原工况中 所以 lnlnT1?t2100?85?ln??1.204 T2?t170?20T1?t'2?2.40???1.204???2.89 t'2?101.112?0.0556T'2

T'2?t1t'2?t1?q'm1cp1qm2cp2

新工况下的热量衡算： t'2?453.4?4.334T'2

(T1?T'2)?20?4.334(100?T'2)

以上两线性方程联立求解可得：T'2?82.3℃；t'2?96.5℃

Q'K'?t'mq'm1cp1(T1?T'2)100?82.34???2??1.18 QK?tmqm1cp1(T1?T2)100?7024 两平行的大平板相距8mm，其中一平板的黑度为0.2，温度为420K；另一平板的黑度为0.07，温度为300K，试计算两板之间的辐射传热热通量。

解：这属于表3-9中所列的第一种情况，故：??1，而 C1?2?C05.669??0.31

1/?1?1/?2?11/0.2?1/0.07?1q1?2??T?4?T?4???420?4?300?4?12?C1?2?????????0.31?1?????????71.4W/m2

????100??100?????100??100???25 试计算一外径为48mm，长为12m的氧化钢管，其外壁温度为300℃时的辐射热损失。若将此管放置于：

（1）空间很大的的厂房内，其刷有石灰粉的墙壁温度为27℃，石灰粉刷壁的黑度为0.91； （2）截面为200?200mm的红砖砌成的通道中，通道壁面的温度为27℃。

解：查得氧化钢管的黑度为0.8，红砖的黑度为0.93。以下计算中，变量下标1指氧化钢管，下标2指石灰粉刷壁或红砖。

（1）这属于很大的物体2包括物体1，故： A=A1；总辐射系数C1?2?C0?1；??1

Q1?2??T?4?T?4???300?273.15?4?27?273.15?4?12?C1?2?A???????=81?100?????100????5.669?0.8?3.14?0.048?12???100100????????????????58.8W

（2）此尺寸红砖墙包围钢管，前者的面积既不很大，它也不是恰好包住，这属于表3-9中所列的第5种情况。故：A=A1；??1；而 C1?2?1/?1??1/?2?1?A1/A2C0?5.669?4.484

1?1?3.14?0.048?12???1?0.8?0.93?4?0.2?12Q1?2??T?4?T?4???300?273.15?4?27?273.15?4?12?C1?2?A????????4.484?1?3.14?0.048?12????????

100100100100????????????????17

=8066.7W

18

第四章 蒸发

1、用一单效蒸发器将2500kg/h的NaOH水溶液由10%浓缩到25%（均为质量百分数），已知加热蒸气压力为450kPa，蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115℃，比热容为3.9kJ/(kg·℃)，热损失为20kW。试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。（１）进料温度为25℃；（2）沸点进料。 解：

（1） 求水蒸发量W 应用式（4-1）

W?F(1?x00.1)?2500(1?)?1500kg/h x10.25（2）求加热蒸汽消耗量 应用式（4-4）

D?FC0(t1?t0)?Wr'?QL

r由书附录查得450kPa和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8和2701.3kJ/kg 则进料温度为25℃时的蒸汽消耗量为：

2500?(115?25)?1500?2701.3?20?36008.78?105?4.05?106?7.2?104D???1820kg/h

2747.82747.8单位蒸汽消耗量由式（4-5a）计算，则

DW?1.21

原料液温度为115℃时

D2?1500?2701.3?20?3600?1500kg/h

2747.8单位蒸汽消耗量

D2?1.0 W 由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1 kg水所消耗的加热蒸汽量愈少。

2、试计算30%（质量百分数，的NaOH水溶液在60 kPa（绝）压力下的沸点。

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解：

?tA?T'?Δ

T查 蒸汽在600kPa下的饱和温度为85.6℃，汽化潜热为2652kJ/kg

‘

'Δ'由式（4-9） Δ'?fΔ'常可求

其中 f由式（4-10）求得，即

(T'?273)2(85.6?273) f?0.0162?0.0162?0.785

r'2652.1 查附录 Δ'常为160℃ 则 Δ'常=160-100=60℃ ?Δ?60?0.785?47.1℃ 即 tA?85.6?47.1?132.7℃

3、在一常压单效蒸发器中浓缩CaCl2水溶液，已知完成液浓度为35.7％（质分数），密度为1300kg/m3，若液面平均深度为1.8m，加热室用0.2MPa（表压）饱和蒸汽加热，求传热的有效温差。 解：

确定溶液的沸点t1 (1)计算Δ

查附录 p=101.3kPa, T=100℃,r’=2677.2 kJ/kg

查附录 常压下35%的CaCl2水溶液的沸点近似为tA?115℃ ?Δ?115?100?15℃ (2)计算Δ pav?p?''

'‘

''?av?g?h2?101.3?103?1300?9.81?1.8?1.128?3kPa

2查附录 当pav=1.128?103kPa时,对应的饱和蒸汽温度 Tpav=102.7℃ ?Δ?102.7?100?2.7℃ (3)取Δ?1℃ (4)溶液的沸点

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