沸点升高及蒸发器的热损失均可忽略不计。已知第一效的生蒸汽压力p0=kPa（对应饱和温度130℃）、第三效溶液的沸点t3=55℃（对应p3=kPa）。各效的总传热系数分别为：K0,1=2600W/(m2∙℃)，K0,2=2000W/(m2∙℃)，K0,3=1400W/(m2∙（1）各效传热量相等；（2）各效等