结点温度Tf =－1.9℃，现要求在－28℃的冷风冻结装置中冻结，试计算猪肉胴体从初始温度为5℃开始，降温至其中心温度为－10℃时所需的制冷量(kW)。

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第八章 蒸发

一、名词解释 1 蒸发 2 多效蒸发

3 蒸发操作的有效温差 二、填空

1 一定压强下，溶液的沸点较纯水( )，两者沸点之差，称为溶液的( )。 2 浓缩是( )和( )均匀混合液的部分分离过程。

3 要维持连续的蒸发过程，一方面要不断地( )；另一方面还要不断地( )。 4 蒸发过程中温差损失主要由( )、( )和( )引起。 5 多效蒸发要求后效（ ）和（ ）小于前效的。

6 欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高其（ ）和（ ）。 7 影响液柱沸点升高的因素主要有（ ）和（ ）。 8 由于（ ）和（ ），所以实际每蒸发1kg水要消耗1kg以上的蒸气。 9 常用的多效蒸发流程有（ ）加料、（ ）加料、（ ）加料和（ ）加料。 10 在并流加料的多效蒸发中，蒸发室压强逐效（ ），沸点逐效（ ），前效进入后效时（ ），浓度（ ），传热系数（ ）。 三、简答

1 试推导单效蒸发加热蒸气耗量的表达试。

2 多效蒸发的温差分配的实质是什么？通常应考虑哪些原则？

3 设计并绘出牛奶浓缩系统的流程和主要设备，并说明其特点和工作原理。 四、计算

1 在一薄膜蒸发器中，将含有12%(质量分数，下同)蕃茄汁的浓缩到25%，蕃茄汁最高允许温度为57℃，这也就是浓缩液的温度。料液在38℃进入蒸发器，加热用的是172.4kPa的饱和蒸气。总传热系数为3407W/(cm2·℃)，传热面积为4.6m2，估计原料液比热容为3.98kJ/(kg·℃)，忽略沸点升高。计算蕃茄汁进入蒸发器的进料速度。 2 在单效真空蒸发器中，将流率为10000kg/h的某水溶液从10%浓缩到50%。原料液温度为31℃，估计沸点升高为7℃，蒸发室的绝对压强为20kPa，加热蒸气的绝对压强为200kPa(绝压)，冷凝水出口温度为79℃。已知总传热系数为1000W/(m2·℃)，热损失可忽略。试估算加热蒸气耗量和蒸发器的传热面积。

3 在单效蒸发器内将某种无机盐水溶液从4%浓缩为16%。原料液处理量为2500kg/h、温度为20℃。加热蒸气的绝对压强为200kpa，T=120℃，汽化热r=2205kJ/kg，二次蒸气绝对压强为15kpa，温度T'=53.5℃，汽化热r'=2370kJ/kg，基于传热外表面积的总传热系数为1200w/(m2·℃)，由于溶液蒸气压下降及液层静压效应而引起的温度差损失之和(△'+△\)=7℃，冷凝液在饱和温度下排出，水的比热容cpw=4.18kJ/(kg·℃)。忽略热损失和稀释热效应，求：(1)加热蒸气消耗量D；(2)蒸发器传热面积S。

4 在单效蒸发中，每小时将2000kg的某水溶液从10%连续浓缩到30%(均为质量百分比)。蒸发操作的平均压强为0.4kgf/cm2，相应的溶液沸点为80℃，加热蒸气绝对压强为2.0kgf/cm2，原料液的比热容为3.77kJ/(kg·℃)，蒸发器的热损失为12000W。假设溶液的稀释热可以忽略，试求：(1)蒸发量；(2)原料液温度为30℃时的加热蒸气耗量。T=74.3℃，r=2313.9kJ/kg，T=120℃，r=2205.2kJ/kg。

5 一个连续操作的单效蒸发，用来浓缩9072kg/h的盐溶液，料液的浓度为1%(质量)，温度

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为37.8℃，浓缩液出口浓度为1.5%(质量)，蒸发室压力为101.3kPa，加热蒸气是143.3kPa下的饱和蒸气。总传热系数为1704W/(m2·℃)。计算二次蒸气流量、浓缩液量以及所需的传热面积。假设溶液的沸点和水相同。忽略热损失。

6 在单效蒸发器中，将15%的某水溶液连续浓缩至25%。原料液流量为20000kg/h，温度为75℃。蒸发操作的平均压力为50kPa，溶液的沸点为87.5℃，加热蒸气的绝对压力为200kPa。若蒸发器的总传热系数为1000W/(m2·℃)，热损失为蒸发器传热量的5%，试求蒸发器的传热面积和蒸气耗量。设溶液的平均比热容为4.2kJ/kg·℃。

7 在单效蒸发器中，将1300kg/h的某水溶液从10%浓缩到35%，原料液温度为50℃，比热容为3.15kJ/(kg·℃)。蒸发室的平均操作压强为15kPa，加热蒸气压强为120kPa(绝压)，流率为1000kg/h。试估算该蒸发器的总传热系数。已知蒸发器的总传热面积为10m2，热损失可忽略。

8 使用双效并流循环蒸发器，每小时将流量为10000kg、浓度为10%的黄瓜汁浓缩到50%。原料液于第一效溶液沸点129.6℃下进入蒸发系统。第一效加热蒸气的绝对压强为500kPa，

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冷凝器中的绝对压强为20kPa。各效的总传热系数分别为1200W/(m·K)、700W/(m·K)。原料液的比热容为3.64kJ/(kg·℃)。估计加热管内液面高度为1.5m。各效溶液的密度分别为

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1100kg/m、1280kg/m。各效冷凝液在蒸气饱和温度下排出。试计算蒸发量、各效蒸发量、加热蒸气消耗量及换热面积。

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第九章 传质原理与吸收

一、名词解释 1 吸收 2 对流传质 3 扩散系数 4 液膜控制 5 分子扩散 6 涡流扩散 二、填空

1 若溶质在气相中的分压大于其( )，就会发生( )过程。

2 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气-液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用（ ）常数表示，而操作线的斜率可用（ ）表示。

3 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数（ ），相平衡常数m（ ），溶解度系数H（ ）。（增加、减少、不变）。

4 由于吸收过程气相中的溶质分压总（ ）液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的（ ）。增加吸收剂用量，操作线的斜率（ ），则操作线向（ ）平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y-ye）（ ）。

5 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将（ ），操作线将（ ）平衡线。

6 用Δp为推动力的气膜传质速率方程有两种，以传质分系数表达的传质速率方程为（ ），以总传质系数表达的传质速率方程为（ ）。 7某炉气含SO28.1％（体积分数），在一条件下测得与其成平衡的溶液浓度为0.003（摩尔分数），则其相平衡常数值为（ ）。 三、选择

1 采用填料塔进行气体吸收，当操作线和平衡线相交(或相切)时，( )。

A. 塔底吸收液浓度最高； B. 吸收剂用量最少； C. 吸收速率最高 2 若气相溶质分压大于其液相平衡分压,就会发生( )过程。

A. 吸收； B. 解吸； C. 平衡 3 总压不太高时，一定温度下气、液两相的平衡关系服从( )。

A. Raoult； B. Henry； C. Fick 4 ( )是等分子反向扩散过程.

A. 吸收； B. 精馏； C. 干燥 5 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。、 A. 两相界面存在的阻力；B. 气液两相主体中的扩散的阻力；C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 四、简答

1 根据双膜理论推导总吸收速率方程式，并讨论其使用范围。 2 根据Fick定律，简述传质速率与哪些因素有关。 3 简述相平衡与吸收过程的关系。

4 写出并流接触时吸收踏操作线方程，并在Y-X图上画出相应的操作线。 5 推导吸收操作线方程。

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