完整版化工原理 第七章 蒸发
化工原理 08第七章蒸发与结晶
3．外热式蒸发器
外热式蒸发器的结构特点是把中 央循环管式蒸发器中管束较长的加热 室和分离室分开，这样，一方面降低 了整个设备的高度，另一方面由于循 环管没有受到蒸汽加热，加大了溶液 的密度差，且由于管子较长，从而加 快了溶液循环的速度（可达1.5m/s以 上）。
第七章 蒸发与结晶
安徽理工大学 张洪流
第一节 概述
蒸发是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使溶剂部分汽化从而达 到将溶液浓缩等生产目的的单元操作。蒸发操作广泛用于化工、轻工、 制药、食品等多种工业生产中。
蒸发操作在工业生产中主要作用有： （1）将稀溶液浓缩直接得到液体产品，或将浓缩液进一步加工处理获 取固体产品；例如电解法制得的稀烧碱溶液、蔗糖水溶液、果汁、牛奶、 抗生素溶液等的蒸发。 （2）获取溶液中的溶剂作为产品；例如海水蒸发制取淡水。 （3）同时制取浓缩液和回收溶剂；例如制药中浸取液的蒸发。
图7-5 列文蒸发器 1－加热室2－加热管3－循 环管 4－蒸发室 5-除沫器
6－挡板7－沸腾室
5．强制循环型蒸发器
在一般的自然循环型蒸发器中，由于循 环速度较低，导致传热系数较小，且当溶液 有结晶析出时，易粘附在加热管的壁面上。 不适宜于处理粘度大、易结垢及有大量结晶 析出的溶液。为了提高循环速度，可采用强 制循环型蒸发器。它是利用外加动力（循环 泵）促使溶液循环，循环速度的大小可通过 调节循环泵的流量来控制，其循环速度一般 在2.5m/s以上。
7蒸发化工原理
降膜式
1200～3500
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第7章 蒸发
7.2.4 蒸发器的辅助设备
1 除沫器（汽液分离器）
蒸发操作时产生的二次 蒸汽，在分离室与液体分离 后，仍夹带大量液滴，尤其 是处理易产生泡沫的液体， 夹带更为严重。为了防止产 品损失或冷却水被污染，常 在蒸发器内（或外）设除沫 器。
图中（a）～（d）直 接安装在蒸发器顶部，（e ）～（g）安装在蒸发器外 部。
溶液的热稳定性：热稳定性差的物料，应选用滞料量少，停留时 间短的蒸发器，如各种膜式蒸发器
有晶体析出的溶液：选用溶液流动速度大的蒸发器，以使晶体在 加热管内停留时间短，不易堵塞加热管，如外热式、 强制循环蒸发器
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第7章 蒸发
易发泡的溶液：泡沫的产生，不仅损失物料，而且污染蒸发器，应 选用溶液湍动程度剧烈的蒸发器，以抑制或破碎泡沫，如外热式、强 制循环式、升膜式等；条件允许时，也可将分离室加大。
➢去除杂质。
溶剂S
溶剂S 溶质A（不挥发）
加热
被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其它溶液， 而工业上处理的溶液大多为水溶液，所以本章仅讨论水 溶液的蒸发。
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7.1.2 蒸发流程
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第7章 蒸发
蒸发流程的两个必要的组成部分：
➢加热溶液使溶剂汽化—蒸发器 ➢不断除去气化的蒸发溶剂—冷凝器
适于处理易结垢，有晶体析出的溶液
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第7章 蒸发
（3）外热式蒸发器 这种蒸发器将加热室与分
离室分开，采用较长的加热管。
优点： ✓ 降低了整个蒸发器的高度，
便于清洗和更换； ✓ 循环速度较高，使得对流传
化工原理学--蒸发讲义
蒸发器的传热温差不仅与蒸汽压力、溶液沸点 有关，还存在温度差损失。
温度差损失的定义
蒸发操作中，有效传热温度差低于理论传热 温度差的值，称作温度差损失（Δ）。
冷凝器操作压力下水的饱和温度
理论传热温差：
t T t o
加热蒸汽的饱和温度
有效（实际）传热温差： t T t
温度差损失 ： t t
③蒸发器传热面积Ａ（传热速率方程）
7.3.1 物料衡算
设：蒸发过程没有溶质的损失
Fw0 (F W )w
W F (1 w0 ) w
F——物料量，kg/s W——蒸发水量，kg/s w0、w——料液、完成液的浓度（％质量）
7.3.2 热量衡算
1、溶液浓缩热不可忽略
Dr0 Fi0 (F W ) i WI Ql Dr0 F (i i0 ) W (I i) Ql
某一浓度溶液的杜林线与浓度为零的直线之间的 垂直距离即为相应压力下该溶液的沸点升高Δ´ 。
杜林线图中可得三个结论：
①溶液浓度小时， Δ´与压 强关系不大，可取常压下 数据 Δ´a 。
②浓度升高，溶液沸点显 著增加；
③不同压力下溶液的沸点与 同压强下溶剂的沸点成线 性关系
7.3.3.2 液柱静压头使溶液沸点升高
7.2 蒸发设备（Evaporation Devices） 7.2.1 常用蒸发器
一、循环型蒸发器
（The Circulation Evaporator）
1、垂直短管式
（中央循环管式蒸发器）
循环动力：密度差
优点： 结构简单，操作可靠，
传热效果好，造价低；
缺点：循环速度低，易积污垢，
操作周期短，清洗不便。
W F (1 w0 ) w
化工原理 蒸发汇总
式中 x0，x——分别为料液、完成液的质量分数 。
7.2.1 单效蒸发的计算
• （2）热量衡算 • 时， 对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出
DHs Fh0 ( F W )h WH Dhs Ql
D( H s hs ) F ( h h0 ) W ( H h) Ql
减压（真空）蒸发。
② 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸
7.1 概述
（5）蒸发操作的特点 ① 沸点升高 ② 溶液的性质往往对蒸发器的结构设计提出特殊的要求。 有些物料具有热敏性，有些则具有较大的黏度或具有较强的 腐蚀性等等，需要根据物料的这些特性，设计或选择适宜结 构的蒸发器。 ③ 溶剂汽化需吸收大量汽化热，因此蒸发操作是大量耗热
W, H, T
Fx 0 ( F W ) x
x0 W F ( 1 ) 水分蒸发量： x
加料 （1）
二次蒸汽
F , x 0 , t0 , h 0 D, Ts, Hs
加热蒸汽
蒸发室
加热
(F - W), x, t,h, c
完成液
Fx 0 完成液的浓度： x F W
（2）
D, Ts, hs
式中称D/W为单位蒸汽消耗量，用来表示蒸汽利用的经济程 度（或生蒸汽的利用率）。
7.2.1 单效蒸发的计算
• （3）蒸发器传热面积的计算 由传热速率方程得
Q A Kt m
式中
A ——蒸发器传热面积，m2； Q ——传热量，W； K——传热系数，W/m2· K； Δtm——平均传热温差，K。
由于蒸发过程的蒸汽冷凝和溶液沸腾之间的恒温差传热， Δtm=Ts - t，且蒸发器的热负荷Q = DR，所以有
陈敏恒《化工原理》(第3版)(上册)章节题库-蒸发(圣才出品)
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书第7章蒸发一、选择题1．真空蒸发时，冷凝操作压强最低极限取决于（）。
A．冷凝水的温度B．真空泵的能力C．当地大气压力D．蒸发器的蒸发水量【答案】A2．在蒸发操作中，平流加料流程主要适用于（）的场合。
A．粘度随温度和浓度变化较大的场合；B．粘度不大的溶液；C．蒸发过程中容易析出结晶的场合。
【答案】C3．为了提高蒸发器的生产强度，主要应设法（）。
A．采用多效蒸发B．采用额外蒸汽引出C．加大蒸发器的有效温度差D．增加传热面积【答案】C二、填空题1．采用多效蒸发流程所得到的蒸汽经济性的提高是以______为代价的。
【答案】降低生产能力2．在双效蒸发系统中，将1000kg/h，质量分率为10%的稀溶液浓缩到50%，其理论蒸汽用量约为______kg/h，若第一效的蒸发水量为400kg/h，溶液离开第一效蒸发器的浓度为______。
【答案】800；16.67%3．有一台单效蒸发器，原来的加热介质为压力为0.5MPa的饱和蒸汽，沸点加料，若改用压力为0.4MPa的饱和蒸汽加热，其生产强度将______，原因是______；单位蒸汽消耗量将______，原因是______。
【答案】下降；传热温差减小；基本不变；两种压力蒸汽的冷凝潜热基本相同4．蒸发过程中沸点升高的主要原因有______；多效蒸发的典型流程有______。
【答案】溶液沸点较纯溶剂沸点高、液柱静压头导致沸点升高、二次蒸汽流动阻力损失等；并流加料、逆流加料、平流加料和错流加料等5．单效蒸发器将F＝2000kg/h，W0＝10％（质量分数）的原料液浓缩到35％（质量分数），料液沸点进料，忽略热损失。
蒸发器的传热面积A＝20m2，K＝1000W/（m2·℃），蒸发室压强下水的饱和汽化潜热r＝2330kJ/kg，则蒸发水量为______kg/h，有效温差为______℃。
【答案】1428.6；46.26．为了使蒸发器更适合用于蒸发黏度较大、易结晶或结垢严重的溶液，并提高溶液循环速度以延长操作周期和减少清洗次数，常采用______蒸发和______蒸发。
大学化学《化工原理 蒸发》课件
pm p p p gL / 2
p：液面上的压强； L：加热管底部以上液层高； ρ：液体的平均密度。
§7.2 单效蒸发
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＝t( pp) t( p)
3. 管道流体阻力产生压降的影响
p < p′ 二次蒸汽饱和温度↓
⊿'''＝1℃ （三） 蒸发器的生产能力和生产强度
生产能力: 单位时间内蒸发的水量, 即蒸发量 kg/h 大小取决于传热速率 Q
（1）循环速度较低，管内流速<0.5m/s；
（2）溶液粘度大、沸点高，有效温差小。
（3）设备的清洗和维修也不够方便。 应用广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。
§7.4 蒸发设备
2. 悬筐式蒸发器（自然循环型）
优点：加热室可由顶部取出进行 清洗、检修或更换， 而且热损失也较小。
适用于易结晶或结垢溶液的蒸发
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二、多效蒸发与单效蒸发的比较
多效蒸发单位生蒸汽消耗量D/W比单效蒸发小，
操作费比单效蒸发小； 注意：
操作费减小的幅度并不与效数成正比，
效数越多，操作费减小的幅度成下降趋势。
多效蒸发生产能力比单效蒸发小， 生产强度比单效蒸发小，
设备费比单效蒸发大。
效数越多，设备费增大的幅度越大。
§7.3 多效蒸发
§7.4 蒸发设备
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缺点：
❖液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求 加热蒸汽有较高的压力。
❖设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。
4. 强制循环蒸发器
循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制, 一般在2.5m/s以上。 适宜蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料。 能耗大。
§7.4 蒸发设备
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（二）单程型蒸发器
化工原理课件7.蒸发
7. 蒸发
7.3.1 加热蒸汽的利用率
1、并流加料 、 物料与二次蒸汽同方向 相继通过各效。 相继通过各效。 优点： 各效压强逐效降 优点：(1)各效压强逐效降 低，料液可藉此压差自动 地流向后效。 地流向后效。 (2)末效负压操作，完成液 末效负压操作， 末效负压操作 完成液t 能量利用较为合理。 低，能量利用较为合理。 缺点： 缺点：末效 x ↑, t ↓⇒ µ ↑↑, 传热条件差 ⇒ A末 ↑
7. 蒸发
7.1 概述
二、蒸发操作的工程目的 1、 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 、 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 2、蒸发—结晶联合操作以获得固体溶液 、蒸发 结晶联合操作以获得固体溶液 3、脱除杂质，制取纯净的溶剂。 3、脱除杂质，制取纯净的溶剂。 三、蒸发操作的特点 目的： 目的：物质的分离 实质：热量传递。 实质：热量传递。 特点：含有不挥发溶液的沸腾传热。 特点：含有不挥发溶液的沸腾传热。
7. 蒸发
7.2.1 蒸发器
2、降膜式 、 其结构原理与升膜式类似。 其结构原理与升膜式类似。区别在 料液在蒸发器顶部加入， 于：料液在蒸发器顶部加入，底部得 到完成液； 到完成液；加热管顶部装有液体分布 器，以使液体成膜；对浓度较高，粘 以使液体成膜；对浓度较高， 度较大溶液也适用；结构较复杂。 度较大溶液也适用；结构较复杂。适 宜粘度50~450mPa.s。不易结晶的料液。 宜粘度 。不易结晶的料液。 降膜式液体分布
7. 蒸发
7.1 概述
一、概念 蒸发——含有不挥发性溶 蒸发 含有不挥发性溶 液在沸腾条件下受热， 液在沸腾条件下受热，使部分 溶剂汽化为蒸汽的操作。 溶剂汽化为蒸汽的操作。 蒸发操作的基本概念： 蒸发操作的基本概念： 加热蒸汽(生蒸汽 加热蒸汽 生蒸汽) 生蒸汽 二次蒸汽 单效蒸发 多效蒸发 常压蒸发 加压蒸发 减压蒸发
化工原理-蒸发
蒸发蒸发操作的特点：蒸发是将非挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使溶剂气话，溶液浓缩得到浓溶液的过程。
1.1 蒸发的基本流程：蒸发过程的两个必要组成部分是加热溶剂使水蒸气汽化和不断除去汽化的水蒸气，前一部分在蒸发器内进行，后一部分在冷凝器完成。
蒸发器实质上是一个换热器，由加热室和分离室两部分组成，加热室通常用饱和水蒸气加热，从溶液中蒸发出来的水蒸气在分离室分离后从蒸发器引出，为了防止液滴随蒸汽带出，一般在蒸发器顶部设有气液分离用的除沫装置从蒸发器蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，在多效蒸发中，二次蒸汽用于下一效的物料加热。
冷却水从冷凝器顶加入，与上升的蒸汽接触，将它冷凝成水从下部排出，不凝气体从顶部排出。
通常不凝气体来源有两个方面，料液中溶解的空气和系统减压操作时从周围环境中漏入的空气。
料液在蒸发器中蒸浓达到要求后称为完成液，从蒸发器底部放出，是蒸发操作的产品。
1.1.2 蒸发的操作方法根据各种物料的特性和工艺要求，蒸发过程可以采用不同的操作条件和方法。
常压蒸发和减压蒸发据操作压力不同，蒸发过程可以分为常压蒸发和减压蒸发，常压蒸发是指冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或略高于大气压，此时系统中的不凝气依靠本身的压力从冷凝器排出。
减压蒸发冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力低于大气压，此时系统中的不凝气需用真空泵抽出。
减压蒸发较常压蒸发具有如下优点：①在加热蒸汽压强相同的情况下，减压蒸发时溶液的沸点低，传热温差可以增大，当传热量一定时，蒸发器的传热面积可以相应地减小；②可以蒸发不耐高温的溶液；③可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂；④操作温度低，损失于外界的热量也相应地减小。
但是，减压蒸发也有一定的缺点，这主要是由于溶液沸点降低，黏度增大，导致总的传热系数下降，同时还要有减压装置。
单效蒸发和多效蒸发根据二次蒸汽是否用来作为另一蒸发器的加热蒸汽，蒸发过程分为单效蒸发和多效蒸发。
单效蒸发中加热蒸汽在冷凝器中用水冷却排出。
多效蒸发中，第一个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第二个蒸发器的加热蒸汽，第二个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第三个蒸发器的加热蒸汽，以此类推，串联蒸发器的个数称为效数。
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化工原理-第七章-蒸发一.选择题1. 蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（）。
BA. 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。
B A. 等于； B. 咼于； 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。
AA. 减压；B. 常压；C. 加压4 .在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（）1kg的加热蒸汽。
C A. 等于； B. 小于； C. 不少于5 .蒸发器的有效温度差是指（)o AA. 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（）o 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（）o AA. 减少；B. 增加；C. 不变10. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）o BA. 越少；B. 越大；C. 不变11. 采用多效蒸发的目的是为了提高（）BA. 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，分配到每效的有效温度差就（）o AA. 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流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低。
AA. 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，必须不断的向溶液供给热能—,并随排除气化出来的溶剂蒸汽—o3. 蒸发操作中，造成温度差损失的原因有:⑴溶质的存在使蒸气压下降，沸点升高，⑵液柱静压强引起，________⑶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：_加压一_,_常压一_,_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,—_不作一—循环流动，且溶液沿加热管呈_膜状流动，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，而引起的一密度差异所致。
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_受热程度一不同，而引起的_密度差异_所致。
三•问答题1998- 2005-提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪？①提高沸腾集热系数；②降低单程气化率；③高速流体使污垢不易沉积1999- 2007-什么是蒸发设备的生产强度单位传热面的蒸发量U=W/A=Q/Ar2001--循环型蒸发器中，降低单程气化率的目的是什么①降低溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象；②缓加热面上结垢现象。
2006--蒸发操作节能的措施①多效蒸发；②额外蒸汽的引出；③二次蒸汽的再压缩（热泵蒸发）；④冷凝水热量的利用2007--提高蒸发器生产强度的途径有哪些？①加大传热温差；②提高蒸发器的传热系数；③加热蒸汽的利用率1- 蒸发操作不同于一般环热过程的主要点有哪些？溶质常析出在加热面上形成垢层；热敏性物质停留时间不得过长；与其他单元操作相比节能更重要2- 为什么要尽可能扩大管内沸腾时的汽液环状流动的区域 因为该区域的给热系数最大3- 分析比较单效蒸发器的间歇蒸发和连续蒸发的生产能力的大小。
成液浓度，加热蒸汽压强以及冷凝器操作压强均相等 单效间歇蒸发起先小，生产能力大4- 多效蒸发的效数受哪些限制经济上限制：W/D 的上升达不到与效数成正比, 技术上限制： 必须小于T-t0，而T-t0是有限的5- 比较单效与多效蒸发之优缺点单效蒸发生产强度高，设备费用低，经济性低。
多效蒸发经济性 四•计算题1.采用标准蒸发器将 10%的NaOH 水溶液浓缩至25% (质量分数)。
蒸发室的操作压 力为50 kPa ，试求操作条件下溶液的沸点升高及沸点。
解：溶液的沸点升高及沸点均按完成液来计算。
查得水的有关数据为 压力p /kPa 温度t /C 汽化热r/(kJ *g -1) 101.3 100 5081.22304.5在101.3 kPa 时，25%NaOH 溶液的沸点为113.07 C 。
常压下溶液的沸点升高为△尹(113.07 - 100)C =13.07 C50 kPa 时，溶液的沸点升高可用两种方法计算。
(1) 用杜林规则在杜林线图的横标 81.2 C 作垂直线交组成为 25%的杜林线，再由该点查得纵标的温度 为93 C,此即50kPa 下溶液的沸点t A 。
=(93 - 81.2 )C =11.8 C (2) 用式6-17经验公式估算2f a = 0.0162 (81213.07 C =11.5 C2304.5则溶液的沸点升高为 11.8 C, 50kPa 下的沸点为93 C 。
两种方法计算结果相差不大。
2. 用连续操作的真空蒸发器将固体质量分数为4.0%的番茄汁浓缩至30% ,加热管内液柱的深度为2.0 m ，冷凝器的操作压力为 8 kPa ，溶液的平均密度为 1 160 kg/m 3，常压下溶点为t B 41.341.3 1 1.5 43.8设原料液浓度，温度，完 W/A 的下降与效数成反比快;质存在引起的沸点升高=1 C,试求溶液的沸点t B 。
解：8 kPa 压力下对应二次蒸汽温度为 41.3 C,水的汽化热为2497 kJ/kg 。
取冷凝器到蒸发室的温差损失 =1.5 C 。
溶质引起的沸点升高取常压下数据，即=1 C 。
则溶液的沸的计算如下:P m PLg 2与43.8 C 相对应的压力 p =9.25 kPa1160 2.0 9.81 ,则p m 9.25kPa=20.63 kPa1000 2与P m 对应的溶液沸点为 60.7 C,即卩t B =60.7 C 3•在一连续操作的单效蒸发器中将 NaOH 水溶液从10%浓缩至45% （质量分数），原料液流量为1 000 kg/h 。
蒸发室的操作绝对压力为50 kPa （对应饱和温度为 81.2 C ）,加热室中溶液的平均沸点为 115 C,加热蒸汽压力为 0.3 MPa （133.3 C ）,蒸发器的热损失为12 kW 。
试求（1）水分蒸发量；（2） 60 C 和115 C 两个加料温度下加热蒸汽消耗量及单位 蒸汽耗用量。
解：（1）水分蒸发量W F （1 x °） 1000 （1 kg/h=777.8 kg/hx 1 0.45（2）加热蒸汽消耗量及单位蒸汽耗用量 用焓浓图计算。
10%NaOH 水溶液 60 C 的焓 220 kJ/kg , 115 C 的焓为 440 kJ/kg ; 45% NaOH 水溶液 115C 的焓 545kJ/kg ; 115C 水蒸汽的焓为 2702.5kJ/kg, 0.3 MPa 下 r=2168.1 kJ/kg 。
60 C 加料时D WH （F W ）0 Fh 0 Qr777.8 2702.5 (1000 777.8) 545 1000 220 3600 122168.1D 943.9 e W 777.8115 C 加料时D 777.8 2702.5 (1000 777.8) 545 1000 440 3600 12 kg/h =842 4kg/h 2168.1842.4 e 777.8显然，随加料温度提高， D 及e 值均下降。
4.在单效蒸发装置中， 将1/4的二次蒸汽用来预热原料液。
原料液的流量为1 000kg/h ,温度从20 C 升到70 C,其比热容 C 0=3.96 kJ/（kg ?C ）。
完成液的组成为 0.28 （质量分数， 下同）。
已知溶液的沸点为 98 C,蒸发室内二次蒸汽温度为 91 C,加热蒸汽温度为125 Co忽略蒸发装置的热损失。
试求（1 ）传热的有效温差和温差损失；（2）原料液的组成X 0 ；（ 3）加热蒸汽消耗量和经济性。
解：（1）有效温差和温差损失t m T t 125 98 C =27 Ct 1 T 98 91 C =7C(2 )料液组成91 C 下蒸汽的冷凝热 r 2281.6 kJ/kgFC p0 (t t 。
)1000 3.96 (70 20) kJ h 1.98 105 kJ h1.2141.083W4 198°°°kg/h=347.1 kg/h 2281.6W F(1X o) 1000 (1 _^)kg/h 347.1kg/h x , 0.28X o 0.1828(3) 加热蒸汽消耗量及其经济性98 C 和 125 C 的相变热分别为 2263.4kJ/kg 和 2191.8kJ/kg Wr DFC po* t) Q L 347.1 22634 1000 3.96 (98 70),丄小 E W D 347.10.8486409.05•在单效真空蒸发器中将牛奶从15%浓缩至50% (质量分数)，原料液流量为F=1500kg/h ，其平均比热容 C °=3.90 kJ/(kg ?C )，进料温度为30 C 。
操作压力下，溶液的沸点为 65 C,加热蒸汽压力为105 Pa (表压)。
当地大气压为101.3 kPa 。
蒸发器的总传热系数 K °=1 160 W/(m 2?C )，其热损失为8 kW 。
试求(1)产品的流量；(2)加热蒸汽消耗量；(3)蒸发 器的传热面积。
解：(1)产品流量X 0F(1 —)1500 (1X 1(2) 65 C 下水的汽化热为 r =2343.4 kJ/kg201.3 kPa 下的蒸汽冷凝热 r=2204.5kJ/kg , T=120.3 C 忽略牛奶的稀释热，则1050 23434 1500 390 (65 30) 3600 82204.5=1222 kg/h1222 e1.1641050(3)蒸发器的传热面积Q 1500 3.90 (65 30) 1050 2343.4 kJ/h=2.665 X 106kJ/h=740 kW t m T t B 120.3 65 C =55.3 C3S 0Q 740 10m 2=11.54 m 2K 0 t m 1160 55.36•在双效并流蒸发装置上浓缩盐的水溶液。