问答题
在单效真空蒸发器内，每小时将1500kg牛奶从质量分数15%浓缩到50%。已知进料的平均比热容为3.90kJ/(kg·K)，温度为80℃，加热蒸汽表压105Pa，出料温度为60℃，蒸发器传热系数为1160W/(m2·K)，热损失可取为5%，温差损失可忽略。
附水蒸气数据：2×105Pa时的温度为120%，汽化潜热为2205.2kJ/kg；60℃时二次蒸汽的汽化潜热为2355.1kJ/kg。
试求：
问答题
蒸发水量和成品量；
【正确答案】蒸发水量和成品量。
蒸发水量：
[*]
成品量：
[*]
【答案解析】
问答题
加热蒸汽消耗量；
【正确答案】加热蒸汽消耗量。
[*]
【答案解析】
问答题
蒸发器传热面积。
【正确答案】蒸发器传热面积。
[*]
【答案解析】
问答题
在某次试验研究中，桃浆以65kg/h的流量进入连续真空蒸发器进行浓缩。进料温度为16℃，固形物含量为10.9%。产品排出温度为40℃，固形物含量为40%。采用121℃蒸汽加热，二次蒸汽在间壁式冷凝器中冷凝，离开冷凝器的冷凝水温度为38℃。试求：
(1)产品和冷凝水的流量；
(2)加热蒸汽消耗量(热损失不计)；
(3)若冷却水进冷凝器时温度为21℃，离开时为29.5℃，求其流量。
附：桃浆进料比热容可取为3.9kJ/(kg·K)，冷却水比热容取为4.187kJ/(kg·K)。温度为121℃时蒸汽的汽化潜热为2202.5kJ/kg，38℃温度时的汽化潜热为2405.6kg/kg。
【正确答案】F=65/3600=0.0181kg/s
(1)产品和冷凝水的流量。
产品量：
[*]
冷凝水量：
W=F-L=0.0181-4.92×10-3=0.0131(kg/s)
(2)蒸汽消耗量。
[*]
(3)冷却水流量。
[*]
【答案解析】
问答题
临时需要将850kg/h的某种水溶液从15%连续浓缩到35%。现有一传热面积为10m2的小型蒸发器可供使用。原料液在沸点下加入蒸发器，估计在操作条件下溶液的各种温度差损失为18℃。蒸发室的真空度为80kPa。假设蒸发器的总传热系数为1000W/(m2·K)，热损失可以忽略。试求加热蒸汽压强。当地大气压为100kPa。
附：绝压20kPa时，水的饱和温度为60.1℃，汽化潜热为r'=2354kJ/kg。
【正确答案】F=850/3600=0.236(kg/s)。
总水分蒸发量：
[*]
由于沸点进料，且忽略热损失，则传递的热量为：
Q=Wr'=0.134×2354×103=315.4×103(W)
传热温差为：
[*]
溶液的沸点为：
t1=T'1+Δ=60.1+18=78.1(℃)
加热蒸汽温度为：
T=Δt+t1=31.5+78.1=110(℃)
查得该温度下蒸汽压力为143kPa。
【答案解析】
问答题
对某糖类真空蒸发器的传热系数进行实际测定。蒸发器内料液质量分数为50%，加热蒸汽的压强为2×105Pa，分离室内真空度为80kPa，大气压强可取为101330Pa。沸点进料，经3h试验后得蒸发的水分量为2.7×104kg。已知蒸发器传热面积为100m2。已测得温差损失为14.6℃，假定热损失为总传热量的2%，试求传热系数。
附：21.33kPa下水的饱和温度为61℃，汽化潜热为2352.1kJ/kg；压强为2×105Pa，饱和温度为120.2℃。
【正确答案】溶液的沸点：
t1=T'1+Δ=61+14.6=75.6(℃)
水分蒸发量：
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由于沸点进料，其传热量为：
Q=Wr'1+QL=1.02×7.5×2352.1×103
=5.998×106(W)
传热系数：
[*]
【答案解析】