题目
在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液,加热蒸汽的用量为2100kg·h -1 ,加热水蒸气的温度为120℃,其汽化热为2205kJ·kg -1 。已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃,由于溶质和液柱引起的沸点升高值9℃,饱和蒸汽冷凝的传热膜系数为8000W/(m 2 ·℃),沸腾溶液的传热膜系数为3500W/(m 2 ·℃)。求蒸发器的传热面积。(忽略换热器管壁和污垢层的热阻以及蒸发器的热损失)
在单效蒸发器中用饱和水蒸气加热浓缩溶液,加热蒸汽的用量为2100kg·h -1 ,加热水蒸气的温度为120℃,其汽化热为2205kJ·kg -1 。已知蒸发器内二次蒸汽温度为81℃,由于溶质和液柱引起的沸点升高值9℃,饱和蒸汽冷凝的传热膜系数为8000W/(m 2 ·℃),沸腾溶液的传热膜系数为3500W/(m 2 ·℃)。求蒸发器的传热面积。(忽略换热器管壁和污垢层的热阻以及蒸发器的热损失)
题目解答
答案
热负荷Q=2100×2205×10 3 /3600W=1.286×10 6 W 溶液温度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 2 ·℃) S=Q/[K(T-t)]=1.286×10 6 /[2435×(120-90)]m 2 =17.6m 2
解析
步骤 1:计算热负荷
热负荷Q由加热蒸汽的用量和汽化热决定。计算公式为:Q = 加热蒸汽的用量 × 汽化热 / 时间单位转换系数。
步骤 2:计算溶液温度
溶液温度t由二次蒸汽温度和沸点升高值决定。计算公式为:t = 二次蒸汽温度 + 沸点升高值。
步骤 3:计算传热膜系数
传热膜系数K由饱和蒸汽冷凝的传热膜系数和沸腾溶液的传热膜系数决定。计算公式为:1/K = 1/饱和蒸汽冷凝的传热膜系数 + 1/沸腾溶液的传热膜系数。
步骤 4:计算传热面积
传热面积S由热负荷、传热膜系数和温度差决定。计算公式为:S = Q / [K × (加热蒸汽温度 - 溶液温度)]。
热负荷Q由加热蒸汽的用量和汽化热决定。计算公式为:Q = 加热蒸汽的用量 × 汽化热 / 时间单位转换系数。
步骤 2:计算溶液温度
溶液温度t由二次蒸汽温度和沸点升高值决定。计算公式为:t = 二次蒸汽温度 + 沸点升高值。
步骤 3:计算传热膜系数
传热膜系数K由饱和蒸汽冷凝的传热膜系数和沸腾溶液的传热膜系数决定。计算公式为:1/K = 1/饱和蒸汽冷凝的传热膜系数 + 1/沸腾溶液的传热膜系数。
步骤 4:计算传热面积
传热面积S由热负荷、传热膜系数和温度差决定。计算公式为:S = Q / [K × (加热蒸汽温度 - 溶液温度)]。