6. 蒸发-计算题（题目）
层次：A
[3] j06a10011
某溶液在单效蒸发器中进行蒸浓, 用流量为 2100kg/h 、温度为120℃、汽化潜热为2205kJ/kg的饱和蒸汽加热。已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃,各项温差损失共为 9℃。取饱和蒸汽冷凝的给热系数α为8000W/mk,沸腾溶液的给热系数α2为3500W/mk。
求该蒸发器的传热面积。假定该蒸发器是新造的, 且管壁较薄, 因此垢层热阻和管壁热阻均可忽略不考虑,且热损失可以忽略不计。
[4] j06a10012
某单效蒸发器每小时将1000kg的 15%(质量百分数，下同)的NaOH溶液浓缩到 50%。已知：加热蒸汽温度为 120℃，进入冷凝器的二次蒸汽温度为60℃，总温度差损失为45℃，蒸发器的总传热系数为1000W/m℃ ，溶液预热至沸点进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可忽略，加热蒸汽与二次蒸汽的汽化潜热可取相等，为2200kJ/kg。
试求：蒸发器的传热面积及加热蒸汽消耗量。
[5] j06a10014
在真空度为91.3kPa下,将12000kg的饱和水急速送至真空度为93.3kPa的蒸发罐内。忽略热损失。试定量说明将发生什么变化,并算出发生的水汽的质量及体积。水的平均比热为 4.18kJ/(kg℃)。当地大气压为101.3kPa。饱和水的性质为
真空度, kPa 91.3 93.3
[6] j06a10015
利用三效并流蒸发器浓缩某浓度的水溶液，用300 kPa (绝) 的饱和水蒸汽加热。已知各效因溶液蒸汽压下降和液柱静压强所致的温度差损失分别为8、14及22℃。忽略因管道流体阻力所致的温度差损失。求冷凝器内真空度的极限值。 饱和蒸汽的性质为:
压强，kPa(绝) 温度，℃
[7] j06a10016
在一单效蒸发装置中将某原料液进行浓缩，完成液的浓度为28%(质量%)，操作条件下沸点为98℃。为了减少生蒸汽的消耗量，用二次蒸汽四分之一的冷凝潜热把原料液从20℃预热至 70℃。原料液的流量为 1000 kg/h。二次蒸汽的温度为 90℃。相应的冷凝潜热为2283kJ/kg。原料液的比热为3.8kJ/kg℃。忽略热损失。
试求：1.溶液的沸点升高； 2.原料液的浓度x0 。
[9] j06a10023
在单效蒸发器中, 每小时将2000kg的某种水溶液从10% 连续浓缩至30%(均为质量百分数)。二次蒸汽温度为75.4℃,相应的汽化热为2319kJ/kg。溶液的沸点为80℃,加热蒸汽的温度为119.6℃,相应的汽
50 81.2 60 85.6 70 89.9 80 98.2 100 99.6 200 120.2 300 133.3 温度, ℃ 45.3 41.3 汽化热, kJ/kg 2390 2398 蒸汽密度, kg/m 0.06798 0.05514 32
2
2
1
（提示：本题求各效的有效传热温差△ti皆为零时冷凝器内真空度之值）
6. 蒸发-计算题（题目）
化热为2206kJ/kg。原料液的比热为3.77kJ/kg·℃,热损失为12000W,忽略脱水时所需热量。试求: ⑴单位时间内蒸发的水量；
⑵分别求算原料液温度为30℃和80℃时, 单位时间内所需的加热蒸汽量, 并比较经济程度(指蒸发1kg水所耗的加热蒸汽kg数)。
[10] j06a10040
一平流三效蒸发器，每小时处理浓度为10％(质量百分率, 下同)的水溶液总量为3000kg。混合各效流出的浓缩溶液作为产品，其浓度为40％。已知该蒸发器的单位蒸汽消耗量为0.42 。试求该蒸发过程所需要的生蒸汽量。热损失不计。
[11] j06a10041
在一单效中央循环管式蒸发器内将浓度 10%(质量百分率,下同)的NaOH水溶液浓缩至40%的浓度。二次蒸汽绝对压强为40kPa,相应的饱和温度为75℃。已知在操作压强下蒸发纯水时,液柱80℃。试求溶液的沸点及由于溶液静压强引起的温度差损失。 10%及40%NaOH水溶液杜林线的斜率及截距如下:
10% 40%
[12] j06a10042
一双效并流蒸发器,冷凝器操作温度为60℃,系统的总温度差损失为9℃,第一、二效的有效温差分别为18℃及25℃。试求第一效的溶液沸点温度及生蒸汽温度。
[13] j06a10043
一双效并流蒸发器的生产强度为50kg/(m·h),每效的传热面积为15m。试核算将5%的水溶液浓缩至20%时:
1.蒸发器的生产能力； 2.能处理的原料液量。
[14] j06a10913
某车间用单效蒸发装置对硝酸铵水溶液进行蒸发，进料量为10kg/h，用温度为164.2℃ 的饱和蒸汽将溶液由68% (质量百分数，下同)浓缩至90% 。操作条件下二次蒸汽的温度为59.7℃, 溶液的沸点为100℃。蒸发器的传热系数为1200W/m℃ 。沸点进料。
试求：不计热损失时的加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。已查得：饱和水蒸汽温度为164.2℃时 ，汽化热为 2073kJ/kg; 温度为59.7℃时汽化热为2356kJ/kg。
2
4
2
2
1处的沸点温度为2斜率 1.02 1.11 截距 4.5 34 溶液沸点t=斜率×纯水沸点tw＋截距。略去二次蒸汽流动阻力，略去NaOH水溶液与纯水的密度差。
层次：B
[16] j06b10044
在单效蒸发器内将某种溶液从浓度为 15%浓缩到 30%(质量分数)。蒸发器的传热面积为 50m,加热饱和水蒸汽的绝对压强为 0.1013MPa, 因溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为6℃,液柱静压强引起的温度
2
6. 蒸发-计算题（题目）
差损失为1.5℃,沸点进料,蒸发器的传热系数K=640w/m·℃,现要求溶液的进料量为1000kg/h,问蒸发器所需的真空度为多少?热损失忽略不计,从溶液中蒸发出水的蒸发潜热近似取为2300kJ/kg
饱和水蒸汽数据如下: 压强, MPa 温度, ℃
[18] j06b10047
一单效蒸发器，沸点进料，其设计指标是不考虑热损失时，每小时可处理2000kg原料液。但在生产实际中，以相同的供热量每小时只能处理1770kg/h原料液。试求该单效蒸发器热损失的百分率。
[19] j06b10048
用一双效并流蒸发器，浓缩浓度为5%（质量百分率，下同）的水溶液，沸点进料，进料量为2000kg/h。第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃, 耗用生蒸汽量为800kg/h。各个温度下水蒸汽的汽化潜热均可取为2280kJ/kg。溶液比热可按Cp=4.187(1-x)kJ/kg·℃计算，式中x为溶质的质量分数。 试求不计热损失时的蒸发水量。
[20] j06b10049
在单效蒸发器中, 每小时将2000kg水溶液以 5%浓缩至20%(均为质量百分数), 沸点进料。冷凝器中温度为70℃, 水的相应汽化热为2350kJ/kg; 加热 蒸汽温度为 110℃。蒸发器的传热面积为60m, 操作条件下总传热系数为 800W/m℃。试计算传热过程的有效温度差及总温度差损失。二次蒸汽的汽化潜热可取为2350kJ/kg。
2
2
2
0.1013 100 0.093 99.1 0.058 85 0.047 80 0.038 75 0.031 70 W=F(1-x0/x)=2000(1-5/20)=1500kg/h
34
由于沸点进料,故传热速率为: Q=Wr=(1500/3600)×2350×10=97.9×10W
4
△t=Q/(KA)=97.9×10/(800×60)=20.4℃
∵ t=T-△t=110-20.4=89.6℃
0
△=t-t=89.6-70=19.6℃
[22] j06b15019
以双效并流蒸发器浓缩某种水溶液, 传热系数分别为K1=2790W/m℃,K2=2093W/m℃,第一效的饱和加热蒸汽的绝对压强为130kPa,冷凝器的真空度为88.8kPa，两效的传热面积及传热速率各自相等, 即A1=A2及Q1=Q2。若忽略热损失及各种温度差损失, 试求各效溶液的沸点t1及t2。 饱和水蒸汽性质为：
压强kPa 温度℃
[23] j06b15021
每小时将30℃, 5000Kg, 10% (质量百分数,下同) 的某水溶液在单效蒸发器内蒸浓至40%。已知蒸发器的操作压强为90kPa(绝), 饱和加热蒸汽的绝对压强为300kPa。蒸发器内液体深度为2m, 40%溶液的密度为1152kg/m, 因溶液蒸气压下降而引起的温度差损失 △'=11℃。操作条件下传热系数为1100W/m℃。若热利用系数为0.95, 试求加热蒸汽消耗量及蒸发器的传热面积。水的平均比热为4.18kJ/kg℃。
饱和水蒸汽的性质为:
压强，kPa 温度，℃ 90 96.4 101.3 100 300 133.3 2
3
2
2
10 45.3 15 53.5 101.3 100 120 104.5 140 109.2
6. 蒸发-计算题（题目）
汽化热，kJ/kg
[24] j06b15920
2267.4 2258.4 2168.1 在单效蒸发器中, 将10%(质量百分数, 下同)的某水溶液浓缩到30%,原料液流量为900kg/h, 温度为30℃, 蒸发室的绝对压强为4.91×10Pa, 原料液的比热为3.77kJ/kg℃,二次蒸汽的汽化潜热为2332kJ/kg, 蒸发器的传热面积为10m,总传热系数为1000W/m℃。 已知数据如下:
蒸汽压强，Pa 溶液的沸点，℃ 纯水的沸点，℃ 10.13×10 107 100 42
2
4
4.91×10 80.9 42.94×10 74.4 68.7 4⑴因溶液的沸点蒸汽压下降引起的温度差损失； (忽略静压强引起的温度差损失)
⑵设加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出, 并忽略热损失和浓缩热时, 完成上述蒸发任务所需加热蒸汽温度。
层次：C
[26] j06c15017
在传热面积为50m的单效蒸发器内将20％的CaCl2水溶液浓缩到40％(均为质量百分数), 生蒸汽的温度为120℃ ，冷凝潜热为2210kJ/kg ，其消耗量D=2400kg/h，冷凝器内二次蒸汽温度为60℃(该温度下汽化潜热 2360kJ/kg) ，原料液的温度t0为20℃，流量为3600kg/h，比热 Cp0为3.5kJ/kg℃。 该溶液蒸汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为23℃, 试计算：⑴蒸发器的热损QL为总热量的百分数; ⑵蒸发器的传热系数Ｋ。
[27] j06c15050
进料量为9000 kg/h、浓度为1% (质量百分数)的盐溶液，在40℃下进入单效蒸发器，被浓缩到1.5% 。蒸发器传热面积为39.1m，蒸发室绝对压强为0.04MPa (该压力下水的蒸发潜热 r＇=2318.6 kJ/kg），加热蒸汽温度为110℃(该饱和温度下水的蒸发潜热r=2232 kJ/kg)，由于溶液很稀，假设溶液的沸点和水的沸点相同，0.04 MPa下水的沸点为75.4 ℃，料液的比热近似于水的比热，Cp =4.174 kJ/kg·℃。(1)试计算蒸发量、浓缩液量、加热蒸汽用量和加热室的传热系数K。(2)如果进料量增加为12000 kg/h,传热系数、加热蒸汽压强、蒸发室压强、进料的温度和浓度均不变的情况下，蒸发量、浓缩液量和浓缩液浓度又为多少?均不考虑热损失。
2 2
共计：27题
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