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。 （）进料温度为 25；（2）沸点进料。解：（1） 求水蒸发量 W应用式（4-1） kg/h150)2.(50)1(xF（2）求加热蒸汽消耗量应用式（4-4） rQWtCDL01)(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： kg/h18208.274.1058.8.2743602.015)1(250 46D单位蒸汽消耗量由式（4-5a）计算，则1.W原料液温度为 115时 kg/h1508.274360502 D单位蒸汽消耗量 0.12W由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发 1 kg 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 60 kPa（绝）压力下的沸点。解：TtAT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） 常f可求其中 f 由式（4-10）求得，即785.01.265)38(0
3、1.)273(016. rTf查附录 常为 160则 常=160-100=601.4785.06 即 32.At 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 =2677.2 kJ/kg查附录 常压下 35%的 CaCl2 水溶液的沸点近似为 15At150 (2)计算 kPa128.28.9130.2 3avav hgp查附录 当 pav=1.12
4、8103kPa 时,对应的饱和蒸汽温度 Tpav=102.77.10. (3)取 1(4)溶液的沸点7.18.21501 Tt 则传热的有效温度差 t为：0.4MkPa（表压）饱和蒸汽的饱和蒸汽温度 T=133.47.14.8.13tT、用一双效并流蒸发器将 10%（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500 kPa（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=2000 W/(m2K)，K =1200 W/(m2K)，若不考虑各种温度差损
5、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kg/h389)45.01()1(0nxFW（2）设各效蒸发量的初值，当两效并流操作时.:21又 kg/h85391207W再由式（4-25）求得159.0825)(101Fx4.2（3）假定各效压力，求各效溶液沸点。按各效等压降原则，即各效的压差为：4.23.510pkPa故 p1=500-224.4=275.6 kPap3=51.3kPa查第一效 p1=275.6 kPa 下饱和水蒸气的饱和蒸汽温度 T1=130.2，其 r1=2724.2 kJ/kg查第二效 p2=51.3 kPa 下饱和水蒸气的饱
6、和蒸汽温度 T2=81.8，其 r2=2645.3 kJ/kg查加热蒸汽 p=500kPa 下, 饱和温度 T=151.7,r=2752.8 kJ/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kg/h1852WD03721tT2tT 1T)(1tKrtQA )2.307.5(048.7m2)(2122tTKrWtQA )8.1230(6457.9 m2(5) 校核第 1 次计算结果，由于 A1 A2 ，重新计算。1）A 1=A2=A调整后的各效推动力为： AKQt1t2将上式与式（434）比较可得 Att11At22=69.5且 221tt经处理可得： 21t4.8521.93.73.10m2则 .251t， 8.4t2）重新调整压降1tTt，则 6.12.571 t 其对应的饱和压力 p=244.3kPa 时,其 kJ/g8r
