5蒸發(fā)習(xí)題及答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——5蒸發(fā)習(xí)題及答案蒸發(fā)習(xí)題及答案一.選擇題1.蒸發(fā)操作中，從溶液中汽化出來(lái)的蒸汽，常稱(chēng)為（）。B

A.生蒸汽；B.二次蒸汽；C.額外蒸汽2.蒸發(fā)室內(nèi)溶液的沸點(diǎn)（）二次蒸汽的溫度。BA.等于；B.高于；C.低于

3.在蒸發(fā)操作中，若使溶液在（）下沸騰蒸發(fā)，可降低溶液沸點(diǎn)而增大蒸發(fā)器的有效溫

度差。A

A.減壓；B.常壓；C.加壓

4.在單效蒸發(fā)中，從溶液中蒸發(fā)1kg水，尋常都需要（）1kg的加熱蒸汽。CA.等于；B.小于；C.不少于5.蒸發(fā)器的有效溫度差是指（）。A

A.加熱蒸汽溫度與溶液的沸點(diǎn)之差；B.加熱蒸汽與二次蒸汽溫度之差；C.溫度差損失

6.提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是增大（）。CA.傳熱溫度差；B.加熱蒸汽壓力；C.傳熱系數(shù)；D.傳熱面積；7.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器屬于（）蒸發(fā)器。AA.自然循環(huán)；B.強(qiáng)制循環(huán)；C.膜式

8.蒸發(fā)熱敏性而不易于結(jié)晶的溶液時(shí)，宜采用（）蒸發(fā)器。BA.列文式；B.膜式；C.外加熱式；D.標(biāo)準(zhǔn)式

9.多效蒸發(fā)可以提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)程度，所以多效蒸發(fā)的操作費(fèi)用是隨效數(shù)的增加而（）。A

A.減少；B.增加；C.不變

10.蒸發(fā)裝置中，效數(shù)越多，溫度差損失（）。BA.越少；B.越大；C.不變11.采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高（）。B

A.完成液的濃度；B.加熱蒸汽經(jīng)濟(jì)程度；C.生產(chǎn)能力12.多效蒸發(fā)中，蒸汽消耗量的減少是用增加（）換取的。AA.傳熱面積；B.加熱蒸汽壓力；C.傳熱系數(shù)

13.多效蒸發(fā)中，由于溫度差損失的影響，效數(shù)越多，溫度差損失越大，分派到每效的有效溫

度差就（）。A

A.越小；B.越大；C.不變

14.（）加料的多效蒸發(fā)流程的缺點(diǎn)是料液粘度沿滾動(dòng)方向逐效增大，致使后效的傳熱系

數(shù)降低。A

A.并流；B.逆流；C.平流

15.對(duì)熱敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸發(fā)，宜采用（）蒸發(fā)器。CA.中央循環(huán)管式；B.列文式；C.升膜式二.填空題

1.蒸發(fā)是___濃縮溶液___的單元操作。2.為了保證蒸發(fā)操作能順利進(jìn)行，必需不斷的向溶液供給___熱能___，并隨排除氣化出來(lái)的

___溶劑蒸汽___。

3.蒸發(fā)操作中，造成溫度差損失的原因有：(1)溶質(zhì)的存在使蒸氣壓下降，沸點(diǎn)升高,

(2)液柱靜壓強(qiáng)引起,(3)管道流體阻力導(dǎo)致。4.蒸發(fā)器的主體由___加熱室__和__蒸發(fā)室__組成。

5.在蒸發(fā)操作中，降低單位蒸氣消耗量的主要方法有：采用多效蒸發(fā),___真空蒸發(fā)_,____

加強(qiáng)設(shè)備保溫。

6.蒸發(fā)操作按蒸發(fā)器內(nèi)壓力可分為：_加壓_,_常壓_,_真空_蒸發(fā)。7.蒸發(fā)操作中，加熱蒸氣放出的熱量主要用于：（1）二次蒸汽氣化所需的潛墊（2）預(yù)熱原

料液（3）補(bǔ)償蒸發(fā)器的熱損失。8.并流加料的多效蒸發(fā)裝置中，各效的蒸發(fā)量略有增加，其原因是料液從前一效進(jìn)入后一效

時(shí)有_自蒸發(fā)_。

9.蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度是指_單位傳熱面積上單位時(shí)間內(nèi)所蒸發(fā)的水分量。10.蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力是指_單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的水分量_。11.單程型蒸發(fā)器的特點(diǎn)是溶液通過(guò)加熱室一次，_不作__循環(huán)滾動(dòng)，且溶液沿加熱管呈_膜狀

滾動(dòng)，故又稱(chēng)為_(kāi)液膜式_蒸發(fā)器。

12.降膜式蒸發(fā)器為了使液體在進(jìn)入加熱管后能有效的成膜，在每根管的頂部裝有_液體分布

器_。

13.自然循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)溶液的循環(huán)是由于溶液的_受熱程度不同，而引起的_密度差異所致。14.標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器內(nèi)溶液的循環(huán)路線(xiàn)是從中央循環(huán)管_下降_，而從其它加熱管_上升，其循環(huán)

的原因主要是由于溶液的_受熱程度_不同，而引起的_密度差異_所致。三.計(jì)算題

1、在單效蒸發(fā)器內(nèi)，將10%NaOH水溶液濃縮到25%，分開(kāi)室絕對(duì)壓強(qiáng)為15kPa，求溶液的沸點(diǎn)

和溶質(zhì)引起的沸點(diǎn)升高值。解：

查附錄：15kPa的飽和蒸氣壓為53.5℃，汽化熱為2370kJ/kg(1)查附錄5，常壓下25%NaOH溶液的沸點(diǎn)為113℃所以，Δa=113-100=13℃

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

2所以沸點(diǎn)升高值為

Δ=fΔa=0.729×13=9.5℃操作條件下的沸點(diǎn)：t=9.5+53.5=63℃(2)用杜林直線(xiàn)求解

蒸發(fā)室壓力為15kPa時(shí)，純水的飽和溫度為53.5℃，由該值和濃度25%查圖5-7，此條件下溶液的沸點(diǎn)為65℃

因此，用杜林直線(xiàn)計(jì)算溶液沸點(diǎn)升高值為Δ=63-53.5=9.5℃

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2、在單效蒸發(fā)器中用飽和水蒸氣加熱濃縮溶液，加熱蒸氣的用量為2100kg?h，加熱水蒸氣

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的溫度為120oC，其汽化熱為2205kJ?kg。已知蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸氣溫度為81oC，由于溶

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質(zhì)和液柱引起的沸點(diǎn)升高值為9oC，飽和蒸氣冷凝的傳熱膜系數(shù)為8000W?mk，沸騰溶

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液的傳熱膜系數(shù)為3500W?mk。求蒸發(fā)器的傳熱面積。

忽略換熱器管壁和污垢層熱阻，蒸發(fā)器的熱損失忽略不計(jì)。

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解：熱負(fù)荷Q=2100×2205×10/3600=1.286×10W溶液溫度計(jì)t=81+9=90℃蒸汽溫度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、某效蒸發(fā)器每小時(shí)將1000kg的25%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同）NaOH水溶液濃縮到50%。已知：

加熱蒸氣溫度為120oC，進(jìn)入冷凝器的二次蒸氣溫度為60oC，溶質(zhì)和液柱引起的沸點(diǎn)升高

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值為45oC，蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1000W?mk。溶液被預(yù)熱到沸點(diǎn)后進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的熱損失和稀釋熱可以忽略，認(rèn)為加熱蒸氣與二次蒸氣的汽化潛熱相等，均為2205kJ-1

?kg。

求：蒸發(fā)器的傳熱面積和加熱蒸氣消耗量。

解：蒸發(fā)水份量:qmW=qmF(1-x0/x1)=1000×(1-25/50)=500Kg/h=0.139Kg/s加熱蒸汽消耗量:

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

∵t1=t0

∴

qmDqmwr??R=0.139kg/s

傳熱面積:

∵Q=KS(T-t)蒸發(fā)器中溶液的沸點(diǎn)溫度：t=60+45=105℃

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

4、將8%的NaOH水溶液濃縮到18%，進(jìn)料量為4540kg進(jìn)料溫度為21oC，蒸發(fā)器的傳熱系

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數(shù)為2349W?mk，蒸發(fā)器內(nèi)的壓強(qiáng)為55.6Kpa，加熱蒸汽溫度為110oC，求理論上需要加熱蒸氣量和蒸發(fā)器的傳熱面積。

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已知：8%NaOH的沸點(diǎn)在55.6Kpa時(shí)為88oC，88oC時(shí)水的汽化潛熱為2298.6kJ?kg。

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8%NaOH的比熱容為3.85kJ?kgC，110oC水蒸氣的汽化潛熱為2234.4kJ?kg。解：

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

傳熱速率：

Q=qmFCpo(t1－t0)+qmwr＇

333

=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、在一中央循環(huán)管式蒸發(fā)器內(nèi)將濃度為10%（質(zhì)量百分率，下同）的NaOH水溶液濃縮到40%，二次蒸氣壓強(qiáng)為40kPa，二次蒸氣的飽和溫度為75oC。已知在操作壓強(qiáng)下蒸發(fā)純水時(shí)，其沸點(diǎn)為

80oC。求溶液的沸點(diǎn)和由于溶液的靜壓強(qiáng)引起的溫度升高的值。

10%及40%NaOH水溶液杜林線(xiàn)的斜率及截距如下：濃度（%）1040斜率1.021.11截距4.53.4

解：溶液沸點(diǎn)用40%NaOH水溶液杜林線(xiàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算：

t1＝３４+1.11t＝３４+1.11×80＝１２２.８℃

由溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失：

????tw?T?

＝80-75＝5℃

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6、雙效并流蒸發(fā)系統(tǒng)的進(jìn)料速率為1t?h，原液濃度為10%，第一效和其次效完成液濃度分別為15%和30%。兩效溶液的沸點(diǎn)分別為108oC和95oC。當(dāng)溶液從第一效進(jìn)入其次效由于溫度降產(chǎn)生自蒸發(fā)，求自蒸發(fā)量和自蒸發(fā)量占其次效總蒸發(fā)量的百分?jǐn)?shù)。解：

兩效并流蒸發(fā)的流程見(jiàn)圖

qmF=1000kg/hx0=0.1108?Cqw1qw