一、简答题1. 蒸发操作不同于一般换热过程的主要特点有哪些?
蒸发操作不同于一般换热过程的主要特点有:
(1)溶液在沸腾汽化过程中常在加热表面上析出溶质而形成垢层,使传热过程恶化;
(2)溶液的物性对蒸发器的设计和操作有重要影响;
(3)溶剂汽化需吸收大量汽化热。
2. 提高蒸发器内液体循环速度的意义在哪?降低单程汽化率的目的是什么?
(1)提高蒸发器内液体循环速度的意义不仅在于提高沸腾给热系数,其主要用意在于降低单程汽化率。在同样蒸发能力下(单位时间的溶剂汽化量),循环速度愈大,单位时间通过加热管的液体量愈多,溶液一次通过加热管汽化的百分数(汽化率)也愈低。
(2)降低单程汽化率的目的是减轻溶液在加热壁面附近的局部浓度增高现象,延缓加热面上结垢现象。
3. 为什么要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域?
要尽可能扩大管内沸腾时的气液环状流动的区域的原因为在沸腾区内,沿管长气泡逐渐增多,管内流动由气泡流、塞状流、翻腾流直至环状流,当两相流动处于环状流时,可使流动液膜与管壁之间的给热系数达最大值。如果加热管足够长,液膜最终被蒸干而出现雾流,给热系数又趋下降。因此,为提高全管长内的平均给热系数,应尽可能扩大环状流动的区域。
4. 欲将含NaOH10%(质量分数)的水溶液浓缩至70%,可用两种方案:①用一个蒸发器连续操作;②用两个蒸发器作双效连续蒸发。试比较两种方案的优缺点。
两种方案的优缺点分析如下:
(1)方案①温度差损失较小,生产能力和生产强度大,设备费低,但是加热蒸汽的利用率低,能耗高,经济性差;
(2)方案②的温度差损失较大,因此生产能力和生产强度较小,设备费高,但可以利用二次蒸汽,提高了加热蒸汽的利用率,经济性更好。
5. 提高蒸发器生产强度的途径有哪些?
提高蒸发器生产强度的途径有:
(1)加大传热温差,提高加热蒸汽的温度或采用真空蒸发;
(2)提高蒸发器的传热系数。合理的设计蒸发器结构以建立良好的溶液循环流动、及时排除加热室中的不凝性气体、经常清除垢层等均可提高传热系数。
6. 多效蒸发的效数受哪些限制?
多效蒸发的效数受经济上和技术上的限制。对同一蒸发任务,增加效数可以提高加热蒸汽的经济性,但是,实际蒸发操作由于存在温度差损失,效数的增加