3. 在单效蒸发器中，每小时将5000kg的氢氧化钠水溶液从10%(质量分数，下同)浓缩到30%。原料液的温度为50℃，蒸发室的真空度为67kPa，加热蒸汽的表压为50kPa。蒸发器的传热系数为2000W/(m2·K)。热损失为加热蒸汽放热量的5%。试求蒸发器的传热面积和加热蒸汽的经济性。
设由于溶液静压强引起的温度差损失可不考虑。当地大气压为101.3kPa。
设由于溶液静压强引起的温度差损失可不考虑。当地大气压为101.3kPa。
【正确答案】解：已知：单效F=5000kg/h，w0=10%，w1=30%(质量百分数，下同)，t0=50℃，P=67kPa(真)，p0=54kPa(表)，K=2000W/m2·K，Q损=5%Q，Δ可不计，Pa=101.3kPa。求：A，W/D。
物料衡算 Fw0=(F-W)w1
查水的饱和温度及汽化潜热或蒸汽焓值。
34.3kPa(绝)压强下t°=72.4℃，I=2627kJ/kg；
50kPa(表)压强下T=111.4℃，r=2229kJ/kg；
30%NaOH在34.3kPa下，沸点t=90℃；
溶液焓值，50℃，10%NaOH，io=180kJ/kg；
90.0℃，30%NaOH，i=350kJ/kg，则
Δt=T-t=111.4-90.0=21.4℃
作热量衡算
Dr+Fi0=(F-W)i+WI+0.05Dr
故
物料衡算 Fw0=(F-W)w1
查水的饱和温度及汽化潜热或蒸汽焓值。
34.3kPa(绝)压强下t°=72.4℃，I=2627kJ/kg；
50kPa(表)压强下T=111.4℃，r=2229kJ/kg；
30%NaOH在34.3kPa下，沸点t=90℃；
溶液焓值，50℃，10%NaOH，io=180kJ/kg；
90.0℃，30%NaOH，i=350kJ/kg，则
Δt=T-t=111.4-90.0=21.4℃
作热量衡算
Dr+Fi0=(F-W)i+WI+0.05Dr
故
【答案解析】