化工原理習題解答(華南理工大學化工原理教研組

1、第五章蒸發(fā)51、在單效蒸發(fā)器內(nèi)，將10%NaOH水溶液濃縮到25%，分離室絕對壓強為15kPa，求溶液的沸點和溶質(zhì)引起的沸點升高值。解：查附錄：15kPa的飽和蒸氣壓為53.5℃，汽化熱為2370kJkg(1)查附錄5，常壓下25%NaOH溶液的沸點為113℃所以，Δa=113100=13℃??729.023702735.530162.00162.022??????rTf所以沸點升高值為Δ=fΔa=0.72913=9.5℃操作條件下的沸

2、點：t=9.553.5=63℃(2)用杜林直線求解蒸發(fā)室壓力為15kPa時，純水的飽和溫度為53.5℃，由該值和濃度25%查圖57，此條件下溶液的沸點為65℃因此，用杜林直線計算溶液沸點升高值為Δ=6353.5=9.5℃52、習題1中，若NaOH水溶液的液層高度為2m，操作條件下溶液的密度為1230kg?m3。計算因液柱引起的溶液沸點變化。解：液面下的平均壓力kPaghppm65.24281.912306.1101523????????

3、?pm=24.65kPa時，查得水的飽和蒸氣溫度為：63℃所以液柱高度是沸點增加值為：Δ=6353.5=9.5℃所以，由于濃度變化和液柱高度變化使得溶液的沸點提高了Δ=9.59.5=19℃因此，操作條件下溶液的沸點為：t=53.519=72.5℃53、在單效蒸發(fā)器中用飽和水蒸氣加熱濃縮溶液，加熱蒸氣的用量為2100kg?h1，加熱水蒸氣的溫度為120C，其汽化熱為2205kJ?kg1。已知蒸發(fā)器內(nèi)二次蒸氣溫度為81C，由于溶質(zhì)和液柱引起

4、的沸點升高值為9C，飽和蒸氣冷凝的傳熱膜系數(shù)為8000W?m2k1，沸騰溶液的傳熱膜系數(shù)為3500W?m2k1。求蒸發(fā)器的傳熱面積。忽略換熱器管壁和污垢層熱阻，蒸發(fā)器的熱損失忽略不計。解：熱負荷Q=210022051033600=1.286106W56、在一中央循環(huán)管式蒸發(fā)器內(nèi)將濃度為10%（質(zhì)量百分率，下同）的NaOH水溶液濃縮到40%，二次蒸氣壓強為40kPa，二次蒸氣的飽和溫度為75C。已知在操作壓強下蒸發(fā)純水時，其沸點為80C。

5、求溶液的沸點和由于溶液的靜壓強引起的溫度升高的值。10%及40%NaOH水溶液杜林線的斜率及截距如下：濃度（%）斜率截距10401.021.114.53.4解：溶液沸點用40%NaOH水溶液杜林線的數(shù)據(jù)計算：t1＝３４1.11t＝３４1.1180＝１２２.８℃由溶液靜壓強引起的溫度差損失：Ttw??????＝8075＝5℃57、雙效并流蒸發(fā)系統(tǒng)的進料速率為1t?h1，原液濃度為10%，第一效和第二效完成液濃度分別為15%和30%。兩效溶

6、液的沸點分別為108C和95C。當溶液從第一效進入第二效由于溫度降產(chǎn)生自蒸發(fā)，求自蒸發(fā)量和自蒸發(fā)量占第二效總蒸發(fā)量的百分數(shù)。解：兩效并流蒸發(fā)的流程見圖qw1qw2x1=0.15qmF=1000kghx0=0.195?C108?Cx2=0.3hkgxxqqmFwm3.33315.01.0110001101???????????????????hkgxxqqqmwmFwm4.3333.015.01)3.3331000(1)(2112????