1.蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（）。B A. 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. 高于；
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。A
A. 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（）。A
A. 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（）。C
A. 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。A
A. 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。B
A. 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（）。A
A. 减少；
B. 增加；
C. 不变
10. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）。B
A. 越少；
B. 越大；
C. 不变
11. 采用多效蒸发的目的是为了提高（）。B
A. 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。A
A. 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（）。A
A. 越小；
B. 越大；
C. 不变
宝石岛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。A
A. 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。C
A. 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___。
3. 蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：
(2) 液柱静压强引起,
(3) 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_,_常压_,_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__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_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_不同，而引起的_密度差异_所致。
三.计算题
1、在单效蒸发器内，将10%NaOH 水溶液浓缩到25%，分离室绝对压强为15kPa ，求溶液
的沸点和溶质引起的沸点升高值。
解：
查附录：15kPa 的饱和蒸气压为53.5℃，汽化热为2370kJ/kg
(1)查附录5，常压下25%NaOH 溶液的沸点为113℃
所以，Δa= 113-100=13℃()729.023702735.530162.00162.02
2
=+=''=r T f 所以沸点升高值为
Δ=f Δa=0.729×13=9.5℃
操作条件下的沸点：
t=9.5+53.5=63℃
(2)用杜林直线求解
蒸发室压力为15kPa 时，纯水的饱和温度为53.5℃，由该值和浓度25%查图5-7，此条件下溶液的沸点为65℃
因此，用杜林直线计算溶液沸点升高值为
Δ=63-53.5=9.5℃
2、在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液，加热蒸气的用量为2100kg •h -1，加热水蒸
气的温度为120ºC ，其汽化热为2205kJ •kg -1。已知蒸发器内二次蒸气温度为81ºC ，由于溶质和液柱引起的沸点升高值为9ºC ，饱和蒸气冷凝的传热膜系数为8000W •m -2k -1，沸腾溶液的传热膜系数
为3500 W •m -2k -1。
求蒸发器的传热面积。
忽略换热器管壁和污垢层热阻，蒸发器的热损失忽略不计。
解：
热负荷 Q=2100×2205×103/3600=1.286×106W
溶液温度计t=81+9=90℃
蒸汽温度T=120 ℃
∵1/K=1/h 1+1/h 2=1/8000+1/3500
∴K=2435W/m 2K
起死回生术∴S=Q/[K(T-t)]=1.286×106/[2435×(120-90)]=17.6 m 2
3、某效蒸发器每小时将1000kg 的25%（质量百分数，下同）NaOH 水溶液浓缩到50%。已
知：加热蒸气温度为120ºC ，进入冷凝器的二次蒸气温度为60ºC ，溶质和液柱引起的沸点升高值为45ºC ，蒸发器的总传热系数为1000 W •m -2k -1。溶液被预热到沸点后进入蒸发器，蒸发器的热损失和稀释热可以忽略，认为加热蒸气与二次蒸气的汽化潜热相等，均为2205kJ •kg -1。
求：蒸发器的传热面积和加热蒸气消耗量。
解：
蒸发水份量:q mW = q mF (1-x 0/x 1)=1000×(1-25/50)=500Kg/h=0.139Kg/s
加热蒸汽消耗量:
R r q t t c q q mW p mF mD '
高世宝+-=)(010
∵t 1=t 0 ∴
R r q q mw mD '==0.139kg/s
传热面积:
∵Q=KS(T-t) 蒸发器中溶液的沸点温度：t=60+45=105℃∴()()2
3
4.201051201000102205139.0m t T K Q S =-⨯⨯=-= 4、将8%的NaOH 水溶液浓缩到18%，进料量为4540 kg 进料温度为21ºC ，蒸发器的传热系
数为2349W •m -2k -1，蒸发器内的压强为55.6Kpa ，加热蒸汽温度为110ºC ，求理论上需要加热蒸气量和蒸发器的传热面积。
已知：8%NaOH 的沸点在55.6Kpa 时为88ºC ，88ºC 时水的汽化潜热为2298.6kJ •kg -1。8%NaOH 的比热容为3.85kJ •kg -1o C -1，110ºC 水蒸气的汽化潜热为2234.4kJ •kg -1。
解：
q mw =4540(1－8/18)=2522kJ/h
t=T －t=109.2－88=21.2℃
传热速率：
Q=q mF C po (t 1－t 0)+q mw r ＇
=4540/3600×3.85×103×(88－21)+2522/3600×2298.6×103=1936×103 W
2
3
9.382
.212349101936m t K Q S =⨯⨯=∆=q mD =Q/r ＇=1936×103/(2234.4×103)=0.87kg/s=3130kg/h
5、在一中央循环管式蒸发器内将浓度为10%（质量百分率，下同）的NaOH 水溶液浓缩到
40%，二次蒸气压强为40kPa ，二次蒸气的饱和温度为75ºC 。已知在操作压强下蒸发纯水时，其沸点为80ºC 。求溶液的沸点和由于溶液的静压强引起的温度升高的值。10%及40%NaOH 水溶液杜林线的斜率及截距如下：
浓度（%）斜率截距
10
40 1.021.11 4.53.4
解：溶液沸点用40%NaOH 水溶液杜林线的数据计算：
t 1＝３４+1.11t
＝３４+1.11×80
＝１２２.８℃
由溶液静压强引起的温度差损失：
T t w '
-=∆''＝80-75＝5℃
密云一中
6、双效并流蒸发系统的进料速率为1t •h -1，原液浓度为10%，第一效和第二效完成液浓度分别为15%和30%。两效溶液的沸点分别为108ºC 和95ºC 。当溶液从第一效进入第二效由于温度降产生自蒸发，求自蒸发量和自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数。解：
h kg x x q q mF w m /3.33315.01.0110001101=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=h kg x x q q q mw mF w m /4.3333.015.01)3.3331000(1)(2112=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛--=自蒸发水分量为:()22111)
(r t t c q q q p mw mF w m '
--='其中 t 1=108˚C ， t 2=95˚C ，
x 1<20%，近似地 c p1=c pw （1-x 1）=4.187(1-0.15)=3.56kJ/(kg˚C)
95˚C 时 r΄2=2270.9kJ/kg
所以自蒸发量为
()h kg r t t c q q q p mw mF w m /59.139
.2270)95108(56.3)3.3331000()
(22111=-⨯-='--='自蒸发量占第二效总蒸发量的百分数为
%8.40%1004
.33359.13%1002=⨯=⨯'mw w m q q 7、在三效蒸发系统中将某水溶液从5%连续浓缩到40%。进料温度为90ºC 。用120ºC 的饱和水蒸气加热。末效二次蒸气的温度为40ºC 。各效的传热面积均为140m 2。各效的总传热系数分别为： K 1=2950W •m -2•ºC -1, K 2=2670W •m -2•ºC -1 , K 1=2900W •m -2•ºC -1。若忽略溶液中溶质和液柱高度引起的沸点升高和蒸发器的热损失。求：原料液的流量和加热蒸气消耗量。
解：
（1）初步估算各效的温差
设Δt 1=19˚C
Δt 2=21˚C
Δt 3=40˚C
因为忽略各种温差损失，故各效的加热蒸汽温度及沸点为T 1=120˚C r 1=2205kJ/kg T 2= t 1= T 1-Δt 1=120-19=101˚C r 2=r΄1 =2257kJ/kg T 3= t 2= T 2-Δt 2=101-21=80˚C r 3=r΄2 =2307kJ/kg T K = t 3= 40˚C r΄3 =2401kJ/kg
(2)总蒸发量 mF mF mF mw q q x x q q 875.04.005.01120=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑ (3)估算各效蒸发量及料液量
因为各效溶液的比热熔均相同，故
)(0111111t t c q r q t S K Q p mF mw -+'=∆= （a ）)()(12122222t t c q q r q t S K Q p mw mF mw --+'=∆= (b))()(232133333t t c q q q r q t S K Q p mw mw mF mw ---+'=∆= (c)代入已知值)90101(2.42257191401000
360029501-⨯+=⨯⨯⨯wF mw q q )10180(2.4)(2307211401000
3600267012-⨯-+=⨯⨯⨯mw wF mw q q q )8040(2.4)(2401401401000
36001360213-⨯--+=⨯⨯⨯mw mw wF mw q q q q 解得：
185.48611500mw mF q q -=
（d ）12906.135628mw mw q q -=
(e)1335.35.51713mw mw q q -= (f)
)55.35.51713()906.135628(111321mw mw mw mw mw mw mw q q q q q q q
-+-+=++=∑ (g))85.48611500(875.0875.01mw mF mw
q q q -==∑ (h)因此，可解出
数字长城q mF = 43180kg/h
q mw 1 = 11634kg/h
q mw 2 = 13454kg/h
q mw 3 = 12740kg/h
(4)验算Δt
h kJ t t c q r q Q p mF mw /28252850)90101(2.443180225711634)(01111=-⨯+⨯=-+'=h kJ r q r q Q mw mD /2625794022571163421222=⨯===h kJ r q r q Q mw mD /3103838023071345432333=⨯===266010003600
29502825285011=⨯=K Q
豫公网安备41160202000603
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