5蒸发习题及答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——5蒸发习题及答案蒸发习题及答案一.选择题1.蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（）。B

A.生蒸汽；B.二次蒸汽；C.额外蒸汽2.蒸发室内溶液的沸点（）二次蒸汽的温度。BA.等于；B.高于；C.低于

3.在蒸发操作中，若使溶液在（）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温

度差。A

A.减压；B.常压；C.加压

4.在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，寻常都需要（）1kg的加热蒸汽。CA.等于；B.小于；C.不少于5.蒸发器的有效温度差是指（）。A

A.加热蒸汽温度与溶液的沸点之差；B.加热蒸汽与二次蒸汽温度之差；C.温度差损失

6.提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（）。CA.传热温度差；B.加热蒸汽压力；C.传热系数；D.传热面积；7.中央循环管式蒸发器属于（）蒸发器。AA.自然循环；B.强制循环；C.膜式

8.蒸发热敏性而不易于结晶的溶液时，宜采用（）蒸发器。BA.列文式；B.膜式；C.外加热式；D.标准式

9.多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济程度，所以多效蒸发的操作费用是随效数的增加而（）。A

A.减少；B.增加；C.不变

10.蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）。BA.越少；B.越大；C.不变11.采用多效蒸发的目的是为了提高（）。B

A.完成液的浓度；B.加热蒸汽经济程度；C.生产能力12.多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（）换取的。AA.传热面积；B.加热蒸汽压力；C.传热系数

13.多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分派到每效的有效温

度差就（）。A

A.越小；B.越大；C.不变

14.（）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿滚动方向逐效增大，致使后效的传热系

数降低。A

A.并流；B.逆流；C.平流

15.对热敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸发，宜采用（）蒸发器。CA.中央循环管式；B.列文式；C.升膜式二.填空题

1.蒸发是___浓缩溶液___的单元操作。2.为了保证蒸发操作能顺利进行，必需不断的向溶液供给___热能___，并随排除气化出来的

___溶剂蒸汽___。

3.蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：(1)溶质的存在使蒸气压下降，沸点升高,

(2)液柱静压强引起,(3)管道流体阻力导致。4.蒸发器的主体由___加热室__和__蒸发室__组成。

5.在蒸发操作中，降低单位蒸气消耗量的主要方法有：采用多效蒸发,___真空蒸发_,____

加强设备保温。

6.蒸发操作按蒸发器内压力可分为：_加压_,_常压_,_真空_蒸发。7.蒸发操作中，加热蒸气放出的热量主要用于：（1）二次蒸汽气化所需的潜垫（2）预热原

料液（3）补偿蒸发器的热损失。8.并流加料的多效蒸发装置中，各效的蒸发量略有增加，其原因是料液从前一效进入后一效

时有_自蒸发_。

9.蒸发器的生产强度是指_单位传热面积上单位时间内所蒸发的水分量。10.蒸发器的生产能力是指_单位时间内蒸发的水分量_。11.单程型蒸发器的特点是溶液通过加热室一次，_不作__循环滚动，且溶液沿加热管呈_膜状

滚动，故又称为_液膜式_蒸发器。

12.降膜式蒸发器为了使液体在进入加热管后能有效的成膜，在每根管的顶部装有_液体分布

器_。

13.自然循环蒸发器内溶液的循环是由于溶液的_受热程度不同，而引起的_密度差异所致。14.标准式蒸发器内溶液的循环路线是从中央循环管_下降_，而从其它加热管_上升，其循环

的原因主要是由于溶液的_受热程度_不同，而引起的_密度差异_所致。三.计算题

1、在单效蒸发器内，将10%NaOH水溶液浓缩到25%，分开室绝对压强为15kPa，求溶液的沸点

和溶质引起的沸点升高值。解：

查附录：15kPa的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg(1)查附录5，常压下25%NaOH溶液的沸点为113℃所以，Δa=113-100=13℃

?53.5?273??0.729T?2f?0.0162?0.0162r?2370

2所以沸点升高值为

Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃操作条件下的沸点：t=9.5+53.5=63℃(2)用杜林直线求解

蒸发室压力为15kPa时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃

因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为Δ=63-53.5=9.5℃

-1

2、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg?h，加热水蒸气

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的温度为120oC，其汽化热为2205kJ?kg。已知蒸发器内二次蒸气温度为81oC，由于溶

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质和液柱引起的沸点升高值为9oC，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W?mk，沸腾溶

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液的传热膜系数为3500W?mk。求蒸发器的传热面积。

忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。

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解：热负荷Q=2100×2205×10/3600=1.286×10W溶液温度计t=81+9=90℃蒸汽温度T=120℃

∵1/K=1/h1+1/h2=1/8000+1/3500

2

∴K=2435W/mK

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∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×10/[2435×(120-90)]=17.6m

3、某效蒸发器每小时将1000kg的25%（质量百分数，下同）NaOH水溶液浓缩到50%。已知：

加热蒸气温度为120oC，进入冷凝器的二次蒸气温度为60oC，溶质和液柱引起的沸点升高

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值为45oC，蒸发器的总传热系数为1000W?mk。溶液被预热到沸点后进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可以忽略，认为加热蒸气与二次蒸气的汽化潜热相等，均为2205kJ-1

?kg。

求：蒸发器的传热面积和加热蒸气消耗量。

解：蒸发水份量:qmW=qmF(1-x0/x1)=1000×(1-25/50)=500Kg/h=0.139Kg/s加热蒸汽消耗量:

qmD?qmFcp0(t1?t0)?qmWr?R

∵t1=t0

∴

qmDqmwr??R=0.139kg/s

传热面积:

∵Q=KS(T-t)蒸发器中溶液的沸点温度：t=60+45=105℃

Q0.139?2205?103S???20.4m2K?T?t?1000?120?105?∴

4、将8%的NaOH水溶液浓缩到18%，进料量为4540kg进料温度为21oC，蒸发器的传热系

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数为2349W?mk，蒸发器内的压强为55.6Kpa，加热蒸汽温度为110oC，求理论上需要加热蒸气量和蒸发器的传热面积。

-1

已知：8%NaOH的沸点在55.6Kpa时为88oC，88oC时水的汽化潜热为2298.6kJ?kg。

-1o-1-1

8%NaOH的比热容为3.85kJ?kgC，110oC水蒸气的汽化潜热为2234.4kJ?kg。解：

qmw=4540(1－8/18)=2522kJ/h?t=T－t=109.2－88=21.2℃

传热速率：

Q=qmFCpo(t1－t0)+qmwr＇

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=4540/3600×3.85×10×(88－21)+2522/3600×2298.6×10=1936×10W

Q1936?103S???38.9m2K?t2349?21.2

qmD=Q/r＇=1936×103/(2234.4×103)=0.87kg/s=3130kg/h

5、在一中央循环管式蒸发器内将浓度为10%（质量百分率，下同）的NaOH水溶液浓缩到40%，二次蒸气压强为40kPa，二次蒸气的饱和温度为75oC。已知在操作压强下蒸发纯水时，其沸点为

80oC。求溶液的沸点和由于溶液的静压强引起的温度升高的值。

10%及40%NaOH水溶液杜林线的斜率及截距如下：浓度（%）1040斜率1.021.11截距4.53.4

解：溶液沸点用40%NaOH水溶液杜林线的数据计算：

t1＝３４+1.11t＝３４+1.11×80＝１２２.８℃

由溶液静压强引起的温度差损失：

????tw?T?

＝80-75＝5℃

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6、双效并流蒸发系统的进料速率为1t?h，原液浓度为10%，第一效和其次效完成液浓度分别为15%和30%。两效溶液的沸点分别为108oC和95oC。当溶液从第一效进入其次效由于温度降产生自蒸发，求自蒸发量和自蒸发量占其次效总蒸发量的百分数。解：

两效并流蒸发的流程见图

qmF=1000kg/hx0=0.1108?Cqw1qw