1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 化工原理-第七章-蒸發(fā)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。 B A. 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，通常都需要（ ）1kg的加熱蒸汽。 C A. 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

2、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（ ）。 C A. 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。 A A. 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。 B A. 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（ ）。 B A. 越

3、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。 A A. 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，分配到每效的有效溫度差就（ ）。 A A. 越??； B. 越大； C. 不變14. （ ）加料的多效蒸發(fā)流程的缺點(diǎn)是料液粘度沿流動(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

4、。 C A. 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，必須不斷的向溶液供給_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

5、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)流動(dòng)，且溶液沿加熱管呈_膜狀 流動(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

6、。14. 標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器內(nèi)溶液的循環(huán)路線是從中央循環(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。三問(wèn)答題1998-2005-提高蒸發(fā)器內(nèi)液體循環(huán)速度的意義在哪？ 提高沸騰集熱系數(shù)；降低單程氣化率；高速流體使污垢不易沉積1999-2007-什么是蒸發(fā)設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度 單位傳熱面的蒸發(fā)量U=W/A=Q/Ar2001-循環(huán)型蒸發(fā)器中，降低單程氣化率的目的是什么降低溶液在加熱壁面附近的局部濃度增高現(xiàn)象；緩加熱面上結(jié)垢現(xiàn)象。2006-蒸發(fā)操作節(jié)能的措施多效蒸發(fā)；額外蒸汽的引出；二次蒸汽的再壓縮（熱泵蒸發(fā)）；冷凝水熱量的利用2007-提高蒸發(fā)器生

7、產(chǎn)強(qiáng)度的途徑有哪些？加大傳熱溫差；提高蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)；加熱蒸汽的利用率1-蒸發(fā)操作不同于一般環(huán)熱過(guò)程的主要點(diǎn)有哪些？溶質(zhì)常析出在加熱面上形成垢層；熱敏性物質(zhì)停留時(shí)間不得過(guò)長(zhǎng)；與其他單元操作相比節(jié)能更重要2-為什么要盡可能擴(kuò)大管內(nèi)沸騰時(shí)的汽液環(huán)狀流動(dòng)的區(qū)域因?yàn)樵搮^(qū)域的給熱系數(shù)最大3-分析比較單效蒸發(fā)器的間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)的生產(chǎn)能力的大小。設(shè)原料液濃度，溫度，完成液濃度，加熱蒸汽壓強(qiáng)以及冷凝器操作壓強(qiáng)均相等單效間歇蒸發(fā)起先小，生產(chǎn)能力大4-多效蒸發(fā)的效數(shù)受哪些限制經(jīng)濟(jì)上限制：W/D的上升達(dá)不到與效數(shù)成正比，W/A的下降與效數(shù)成反比快；技術(shù)上限制：必須小于T-t0，而T-t0是有限的5-比較單效與

8、多效蒸發(fā)之優(yōu)缺點(diǎn)單效蒸發(fā)生產(chǎn)強(qiáng)度高，設(shè)備費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性低。多效蒸發(fā)經(jīng)濟(jì)性四計(jì)算題1采用標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器將10%的NaOH水溶液濃縮至25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。蒸發(fā)室的操作壓力為50 kPa，試求操作條件下溶液的沸點(diǎn)升高及沸點(diǎn)。解：溶液的沸點(diǎn)升高及沸點(diǎn)均按完成液來(lái)計(jì)算。查得水的有關(guān)數(shù)據(jù)為壓力p /kPa 溫度t / 汽化熱r /(kJ kg-1)101.3 100 50 81.2 2304.5在101.3 kPa時(shí)，25%NaOH溶液的沸點(diǎn)為113.07 。常壓下溶液的沸點(diǎn)升高為 a=（113.07100）=13.0750 kPa時(shí)，溶液的沸點(diǎn)升高可用兩種方法計(jì)算。（1）用杜林規(guī)則在杜林線圖的橫標(biāo)81.2

9、作垂直線交組成為25%的杜林線，再由該點(diǎn)查得縱標(biāo)的溫度為93 ，此即50kPa下溶液的沸點(diǎn)tA。=（9381.2）=11.8 （2）用式6-17經(jīng)驗(yàn)公式估算=11.5 則溶液的沸點(diǎn)升高為11.8 ，50kPa下的沸點(diǎn)為93 。兩種方法計(jì)算結(jié)果相差不大。2用連續(xù)操作的真空蒸發(fā)器將固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%的番茄汁濃縮至30%，加熱管內(nèi)液柱的深度為2.0 m，冷凝器的操作壓力為8 kPa，溶液的平均密度為1 160 kg/m3，常壓下溶質(zhì)存在引起的沸點(diǎn)升高=1 ，試求溶液的沸點(diǎn)tB。解：8 kPa壓力下對(duì)應(yīng)二次蒸汽溫度為41.3 ，水的汽化熱為2497 kJ/kg。取冷凝器到蒸發(fā)室的溫差損失=1.5。

10、溶質(zhì)引起的沸點(diǎn)升高取常壓下數(shù)據(jù)，即=1。則溶液的沸點(diǎn)為的計(jì)算如下：與43.8 相對(duì)應(yīng)的壓力=9.25 kPa則 kPa=20.63 kPa與pm對(duì)應(yīng)的溶液沸點(diǎn)為60.7 ，即tB=60.7 3在一連續(xù)操作的單效蒸發(fā)器中將NaOH水溶液從10%濃縮至45%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），原料液流量為1 000 kg/h。蒸發(fā)室的操作絕對(duì)壓力為50 kPa（對(duì)應(yīng)飽和溫度為81.2 ），加熱室中溶液的平均沸點(diǎn)為115 ，加熱蒸汽壓力為0.3 MPa（133.3 ），蒸發(fā)器的熱損失為12 kW。試求（1）水分蒸發(fā)量；（2）60 和115 兩個(gè)加料溫度下加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽耗用量。解：（1）水分蒸發(fā)量 kg/h=77

11、7.8 kg/h（2）加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽耗用量用焓濃圖計(jì)算。10%NaOH水溶液60 的焓220 kJ/kg，115 的焓為440 kJ/kg；45% NaOH水溶液115的焓545kJ/kg；115水蒸汽的焓為2702.5kJ/kg,0.3 MPa下r=2168.1 kJ/kg。60 加料時(shí)=kg/h=943.9 kg/h115 加料時(shí)kg/h=842.4kg/h顯然，隨加料溫度提高，D及e值均下降。4在單效蒸發(fā)裝置中，將1/4的二次蒸汽用來(lái)預(yù)熱原料液。原料液的流量為1 000kg/h，溫度從20 升到70 ，其比熱容C0=3.96 kJ/(kg )。完成液的組成為0.28（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，

12、下同）。已知溶液的沸點(diǎn)為98 ，蒸發(fā)室內(nèi)二次蒸汽溫度為91 ，加熱蒸汽溫度為125 。忽略蒸發(fā)裝置的熱損失。試求（1）傳熱的有效溫差和溫差損失；（2）原料液的組成x0；（3）加熱蒸汽消耗量和經(jīng)濟(jì)性。解：（1）有效溫差和溫差損失=27 =7（2）料液組成91 下蒸汽的冷凝熱kJ/kg kg/h=347.1 kg/hkg/h（3）加熱蒸汽消耗量及其經(jīng)濟(jì)性98 和125 的相變熱分別為2263.4kJ/kg和2191.8kJ/kg=kg/h5在單效真空蒸發(fā)器中將牛奶從15%濃縮至50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），原料液流量為F=1500 kg/h， 其平均比熱容C0=3.90 kJ/(kg )，進(jìn)料溫度為30 。

13、操作壓力下，溶液的沸點(diǎn)為65 ，加熱蒸汽壓力為105 Pa（表壓）。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3 kPa。蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)K0=1 160 W/(m2)，其熱損失為8 kW。試求（1）產(chǎn)品的流量；（2）加熱蒸汽消耗量；（3）蒸發(fā)器的傳熱面積。解：（1）產(chǎn)品流量kg/h=1050 kg/hkg/h=450 kg/h（2）65 下水的汽化熱為=2343.4 kJ/kg201.3 kPa下的蒸汽冷凝熱r=2204.5kJ/kg，T=120.3 忽略牛奶的稀釋熱，則=kg/h=1222 kg/h(3)蒸發(fā)器的傳熱面積kJ/h=2.665106kJ/h=740 kW=55.3 m2=11.54 m26在雙效

14、并流蒸發(fā)裝置上濃縮鹽的水溶液。已知條件為：第1效，濃縮液的組成為x1（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），流量為L(zhǎng)1=500 kg/h，溶液沸點(diǎn)為105 （即二次蒸汽溫度），該溫度下水的汽化熱=2 245.4 kJ/kg，物料平均比熱容cp=3.52 kJ/(kg )；第2效，完成液組成為32%，溶液沸點(diǎn)為90 ，該溫度下水的汽化熱=2283.1 kJ/kg。忽略溶液的沸點(diǎn)升高、稀釋熱及蒸發(fā)裝置的熱損失。試計(jì)算原料液的處理量F及其組成x0。解：kg/h=250 kg/hkg/h=234.6 kg/hkg/h=734.6 kg/h kg/h解得 x0=0.10897在三效并流蒸發(fā)裝置上濃縮糖水溶液。沸點(diǎn)升高及蒸發(fā)

15、器的熱損失均可忽略不計(jì)。已知第一效的生蒸汽壓力p0=270.3 kPa（對(duì)應(yīng)飽和溫度130 ）、第三效溶液的沸點(diǎn)t3=55（對(duì)應(yīng)p3=15.74 k Pa）。各效的總傳熱系數(shù)分別為：K0,1=2600 W/(m2)，K0,2=2000 W/(m2)，K0,3=1400 W/(m2)。各效蒸發(fā)器傳熱面積相等。試按如下兩種簡(jiǎn)化估算各效溶液沸點(diǎn)：（1）各效傳熱量相等；（2）各效等壓力降。解：（1）各效傳熱量相等的溶液沸點(diǎn) =111.96 同理 （2）等壓力降原則的沸點(diǎn)相鄰兩效間的壓力差為kPa=84.85 kPakPa 同理 kPa 可見(jiàn)，不同簡(jiǎn)化方法估算溶液的沸點(diǎn)值有一定差別。8、某效蒸發(fā)器每小時(shí)

16、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120C，進(jìn)入冷凝器的二次蒸氣溫度為60C，溶質(zhì)和液柱引起的沸點(diǎn)升高值為45C，蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1000 Wm-2k-1。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2205kJkg-1。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: t1=t0 =0.139kg/s傳熱面積: Q=KS(T-t) 蒸發(fā)器中溶液的沸點(diǎn)溫度

17、：t=60+45=105 9、將8%的NaOH水溶液濃縮到18%，進(jìn)料量為4540 kg進(jìn)料溫度為21C，蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為2349Wm-2k-1，蒸發(fā)器內(nèi)的壓強(qiáng)為55.6Kpa，加熱蒸汽溫度為110C，求理論上需要加熱蒸氣量和蒸發(fā)器的傳熱面積。已知：8%NaOH的沸點(diǎn)在55.6Kpa時(shí)為88C，88C時(shí)水的汽化潛熱為2298.6kJkg-1。8%NaOH的比熱容為3.85kJkg-1oC-1，110C水蒸氣的汽化潛熱為2234.4kJkg-1。解：qmw=4540(18/18)=2522kJ/hrt=Tt=109.288=21.2傳熱速率：Q=qmF Cpo(t1t0)+qmwr=4540/36003.85103(8821)+2522/36002298.6103=1936103 WqmD =Q/r=1936103/(2234.4103)=0.87kg/s=3130kg/h專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)古今名言敏而好學(xué)，不恥下問(wèn)孔子業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨韓愈興于詩(shī)，立于禮，成于樂(lè)孔子己所不欲，勿施于人孔子讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神杜甫讀書(shū)有三到，謂心到，眼到，口到朱熹立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書(shū)為本歐陽(yáng)修讀萬(wàn)卷書(shū)，行萬(wàn)里路劉彝黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲顏真卿書(shū)卷多情似故人，晨昏憂樂(lè)每相親