申論題

一、一單效蒸發罐（single-effect evaporator）進行濃縮操作，擬將一進料流量為 6000 kg/h 之溶液從溶質組成 10 wt%（重量百分比）濃縮至 25 wt%之濃縮產物。進料溶液之 溫度為 20ºC，在蒸發罐內操作壓力為 15.3 kPa，而用於提供加熱之熱源為 101.32 kPa 下之飽和蒸汽。此蒸發罐內之總括熱傳係數為 2000 W/m² -K，假設溶液沸點上升可 以忽略，進料溶液之比熱為 4.06 kJ/kg-K。請問此濃縮操作中：

⑵蒸發罐內之熱傳面積需要多少m ² ？（5 分） 從蒸汽表得知：在 15.3 kPa下，水之沸點為 54.3^o C，飽和蒸汽潛熱（latent heat）為 2372.4 kJ/kg；在 101.32 kPa下，水之沸點為 100^o C，飽和蒸汽潛熱為 2257.1 kJ/kg。