化工原理第5章 蒸发
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化工原理蒸发
蒸发是一种常见的物质转化过程,是液体变为气体的过程。
在化工生产中,蒸发常用于从溶液中分离出溶质,或者将溶剂从溶液中回收的操作。
蒸发的原理是利用液体分子的热运动引起部分分子逃逸出液体表面,从而形成气体。
当液体处于开放容器中,溶剂分子会不断地从液体表面逸出并溶入空气中,使得溶液中的溶质浓度逐渐升高。
而当液体处于封闭容器中时,液体表面的溶质分子逸出后会与气体相平衡,形成溶解度平衡。
蒸发的速率受到多种因素的影响。
首先是液体的性质,液体的分子间作用力越小,蒸发速率越快。
其次是温度,温度越高,液体的分子热运动越剧烈,蒸发速率越快。
此外,湿度也会影响蒸发速率,湿度越低(即空气中水蒸气含量越低),蒸发速率越快。
在化工生产中,常用的蒸发设备有蒸发罐、蒸发器和蒸发冷凝器等。
蒸发罐是将液体加热使其蒸发,将蒸发的气体与溶质分离,获得溶质的设备。
蒸发器则是利用热量传导或传热介质将溶液加热使其蒸发的设备。
蒸发冷凝器则是用于将蒸发后的气体冷凝为液体,以便于回收溶质或溶剂。
蒸发技术在化工生产中具有广泛的应用。
例如,在制造盐的过程中,可以通过蒸发从盐水中分离出盐。
在制糖工业中,可以通过蒸发从甜汁中分离出糖。
此外,蒸发技术还可以用于回收有机溶剂,降低生产成本,并减少对环境的污染。
总结起来,蒸发是一种常见的物质转化过程,在化工生产中被广泛应用。
通过调控液体的性质、温度和湿度,以及使用适当的蒸发设备,可以实现溶质的分离和溶剂的回收,提高生产效率,降低生产成本。
祁存谦丁楠吕树申《化工原理》习题解答第1章流体流动第2章流体输送第3章沉降过滤第4章传热第5章蒸发第6章蒸馏第7章吸收第9章干燥第8章萃取第10章流态化广州中山大学化工学院(510275)2008/09/28第1章 流体流动1-1.容器A 中气体的表压力为60kPa ,容器B 中的气体的真空度为Pa 102.14⨯。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干Pa 。
该处环境大气压等于标准大气压。
(答:A,160kPa ;B,88kPa )解:取标准大气压为kPa 100,所以得到:kPa 16010060=+=A P ;kPa 8812100=-=B P 。
1-2.某设备进、出口的表压分别为 12kPa -和157kPa ,当地大气压为101.3kPa ,试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。
(答:169kPa -) 解:kPa 16915712-=--=-=∆出进P P P 。
1-3.为了排除煤气管中的少量积水,用如图示水封设备,水由煤气管道上的垂直支管排出,已知煤气压力为10kPa (表压)。
问水封管插入液面下的深度h 最小应为若干? (答:m 02.1)解:m 02.18.910101033=⨯⨯=∆=g P H ρ习题1-3 附图1-4.某一套管换热器,其内管为mm,25.3mm 5.33⨯φ外管为mm 5.3mm 60⨯φ。
内管流过密度为3m 1150kg -⋅,流量为1h 5000kg -⋅的冷冻盐水。
管隙间流着压力(绝压)为MPa 5.0,平均温度为C 00,流量为1h 160kg -⋅的气体。
标准状态下气体密度为3m 1.2kg -⋅,试求气体和液体的流速分别为若干1s m -⋅?( 答:1L s m11.2U -⋅=;1g s 5.69m U -⋅= )习题1-4 附图解:mm 27225.35.33=⨯-=内d ,m m 5325.360=⨯-=外d ;对液体:122s m 11.2027.011503600/500044/-⋅=⨯⨯⨯===ππρ内d m A V u l l l l l ; 对气体:0101P P =ρρ⇒3560101m kg 92.51001325.1105.02.1-⋅=⨯⨯⨯==P P ρρ,()224内外内外D d A A A g -=-=π()2322m 1032.10335.0053.04⨯=-=π,13s m 69.592.51032.13600/160/--⋅=⨯⨯===ggg gg g A m A V u ρ。