第5章蒸发习题解答
第5章真空蒸发4
第五章 真空蒸发装置
第七节蒸发器的辅助设备 3、选择捕集器的条件： 捕集器的选择，必须考虑下面几个条件。 (1)汽液分离效果好。 (2)阻力小，即压力损失少。 (3)汽液得到分离后，回流液进入蒸发室内具有较 好的结果，不会使回流液在回到蒸发室的途中再 次被二次蒸汽带走。 (4)捕集器结构简单，体积及其尺寸小，金属耗量 低。 (5)生产结束时容易拆洗，没有死角。
第五章 真空蒸发装置
第七节蒸发器的辅助设备 二、冷凝器 3、冷凝器的结构、工作原理、流程： (2)大气式冷凝器：(干式高位逆流冷凝器) ①工作原理： 1—真空浓缩锅 2—干式真空泵 3—冷却水泵 4—水池 5—大气式冷凝器 6—汽水分离器 7—气压式真空腿
第五章 真空蒸发装置
第七节蒸发器的辅助设备 二、冷凝器 3、冷凝器的结构、工作原理、流程： ②结构： 冷凝器体是一个用钢板制成的圆筒。直径为 400—2000(毫米)，高度1200～5000(毫米)，内 部装有淋水板常见的如图(5—36)，板数一般为 3～8块，板上有孔眼或无孔眼，孔眼直径为2～ 5(毫米)，每块淋水板的面积为冷凝器断面积的 60～75％。
第五章 真空蒸发装置
第七节蒸发器的辅助设备
第五章 真空蒸发装置
真空蒸发装置的附属设备，主要包括捕集器 (或称捕沫器、捕汁器)，冷凝器，水力喷射器及 机械式抽真空泵和热能压缩机等。 一、捕集器 它一般安装在蒸发设备蒸发室的顶部或侧面， 其目的防止蒸发过程中形成极细微液滴被上升的 二次蒸汽流带走，使汽液很好的得到分离，减少 料液的损失，可以由此防止污染管道及其它蒸发 器的加热面。
第七节蒸发器的辅助设备 1、造成液沫的主要原因： (1)由于蒸发过程中受热，在低压下操作，使 溶液表面张力发生变化。生成大量的气泡沫。而 且这时不少气泡不易破裂。泡上加泡。最后甚至 会充满蒸发空间，无法操作。 (2)二次蒸汽的高速运动．使极细微液滴随行上 升。带至室外，造成损失和污染。 (3)料液以超过蒸发的沸腾温度进料。自身膨胀 蒸发，形成大量飞沫， 由于它们的体积发生突 然的膨胀，夹带液沫逸出，在真空度较高的蒸发 设备，多效蒸发的最终一效最易发生。
第5章_蒸发
图5-6 降膜蒸发器的降膜分布器
在工业上还常把以上两种蒸 发器联合使用，如升-降膜式 蒸发器。其结构如图5-7所 示，蒸发器底部封头内装置 一块隔板，将加热管束分为 两部分，形成类似于双管程 换热器的结构。原料液经预 热达到沸点或接近沸点后引 入升膜加热管束２的底部， 液体沿管壁向上呈膜状流动， 汽、液混合物由顶部流入降 膜加热管束３，液体又呈膜 状沿管壁向下流动，最后汽、 液混合物进入分离室４进行 分离。
2.加热蒸汽的消耗量
原料液的 溶液的 比热 沸点温 o 蒸发器 蒸发操作中，加热蒸汽的消耗量可通过热量衡算来 kJ/kg·C oC 度 溶液的 的热损 确定。现对图 5-11 所示的单效蒸发器作热量衡算。 进料量 失kJ/h kg/h Wr Fc t t Q
得
D
第五章
蒸发
5.1概述
定义：工程上把采用加热方法，将含有不挥发性 溶质（通常为固体）的溶液在沸腾状态下，使其浓缩 的单元操作称为蒸发。即溶液浓缩过程。 特点： 被蒸发的溶液是由不挥发的溶质（多为固 体）与可挥发的溶剂组成，所以蒸发操作实际上是不 挥发溶质与挥发性溶剂相分离的过程。 进行蒸发操作的设备称为蒸发器。 化工厂中、制药过程中多以蒸发水溶液为主，故 本章只讨论水溶液的蒸发。 蒸发操作广泛应用于化工、轻工、食品、医药等 工业领域。
（二）按操作压强 1．常压蒸发：蒸发器加热室溶液侧的操作压强 略高于大气压强，此时系统中不凝气体依靠其本身 的压强排出。 2．真空蒸发：溶液侧的操作压强低于大气压强， 要依靠真空泵抽出不凝气体并维持系统的真空度。 其目的是为了降低溶液的沸点和有效利用热源。与 常压蒸发相比，真空蒸发可以使用低压蒸汽或废热 蒸汽作热源；减小系统的热损失，有利于处理热敏 热性物料，在相同热源温度装置下可提高温度差。 但溶液沸点的降低会使其粘度增大，沸腾时传热系 数将降低；且系统需用真空装置，因而会增加一些 额外的能量消耗和设备。
化工原理上第5章5 蒸发
效数选择：
生蒸汽经济性随效数提高幅度减小，而设备费用始终 正比于效数。 选取原则：设备费用和操作费用总和最小，
通常选取2-3效。
5.4.4 提高加热蒸汽经济性的措施
(1) 额外蒸汽的引出 (2) 冷凝水的闪蒸 (3) 多效变级闪蒸 (4) 热泵蒸发
(1) 额外蒸汽的引出
在多效蒸发中，可在前几效引出部分二次蒸气，称为额外蒸气,作为 其它加热设备的热源。引出额外蒸气时，生蒸气的消耗量增加，但 所增加的生蒸气量小于引出的额外蒸气总量，从总体来看，生蒸气 的经济性提高了.
(2) 蒸发器的传热面积计算和有效温差分配
各效有：
Ai
Qi K i ti
t1
: t2
: t3
Q1 K1 A1
:
Q2 K2 A2
:
Q3 K3 A3
一般取： A1 A2 A.3 ...An
得：
t1
:
t2
:
t3
Q1 K1
:
Q2 K2
: Q3 K3
t1
Q1
/ K1 Qi
已知： F, x0 , t0 , x, p, p
求： W，D，A （ 以平流流程为例）
(1) 物料衡算和热量衡算
1) 物料衡算
W
n
Wi
总溶质：
Fx0
i 1
(F
W )xn
W
F (1
x0
)
xn
任一效溶质：Fx0 (F W1...Wi )xi
xi
(F
Fx0 W1...Wi )
蒸发室
加热室
完成液 Fq-mW0,-xqmw,w, t,tc,,ch,,h
化工原理习题解答(第二版)(祁存谦)习题解
祁存谦丁楠吕树申《化工原理》习题解答第1章流体流动第2章流体输送第3章沉降过滤第4章传热第5章蒸发第6章蒸馏第7章吸收第9章干燥第8章萃取第10章流态化广州中山大学化工学院（510275）2008/09/28第1章 流体流动1-1．容器A 中气体的表压力为60kPa ，容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。
该处环境大气压等于标准大气压。
（答：A,160kPa ；B,88kPa ）解：取标准大气压为kPa 100，所以得到：kPa 16010060=+=A P ；kPa 8812100=-=B P 。
1-2．某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ，当地大气压为101.3kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。
(答：169kPa -) 解：kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。
1-3．为了排除煤气管中的少量积水，用如图示水封设备，水由煤气管道上的垂直支管排出，已知煤气压力为10kPa （表压）。
问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干？ （答：m 02.1）解：m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4．某一套管换热器，其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。
内管流过密度为3m 1150kg -⋅，流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。
管隙间流着压力（绝压）为MPa 5.0，平均温度为C 00，流量为1h 160kg -⋅的气体。
标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅，试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅？（ 答：1L s m11.2U -⋅=；1g s 5.69m U -⋅= ）习题1-4 附图解：mm 27225.35.33=⨯-=内d ，m m 5325.360=⨯-=外d ；对液体：122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ； 对气体：0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ，()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π，13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。
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溶液的稀释热效应。
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解：需要蒸发的水量
由蒸发室真空度为 80kPa，且当地大气压为 100kPa，则绝对压强为 20kPa，查得 T＇＝59.7℃，r＇＝2356kJ/kg。
因为原料沸点进料，所以原料液的传热速率
又由题意知温差损失 18℃，则溶液沸点为
则由总传热速率方程得
故
查得 109.5℃时的加热蒸汽的压强为 143kPa。
6．在双效并流蒸发设备中，每小时蒸发 1000kg 的 10％某种水溶液。第一效完成液 的组成为 15％，第二效的为 30％。两效中溶液的沸点分别为 108℃和 95℃。试求溶液自 第一效进入第二效时因温度降低而自蒸发的水量及自蒸发量占第二效中总蒸发量的百分数。
解：第一效蒸发的水量
在第二效操作下，
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自蒸发水量
两效共蒸发水分
则第二效蒸发的水量
自蒸发水分占第二效蒸发百分数为
1．并流加料的多效蒸发装置中，一般各效的总传热系数逐效减小，而蒸发量却逐效 略有增加，试分析原因。
解：因为操作中溶液沸点上升，溶液粘度加大易析出固体晶体，同时由于后效溶液的 组成较前效高、且温度较低，所以传热系数随溶液流动方向的组成提高而逐渐下降。由于 后效溶液的沸点较前效低，故前效溶液进入后效时，会因过热而自动蒸发，因而可多产生 一部分二次蒸汽。
液温度为 40℃。分离室的真空度为 60kPa，加热蒸汽表压为 30kPa，蒸发器的总传热系
数为 2000W/（m2·℃），热损失很小可以略去不计。试求蒸发器的传热面积及加热蒸汽消
《化工原理》第5章 蒸发
1.真空蒸发装置
在真空蒸发装置中，除了蒸发器以 外，还应有冷凝器、真空泵等附属 设备。
2.真空蒸发的流程
图5-12为单效真空蒸发流程示意图。
1.蒸发器 2、4.分离器 3.混合冷凝器 5.缓冲罐 6.真空泵 7.真空贮存罐 图5-12 单效真空蒸发流程示意图
22
第5章 蒸发
3.真空蒸发的优点 （1）真空蒸发的温度低，适用于处理在高温下易分解、聚 合、氧化或变性的热敏性物料。 （2）蒸发操作的热源可以采用低压蒸汽或废汽，提高了热 能的利用率。 （3）在减压下溶液的沸点降低，使蒸发器的传热推动力增 3 加，所以对一定的传热量，可以相应减小蒸发器的传热面积。 （4）真空蒸发的操作温度低，可减少蒸发器的热损失。 4.真空蒸发的缺点 （1）在减压下，溶液的沸点降低，其粘度则随之增大，从 而导致蒸发器总传热系数的下降。 （2）需要有一套真空系统，并消耗一定的能量，以保持蒸 发室的真空度。
4
第5章 蒸发
5.1.2 蒸发过程的特点
蒸发操作总是从溶液中分离出部分（或全部）溶剂。常见的蒸发过程实际上 是通过传热壁面的传热，使一侧的蒸汽冷凝而另一侧的溶液沸腾，溶剂的汽化速 率由传热速率控制，所以蒸发属于传热过程。但蒸发又有别于一般的传热过程， 具有下述特点： (1)传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，所以属于壁面 两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 (2)溶液性质：在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增大，腐蚀性逐渐加强。有些溶液在 蒸发过程中有晶体析出、易结垢、易产生泡沫，在高温下易分解或聚合。 (3)溶液沸点的改变：含有不挥发溶质的溶液，其蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压 低。换句话说，在相同压强下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，所以当加热蒸汽 的压强一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液浓度越 高这种现象越显著。 (4)泡沫夹带：溶剂蒸气中夹带大量泡沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物 料，而且污染冷凝设备。 (5)能源利用：蒸发时产生大量溶剂蒸气，如何利用溶剂的汽化热，是蒸发操作中 要考虑的关键问题之一。
食品工程原理 第五章 习题解答
第五章习题解答1. 什么样的溶液适合进行蒸发？答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。
只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。
2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。
3. 什么叫真空蒸发？有何特点？答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。
将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。
操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。
真空蒸发的特点在于：①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降；③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。
4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。
②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。
二次蒸汽易挟带泡沫。
③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。
④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。
5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。
也可作物料衡算求得。
在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。
蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。
6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。
第5章 蒸发
第5章蒸发1．蒸发操作与特点生蒸汽：从系统外引来用作加热的水蒸汽。
二次蒸汽：蒸发操作中产生的蒸汽。
单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，不再利用其冷凝热的蒸发操作。
多效蒸发：将前一效的二次蒸汽引入下一效（蒸发器）作为加热热源的串联蒸发操作。
蒸发可以在不同的压强下进行，如果在减压下进行，则称为真空蒸发。
真空蒸发多用于热敏性物料的浓缩。
蒸发操作是一个传热过程，其传热特点是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的恒温差传热过程。
2．单效蒸发2．1溶液的沸点和温度差损失一定压强下，溶液的沸点较纯水的高，两者沸点之差，称为溶液的沸点升高。
设加热蒸汽的温度为T，二次蒸汽温度为T′，溶液的沸点为t，则理论传热温差为：Δt T=T- T′实际传热温差（有效温差）为：Δt＝T-t两者之差称为蒸发器的温度差损失：Δ＝Δt0-Δt＝t-T′或 t=Δ+T′造成温度差损失的原因有3个方面：(1)因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失Δ′(2)由液层静压效应而引起的温度差损失Δ″(3)由于管路流动阻力而引起的温度差损失'''∆。
温度差损失，'''∆一般可取为1℃。
温度差损失：''''''∆+∆+∆=∆需要注意的是：对于单效蒸发，若指定的是蒸发器内的操作压强，则'''∆不计入温度差损失中。
2.2 单效蒸发的计算2.2.1 蒸发器的物料衡算单效蒸发如图所示，作溶质的衡算，有：Fx0＝(F-W)x1整理得：或式中：F-进料量，kg/h；W-水分蒸发量，kg/h；x0-原料液中溶质的质量分数；x1-完成液(即浓缩液)中溶质的质量分数。
2．2．2 蒸发器的热量衡算溶液的比热容由下面经验公式求取：C p＝ C PW (1-x)+ C PB x式中：C PW和C PB分别为水和溶质的比热容，kJ/(kg·K)。
当x＜0.2时，上式可简化为C P＝C PW (1-x)式中：Q-蒸发器的热负荷，kJ/h；D-加热蒸汽的消耗量，kg/h；r-加热蒸汽的汽化潜热，kJ/kg；r′-二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg；t0-原料液的温度，℃；t1-完成液的温度(即溶液的沸点)，℃；C P0-原料液的比热容，kJ/(kg ·K)；Q L -蒸发器的热损失，kJ/h ；若原料液在沸点下进料，即t 1＝t 0，并忽略蒸发器的热损失，则上式为：D ＝Wr ′/r或 e ＝D/W ＝r ′/r式中：e 为蒸发1 kg 水时的加热蒸汽消耗量，称为单位蒸汽消耗量，kg/kg 。
化工原理蒸发习题及答案
化工原理——蒸发习题及答案第五章蒸发一、选择或填空1. 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用_____流程。
A 平流加料B 并流加料C 逆流加料D 双效三体并流加料2.蒸发器的生产强度是指_________。
欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高________。
3．蒸发过程中引起温度差损失的原因有（1）__________ ，（2）_________ ，（3）_________ 。
4．多效蒸发与单效蒸发相比，其优点是_______ 。
多效蒸发操作流程有______ 、_______ 和______ 。
5．循环型蒸发器的传热效果比单程型的效果要________ 。
6．要想提高生蒸汽的经济性，可以________ ，________, _________ ，_________。
7．计算温度差损失时以__________ 计算。
二、计算题1.用一单效蒸发器将1500kg/h的水溶液由5％浓缩至２５％（均为质量％）。
加热蒸汽压力为１９０kpa，蒸发压力为３０kpa（均为绝压）。
蒸发器内溶液沸点为７８℃，蒸发器的总传热系数为１４５０W/(m2·℃)。
沸点进料，热损失不计。
（１）完成液量；（２）加热蒸汽消耗量；（3）传热面积；2. 浓度为2.0％（质量）的盐溶液，在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至3.0％。
蒸发器的传热面积为69.7m2，加热蒸发为110℃饱和蒸汽。
加料量为4500Kg/h，料液的比热Cp＝4100J/（Kg.℃）。
因为稀溶液，沸点升高可以忽略，操作在1atm下进行。
（1）计算蒸发的水量及蒸发器的传热系数；（2）在上述蒸发器中，将加料量提高至6800Kg/h，其他操作条件（加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压强）不变时，可将溶液浓缩至多少浓度？3. 一并流操作的三效蒸发器用以浓缩水溶液，加热蒸汽为121℃饱和蒸汽，末效蒸发室的操作压强为26.1Kpa（绝压）。
原料预热至沸点加入第一效内，料液的浓度很低，沸点升高可以不计。
化工原理第五章习题及解答
化⼯原理第五章习题及解答第五章蒸馏⼀、名词解释：1、蒸馏：利⽤混合物中各组分间挥发性不同的性质，⼈为的制造⽓液两相，并使两相接触进⾏质量传递，实现混合物的分离。
2、拉乌尔定律：当⽓液平衡时溶液上⽅组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正⽐。
3、挥发度：组分的分压与平衡的液相组成（摩尔分数）之⽐。
4、相对挥发度：混合液中两组分挥发度之⽐。
5、精馏：是利⽤组分挥发度的差异，同时进⾏多次部分汽化和部分冷凝的过程。
6、理论板：⽓液两相在该板上进⾏接触的结果，将使离开该板的两相温度相等，组成互成平衡。
7、采出率：产品流量与原料液流量之⽐。
8、操作关系：在⼀定的操作条件下，第n层板下降液相的组成与相邻的下⼀层（n+1）板上升蒸汽的组成之间的函数关系。
9、回流⽐：精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之⽐。
10、最⼩回流⽐：两条操作线交点落在平衡曲线上，此时需要⽆限多理论板数的回流⽐。
11、全塔效率：在⼀定分离程度下，所需的理论板数和实际板数之⽐。
12、单板效率：是⽓相或液相通过⼀层实际板后组成变化与其通过⼀层理论板后组成变化之⽐值。
⼆、填空题：1、在精馏塔的任意⼀块理论板上，其离开塔板的液相泡点温度与离开塔板的⽓相露点温度的⼤⼩相⽐是_________。
相等2、当塔板上____________________________________________________时，称该塔板为理论塔板。
离开的汽相与液相之间达到平衡时3、直接⽔蒸汽加热的精馏塔适⽤于__________________________________________________的场合。
降低，升⾼5、间歇精馏操作中，若欲保持馏出液组成不变，必须不断______________，若保持回流⽐不变，则馏出液组成________________。
增加回流⽐，不断下降6、在精馏塔设计中，若F D x x R q、、、，D/F 相同时，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相⽐，T ，间N T ，直N ，W x ，间W x ，直。
化学蒸发操作习题以及答案
化学蒸发操作习题以及答案第一篇：化学蒸发操作习题以及答案1.下列说法错误的是（C）。
A、多效蒸发时，后一效的压力一定比前一效的低；B、多效蒸发时效数越多，单位蒸气消耗量越少；C、多效蒸发时效数越多越好；D、大规模连续生产场合均采用多效蒸发2.多效蒸发流程中不宜处理黏度随浓度的增加而迅速增大的溶液是（A）。
A、顺流加料；B、逆流加料；C、平流加料；D、错流加料3.多效蒸发流程中主要用在蒸发过程中有晶体析出场合的是（C）。
A、顺流加料；B、逆流加料；C、平流加料；D、错流加料4.将加热室安在蒸发室外面的是（C）蒸发器。
A、中央循环管式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制循环式5.膜式蒸发器中，适用于易结晶、结垢物料的是（A）。
A、升膜式；B、降膜式；C、升降膜式；D、回转式6.下列结构最简单的是（A）蒸发器。
A、标准式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制循环式7.下列说法中正确的是（D）。
A、单效蒸发比多效蒸发应用广；B、减压蒸发可减少设备费用；C、二次蒸气即第二效蒸发的蒸气；D、采用多效蒸发的目的是降低单位蒸气消耗量8.在多效蒸发的三种流程中（C）。
A、加热蒸气流向不相同；B、后一效的压力不一定比前一效低；C、逆流进料能处理黏度随浓度的增加而迅速加大的溶液；D、同一效中加热蒸气的压力可能低于二次蒸气的压力9.热敏性物料宜采用（C）蒸发器。
A、自然循环式；B、强制循环式；C、膜式；D、都可以10.蒸发操作中，下列措施中不能显著提高传热系数K的是（C）。
A、及时排除加热蒸气中的不凝性气体；B、定期清洗除垢；C、提高加热蒸气的湍流速度；D、提高溶液的速度和湍流程度11.下列溶液循环速度最快的是（D）蒸发器。
A、标准式；B、悬筐式；C、列文式；D、强制循环式1.多效蒸发的目的是为了提高产量。
（×）2.蒸发生产的目的，一是浓缩溶液，二是除去结晶盐。
（×）3.溶液在自然蒸发器中的循环的方向是：在加热室列管中下降，而在循环管中上升。
化工原理蒸发
不同类型的蒸发器，各有特点，对溶液的适应性 也不相同，见P302表5-1。
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5.2 单效蒸发
5.2.1 溶液的沸点和温度差损失 1.溶液的沸点
含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下纯 水的低，即在相同的压强下，溶液的沸点高于纯 水的沸点，所以当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的 传热温度差要小于蒸发水的温度差，两者之差称 为温度差损失，而且溶液浓度越高，温度差损失 越大
tW
tW′
纯水沸点，℃
线即可求得该溶液在其它压
强下的沸点。
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求解方法有两种：
总的温度差损失为三项之和，即Δ=Δ’ +Δ’’
+20Δ24’/10/’10 ’
30
1).因溶液蒸汽压下降所引起的温度差损失Δ′
设tA为仅考虑因溶质存在时引起蒸汽压下降时溶液 的沸点，则Δ′=tA-T′。Δ值的大小与溶液的种类、 浓度以及操作压强有关，通常采用两种方法计算：
(1).经验估算法(吉辛科法) 对常压下由于蒸汽压下降而引起的沸点升高Δa′进 行修正用于操作压强下的温度差损失。
冷凝水
2024/10/10
完成液
水
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蒸发操作时，溶液由分离室底 部加入，沿中央循环管流向加
1.加热室 2.加热管 3.中央循环管 4.分离室 5.除沫器
不凝性气体
热室，在加热室垂直管束内通 过时与饱和蒸汽间接换热，被 加热至沸腾状态，汽液混合物
6.冷凝器 二次蒸汽
冷却水
沿加热管上升，达到分离室时
蒸汽与溶液分离。为与加热蒸 汽相区别，产生的蒸汽称为二 料液
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溶液沸点的改变(升高)：含有不挥发溶质的溶液， 其蒸汽压较同温度下纯水的低，即在相同的压强 下，溶液的沸点高于纯水的沸点，所以当加热蒸 汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水 的温度差，两者之差称为温度差损失，而且溶液 浓度越高，温度差损失越大
第五章 蒸 发
5-1 蒸发过程概述
一、蒸发过程概述
1．蒸发的概念 将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发 性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程称为蒸发。 分离的基础：溶质与溶剂的挥发性不同。
蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、食品等许
多工业中。
2．蒸发操作的目的 （1）稀溶液的增浓直接制取液体产品，或者将浓缩的溶液 再经进一步处理（如冷却结晶）制取固体产品（蔗糖水溶 液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等）； （2）纯净溶剂的制取（海水蒸发脱盐制取淡水）。 （3）同时制备浓溶液和回收溶剂（中药生产中酒精浸出液 的蒸发）。
例：现采用某单效真空蒸发器来浓缩某水溶液。已知进料量为
10吨/h，料液从15%浓缩至浓度为60%（均为质量分数），沸
点进料；加热蒸汽压力为300kPa（绝压）；冷凝水在饱和温度 下排出；冷凝器内的真空度为81.3kPa，各项温度差损失分别
为Δ’=2.5℃， Δ’’=3.5℃；热损失为加热蒸汽放出热量的
工业上被蒸发的溶液多为水溶液，本章的讨论仅 限于水溶液的蒸发。 原则上，水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液 体的蒸发也是适用的。
3．蒸发流程
当液体受热时，靠近加热面的分子不断地获得动能。当一
些分子的动能大于液体分子之间的引力时，这些分子便会
从液体表面逸出而成为自由分子，即分子的汽化（分子运
（3）间歇蒸发与连续蒸发 根据蒸发的过程模式。 间歇蒸发——分批进料或出料的蒸发操作；非稳态 操作；适合于小规模多品种的场合。
连续蒸发适合于大规模的生产过程。
5．蒸发操作的特点 蒸发：蒸汽冷凝——溶液沸腾；热量传递过程，传 热速率是蒸发过程的控制因素；蒸发所用的设备属 于热交换设备。 与一般的传热过程比较，蒸发过程具有自身的特点。
第五章蒸发(概述、1节)
二、单效蒸发流程
二次蒸汽
不凝性气体
冷却水
冷凝器
原料液 加热蒸汽
（生蒸汽）
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除沫器 蒸发室
加热室
冷凝水
完成液 单效蒸发器
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水
2019/5/10
概述：蒸发的基本原理 (4)
1、加热剂——饱和蒸汽，也称为新鲜蒸汽，或生蒸汽，一般来自锅炉，
用于加热稀溶液使之沸腾，其冷凝水在在饱和状态下排出；
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2019/5/10
第一节 蒸发设备(10)
二、强制循环型蒸发器：
强制型与自然 循环的最大区别是 增加了循环泵，加 强了溶液在蒸发器 内的流速,其速度 可达2～3.0m/s， α较大，速度增大 则阻力损失增大， 耗能增大。
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2、真空蒸发：为什么多数采用真空蒸发？
（1）可以降低溶液的沸点： 提高蒸发的传热推动力——Δtm=T-t
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2019/5/10
概述：蒸发的基本原理 (12)
（2）明确以下概念：对于t(沸点)—p(操作压强)的关系:
①浓度x一定，p↑,t↑;p↓,t↓; ②操作压强p一定，浓度x↑，t ↑(溶质的沸点升高) ③同一压强p,同一浓度x，沸点t的高低决定于物料种类。 ④ 若保持 p↓,t↓,Δtm不变，可以降低加热蒸汽的饱和温度Ts， 进一步可以减少热损失。
溶液物料走管程 以管式为例
沸腾
蒸发是 有相变
加热蒸汽走壳程
被冷凝
蒸发过程的推动力：Δtm=T-t
的传热 过程；
加热蒸汽的饱和蒸汽压 Ps↔饱和温度T
第5章真空蒸发2
第五章 真空蒸发装置
第六节蒸发设备的工艺计算 一、单效真空蒸发的工艺计算 传热面积
F Q Dr2 Kt K (tn t2 )
649.89(632.4 111.2) 1500(111 61)
4.51m2
第五章 真空蒸发装置
第六节蒸发设备的工艺计算
第五章 真空蒸发装置
第六节蒸发设备的工艺计算
一、单效真空蒸发的工艺计算 例题：采用真空蒸发，将浓度20%的物料蒸发 到50%，加料量1000kg/h,沸点进料，已知蒸发 器的传热系数K=1500Kcal/m2hoC，加热蒸汽表 压0.5kg/m2,真空度600mmHg，求生蒸汽耗量 及蒸发器的传热面积（热损失按2%计） 解：由物料衡算式求水分蒸发量
一、单效真空蒸发的工艺计算
1、物料衡算： 在蒸发过程中，溶质是不汽化的，在理想
情况下，设没有其它损失，则溶质是在蒸发前 后是相等的。
设水份蒸发量为w，进料量为S，进料浓度 为B0，出料浓度为B1。
S Bo=(S—W)B1 式中：W—水份蒸发量公斤／时
S—物料进入量公斤／时 Bo—进入物料的浓度％ B —浓缩液的浓度％
走的热。
第五章 真空蒸发装置
第六节蒸发设备的工艺计算
一、单效真空蒸发的工艺计算
2、热量衡算： 即 D* i1+SCt1=Wi2+(S—W)C2t2+Dik 由上式就可算出加热蒸汽消耗量，式中：
D—加热蒸汽用量公斤／时 i1—加热蒸汽热焓千卡／公斤℃ C—进料液的比热千卡／公斤 C2—浓缩液的比热千卡／公斤 t1—溶液进料的温度℃ i2—二次蒸汽热焓千卡／公斤 t2—溶液浓缩终了温度℃ ik—加热蒸汽凝结成冷凝水之热焓千卡／公斤 S—进料量公斤／时 水的比热=1千卡／公斤℃
蒸发习题答案
蒸发习题答案蒸发习题答案蒸发是一种常见的物理现象，它指的是液体在接触到空气时逐渐转化为气体的过程。
蒸发习题是物理学或化学学科中的一种常见题型，通过解答这些习题可以帮助我们更好地理解蒸发现象及其相关的物理原理。
在本文中，我们将探讨一些常见的蒸发习题，并给出详细的解答。
1. 问题：一个开放的水杯里有200毫升的水，放在室温下，经过一段时间后，水杯里的水量减少到150毫升。
请问蒸发了多少毫升的水？解答：蒸发是液体转化为气体的过程，因此蒸发的水量可以通过初始水量减去最终水量来计算。
根据题目给出的数据，初始水量为200毫升，最终水量为150毫升，所以蒸发的水量为200毫升减去150毫升，即50毫升。
2. 问题：一个开放的水槽里有500升的水，放在室温下，经过一段时间后，水槽里的水量减少到400升。
请问蒸发了多少升的水？解答：与上一个问题类似，蒸发的水量可以通过初始水量减去最终水量来计算。
根据题目给出的数据，初始水量为500升，最终水量为400升，所以蒸发的水量为500升减去400升，即100升。
3. 问题：一个密闭容器里有100毫升的水，放在室温下，经过一段时间后，容器内的水量减少到80毫升。
请问蒸发了多少毫升的水？解答：由于容器是密闭的，水蒸发后会凝结在容器壁上，因此容器内的水量减少并不等于蒸发的水量。
在这种情况下，我们需要考虑蒸发和凝结之间的平衡。
根据题目给出的数据，容器内的水量减少了20毫升，这意味着蒸发了20毫升的水。
然而，这些蒸发的水分子会凝结在容器壁上，形成水滴，所以容器内的水量只减少了20毫升。
4. 问题：一个密闭容器里有500升的水，放在室温下，经过一段时间后，容器内的水量减少到400升。
请问蒸发了多少升的水？解答：同样地，在一个密闭容器中，蒸发的水量并不等于容器内水量的减少量。
根据题目给出的数据，容器内的水量减少了100升，这意味着蒸发了100升的水。
然而，这些蒸发的水分子会凝结在容器壁上，形成水滴，所以容器内的水量只减少了100升。
第五章 蒸发
第五章蒸发蒸发是将溶液加热至沸腾状态，使一部分溶剂汽化并除去的操作。
蒸发也是化工、医药、食品等工业牛产过程中常用的单元操作之一。
在食品工业中如奶粉、糖、盐的生产中，先要将物料溶液蒸发浓缩得到高浓度的溶液，再将其结晶析出，得到固体产品，再加以干燥。
蒸发操作也有的是为得到高浓度的溶液，如果汁的浓缩，也是使其一部分水份汽化并除去，以得到浓缩的产品。
在化工生产中，用电解法制得的烧碱(NaOH水溶液）的浓度一般只有10%左右，它也是通过蒸发其中的部分水份，使其达到浓度为42%左右的质量要求的，等等；除此之外，蒸发操作常常用来先将原料液中的溶剂汽化，然后加以冷却以得到固体产品。
例如食糖的生产就属于此类。
如图是一套典型的蒸发操作装置图。
左面的设备是用来进行蒸发操作的主体设备—蒸发器，它的下部分是由若干加热管组成的加热室(1)，加热蒸汽在管间（壳方）被冷凝，它所释放出来的冷凝潜热通过管壁传给被加热的料液，使溶液受热沸腾汽化。
在沸腾汽化过程中，将不可避免地会夹带一部分液体，为此，在蒸发器的上部设置了一个称为分离室的分离空间（2），并在其出口处装有除沫装置，以便将夹带的液体分离开，蒸汽则进入冷凝器（4）内，被冷却水冷凝后从底部排出。
溶液浓缩后，从底部排出。
第一节概述一.蒸发原理将不挥发性的物质的稀溶液加热至沸腾，使部分溶剂气化排走，以提高溶液浓度的单元操作。
二．蒸发的用途1．使溶液增浓制取浓溶液，如电解法制取NaOH，很多化工废料最后的处理。
2．回收固体溶质，制取固体产品，通过将溶液浓缩到饱和状态，再使其冷却结晶分离，如蔗糖、食盐的精制。
3．除去不挥发性的杂质，制取纯净溶剂，如海水淡化。
三．蒸发操作条件1．持续不断的供给热量使溶液保持沸腾2．不停地将气化出来的蒸气排除。
四．蒸汽1．加热蒸气作为热源的蒸气2．二次蒸气溶液中蒸发出来的气化的溶剂五、蒸发操作的分类1．按二次蒸气是否被利用分1）单效蒸发不利用，直接排掉。
2） 多效蒸发 利用，前一效产生的二次蒸气被用作下一效的加热蒸气。
蒸发和凝结 习题(含答案)
蒸发和凝结习题(含答案)
1. 什么是蒸发？以及它发生的条件是什么？
蒸发是指液体转化为气态的过程。
液体分子的热运动使其部分分子具有足够的能量以克服表面张力，从而离开液面转化成气态分子。
发生蒸发的条件包括：
- 液体表面能量足够
- 气体与液体间的分压差
- 温度高
2. 什么是凝结？以及它发生的条件是什么？
凝结是指气态物质转化为液态或固态的过程。
当气体达到饱和状态时，过剩的分子附着在表面并聚集在一起，从而形成液体或固体。
发生凝结的条件包括：
- 气体密度足够
- 一定的气压
- 温度低
3. 如果一个杯子中的水一直蒸发，它最后会变成什么？
如果一个杯子中的水一直蒸发，最后杯子里的水会全部蒸发到
空气中，变成水蒸气。
但如果杯子被盖上，水蒸气会和空气中的水
分子达到平衡状态，杯子中的水蒸气不会继续蒸发。
4. 如果室温为25℃，一个杯子中盛有冰水，外面的空气温度降到10℃以下，会发生什么？
当室温为25℃时，外面漫步的空气温度降到10℃以下，空气
中的水分子的饱和水平低于冰水中的水分子，会导致空气中的水分
子向杯子表面凝结，形成水珠。
这就是为什么夏季天气潮湿，从空
调出风口飞出的纸条上会留下一些水滴的原因。
5. 什么是露点？
露点是指在恒定气压下，空气中的水分子凝结成液态水的温度。
当空气中的水蒸气饱和并且没法继续扩散时，就会发生水分子凝结
的过程，此时的温度便是露点。
露点可以用来衡量空气中的湿度和
水分含量。
当空气温度达到露点时，就会出现雾霾、冷凝等现象。
化工原理课后习题解析(第五章)
第5章 蒸发5-1、在葡萄糖水溶液浓缩过程中，每小时的加料量为kg 3000，浓度由15%（质量）浓缩到70%（质量）。
试求每小时蒸发水量和完成液量。
（答：1h kg 2357-⋅，1h 43kg 6-⋅）解：⑴蒸发水量10h kg 2357)70.015.01(3000)1(-⋅=-=-=x x F W ； ⑵完成液量1h kg 64323573000-⋅=-=-W F 。
5-2、固体NaOH 的比热容为11K kg kJ 31.1--⋅⋅，试分别估算NaOH 水溶液浓度为10%和25%时的比热。
（答：11K kg kJ 77.3--⋅⋅，11K kg .47kJ 3--⋅⋅）解：⑴%10浓度的NaOH 溶液：11K kg kJ 77.3)1.01(183.4)1(--⋅⋅=-=-=x c c w ；⑵%25浓度的NaOH 溶液：11K kg kJ 47.325.031.1)25.01(183.4)1(--⋅⋅=⨯+-=+-='x c x c c w 质。
5-3、已知单效常压蒸发器每小时处理kg 2000 NaOH 水溶液，溶液浓度由15%（质量）浓缩到25%（质量）。
加热蒸汽压力为92kPa 3（绝压），冷凝温度下排出。
分别按20℃加料和沸点加料（溶液的沸点为113℃）。
求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
假设蒸发器的热损失可以忽略不计。
（答：1h kg 1160-⋅、45.1，1h50.9kg 8-⋅、06.1）解：蒸发水量110h kg 800)25.015.01(2000)1(-⋅=-=-=x x F W ， 92kPa 3时蒸气的潜热1kgkJ 2132-⋅=r ，NaOH 溶液的比热11K kg kJ 56.3)15.01(183.4)1(--⋅⋅=-=-=x c c w ，⑴原料于C 20︒加入 二次蒸气的焓1kg kJ 2670-⋅1h kg 116021322056.32000267080011356.3)8002000(-⋅=⨯⨯-⨯+⨯⨯-=D45.18001160==W D ； ⑵沸点加料1h kg 9.850213211356.32000267080011356.3)8002000(-⋅=⨯⨯-⨯+⨯⨯-=D 06.18009.850==W D 。
环建第五章习题解答
第五章思考题：1、i热力膨胀阀：通过在蒸发器出口加上感温包，感应出口处制冷剂的过热度，将之转化为相应感温包中液体的饱和压力，进而通过弹簧的变形来控制阀门的开度。
ii电子膨胀阀：通过利用被调节参数的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的。
电子膨胀阀在变容量调节系统中的实用性更高，能高胜任负荷变化多、变化快的系统。
2、充液式：充液式感温包中的充注量足够大，保证在任何过程中感温包中均有液体的存在。
通过感温包与蒸发器出口温度达到热力平衡时，感温包中传递的是对应温度的饱和压力p3，而由于是外平衡热力膨胀阀，故蒸发器出口压力也随即被传递，为p1，加上弹簧的压力p2，形成p1+p2=p3，当外界负荷发生改变时，导致制冷剂过热度变大，p3增大，则增大制冷剂流量。
充气式感温包内充注的液体数量取决于热力膨胀阀工作室的最高蒸发温度，在该温度下，感温系统内的所充注的液态制冷剂全部汽化为气体。
而工作原理与充液感温包的区别在于当感温包内的制冷剂全部变成气体时，当蒸发器出口过热度增大时，尽管感温包内气体温度增加很大，压力却增加很少，这样使得阀门基本不会开大。
而当出现题目中的情况时，充液式热力膨胀阀的阀门加开度增幅很大，而充气式则不会。
3、完好的热力膨胀阀感温包中的介质温度为室温，对应的压力大约为1MPa，正常投入工作时的过热温度下的饱和压力，而蒸发器入口对应压力位室内气压，故此时为开启状态；而破裂的感温包只能给膜片提供大气压，与制冷剂进口压力（同样为大气压力）抵消。
所以此时阀门关闭。
4、膨胀阀前出现气化说明过冷度不够，此时制冷剂在汽液两相区，膨胀阀几口制冷剂比容增大，则膨胀阀内单位体积下的制冷剂质量减少，单位质量制冷量也减少，使得蒸发器面积不能充分利用，导致过热度过大。
5、选型过大导致过热度不够，进入压缩机可能出现液击现象，出现振荡现象（？）；当选型过小则导致过热度过大，蒸发器不能被完全利用。
6、都可以用作节流装置，而且机构简单，都是利用沿程阻力使得通过其中的液体压力下降。
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第五章 蒸发1.在一套三效逆流蒸发流程中，以每小时3000kg 的规模将浓度为10％（质量分数，下同）的某水溶液浓缩至40%。
若各效蒸发水量的比例控制在1:1.2:1.4，试计算总蒸发水量及各效溶液的浓度。
解：由已知条件得最终产品量为：h kg /750%4030001.0=⨯ 总蒸发量：11113216.34.12.1/22507503000W W W W W W W h kg W =++=++==-= 所以：h kg W h kg W h kg W /875;/750;/625321=== 第一效完成液浓度：%6.126253000300300030001.011=-=-⨯=W x第二效完成液浓度：%5.187506253000300300030001.0212=--=--⨯=W W x第三效完成液浓度：%403=x2.已知浓度为25％的CaCl 2水溶液在50kPa 下的沸点为87.5℃，若二次蒸汽的压强为35kPa ，请分别用杜林规则和溶液由于蒸汽压下降引起温度差损失的方法计算溶液的沸点，并比较两种计算方法及结果。
解：查附录（无机盐水溶液…）得常压下25％CaCl 2水溶液的沸点为107.5℃；水在常压、50 kPa 和35 kPa 下的沸点分别为100℃、81.2℃和70.8℃； 35 kPa 下饱和水蒸汽的温度为70.8℃，汽化潜热为2323kJ/kg 方法一：06.12.811005.875.1072121=--=--=w w A A t t t t k所以，该溶液在35 kPa 下的沸点：5.76)8.70100(06.15.107)(3113=--=--=w w A A t t k t t ℃方法二：常压下由于沸点升高引起的温度损失5.71005.107'0=-=∆℃35 kPa 下，温度损失为 0∆'=∆'f 其中，824.02323)2738.70(0162.0)273(0162.022=+⨯='+'=r T f18.65.7824.0=⨯=∆'∴℃不考虑静压效应，则98.7618.68.70=+=∆'+'=T t A ℃ 可见，两种方法计算结果基本一致，但方法一更为简便。
3.采用一传热面积为40m 2的单效标准蒸发器将10%（质量分数，下同）的NaOH 水溶液浓缩到25%，原料液在沸点温度下进料，溶液在蒸发器加热管内的液层高度为1.6m ，操作条件下，溶液的平均密度为1230kg/m 3，加热介质用120kPa （绝对压强）的饱和水蒸汽，冷凝水在蒸汽温度下排出。
分离室的操作压力为15kPa （绝对压强），总传热系数为1300W/（m 2·℃），蒸发器的热损失以加热量的10%计。
试求：①各种温度差损失；②加热蒸汽消耗量；③该蒸发装置的生产能力（以原料计）。
解：① 计算各种温度差损失由附录中饱和蒸汽表查出120 kPa 下加热蒸汽温度T =104.5℃，汽化潜热r =2246.8kJ/kg 15 kPa 下加热蒸汽温度Tc =53.5℃，汽化潜热r ’=2370.0kJ/kg由杜林线图5-4查得15 kPa 下水的沸点为t b =53.5℃，25%NaOH 水溶液的沸点为68℃, 则 ∆'=68-53.5=14.5℃液层高度为1.6m ，则65.24106.181.912305.01523=⨯⨯⨯⨯+=+'=-ghp p m m ρkPa 查得此压强下水的沸点为t m =63.1℃b m t t -=∆''=63.1-53.5=9.6℃设二次蒸汽温度由蒸发器至冷凝器温度降低1℃，即∆'''=1℃ 总温度差损失：∆'''+∆''+∆'=∆=14.5+9.6+1=25.1℃ 溶液沸点：t =Tc +∆=53.5+25.1=78.6℃有效传热温度差：9.256.785.104=-=-=∆t T t m ℃ ② 加热蒸汽消耗量D由于热损失为加热量的10%，则热负荷与传热量的关系为： Q =Dr =KA m t ∆+0.1Q 即 rt KA D m9.0∆=代入已知数据得 7.239736008.22469.0109.254013009.03=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=-r t KA D m kg/h③ 以原料计的生产能力除热损失之外的热量全部用于蒸发水分，即r W t KA Q m '=∆=' 对于单效蒸发有如下物料恒算关系：10)(x W F Fx -= 所以，以原料计的生产能力为2.25573600101.05.05.023709.254013003011=⨯-⨯⨯⨯=-'∆=-x x x r t KA F m kg/h4.有一并流三效蒸发装置用以浓缩蔗糖溶液。
稀糖汁中含糖10%（质量分数，下同），进料量为每小时2.5吨，进料温度27℃，浓缩糖汁含糖50%。
溶液的沸点升高∆'可认为与压力无关，仅是糖浓度的函数，其关系式为∆'=1.78x +6.22x 2。
过程中忽略液柱静压头效应和管路阻力引起的温差损失∆''和∆'''。
第一效加热蒸汽压力为200 kPa （绝压，下同），末效操作压力为15 kPa 。
溶液的定压比热容由c p =4.19－2.35x kJ/(kg·℃)确定，并忽略浓缩热效应。
各效的总传热系数分别为K 1=3120 W/（m 2·℃），K 2=1990 W/（m 2·℃）和K 3=1140 W/（m 2·℃），且不计热损失。
求加热蒸汽消耗量和传热面积（要求各效传热面积相等）。
解：① 初算各效的浓度总蒸发量2000)5.01.01(2500)1(31=-⨯=-=x x F W kg/h 各效蒸发量的分配：并流进料时，设 2.1:1.1:1::321=W W W 又 2000321=++=W W W W kg/h所以 W 1=606.1 kg/h ，W 2=666.7 kg/h ，W 3=727.3 kg/h 各效溶液浓度的估算：132.01.01.60625002500011=⨯-=-=x W F F x204.01.07.6661.606250025000212=⨯--=--=x W W F F x50.03=x② 计算各效的温度差损失和溶液沸点 由各效溶液浓度计算溶液的沸点升高为343.022.678.11132.021111=∆'−−−→−+=∆'=x x x ℃ 622.022.678.12204.022222=∆'−−−→−+=∆'=x x x ℃445.222.678.1350.023333=∆'−−→−+=∆'=x x x ℃过程中忽略液柱静压头效应和管路阻力引起的温差损失∆''和∆'''，所以∑Δ=∑i∆'=0.343+0.622+2.445=3.41℃ 由饱和水蒸气表查得200 kPa 下加热蒸汽温度T 1=120.2℃，汽化潜热r =2204.6kJ/kg15 kPa 下加热蒸汽温度T 4=53.5℃，汽化潜热r ’=2370.0kJ/kg则总有效温度差 ∑Δt i =T 1－T 4－∑Δ=120.2－53.5－3.41=63.3 ℃ 设321A A A ==，321Q Q Q == 则各效的有效温度差为：92.11114011990131201312013.63111132111=++⨯=++∆=∆∑K K K K t t i ℃ 62.18114011990131201199013.63111132122=++⨯=++∆=∆∑K K K K t t i ℃ 77.32114011990131201114013.63111132133=++⨯=++∆=∆∑K K K K t t i ℃ 由此可求出各效溶液的沸点：第一效： 28.10892.112.120111=-=∆-=t T t ℃ 第一效温度差损失：343.01=∆℃故进入第二效加热蒸汽的饱和温度：94.107343.028.108112=-=∆-=t T ℃ 第二效： 32.8962.1894.107222=-=∆-=t T t ℃ 第二效温度差损失：622.02=∆℃故进入第三效加热蒸汽的饱和温度：7.88622.032.89223=-=∆-=t T ℃第三效： 93.5577.327.88333=-=∆-=t T t ℃ ③ 由热量衡算求各效的水分蒸发量以0℃为基准，计算各效沸点下的焓，h =t c p = t (4.19－2.35x )，查蒸汽性质，得下表：注：二次蒸汽的焓近似以饱和蒸汽焓计。
不计热损失时，各效热衡算：第一效：)()(111010h H W h h F Dr -+-=即 2204.6D =2500(420.13-106.78)+W 1(2690-420.13)D =1.03W 1+355.34 (a) 第二效：)())((22212111h H W h h W F r W -+--=即 2237.4W 1=(2500-W 1)(331.38-420.13)+W 2(2658.1-331.38)W 1=1.083W 2-103.26 (b) 第三效：)())((333232122h H W h h W W F r W -+---=即 2285.5W 1=(2500-W 1-W 2)(168.91-331.38)+W 3(2594-168.91) W 3=1.01W 2+35.9 (c)2000321=++W W W (d)联立以上(a)、(b)、(c)、(d)四式，得W 1=620.62kg/h W 2=668.4kg/h W 3=710.98kg/h D =994.58 kg/h重新计算各效的浓度为：133.01.062.62025002500011=⨯-=-=x W F F x206.01.04.66862.620250025000212=⨯--=--=x W W F F x50.03=x与第一次计算结果相差不大，故各效的沸点升高可以不必重算，仍然为：343.01=∆'℃， 622.02=∆'℃，445.23=∆'℃忽略液柱静压头效应和管路阻力引起的温差损失，仍然有：∑Δ=3.41℃ ④ 计算传热面积2110138.16360092.11312010006.220458.994m t K Dr A =⨯⨯⨯⨯=∆=22211241.10360062.18199010004.223762.620m t K r W A =⨯⨯⨯⨯=∆=23322336.11360077.32114010005.22854.668m t K r W A =⨯⨯⨯⨯=∆=各效传热面积相差较大，需重新分配各效温度差。