食品工程原理思考题与习题

1、思考题与习题绪论一、填空1 同一台设备的设计可能有多种方案，通常要用 来确定最终的方案。2 单元操作中常用的五个根本概念包括 、 、 、 和 。3 奶粉的生产主要包括 、 、 、 、 等单元操作。二、简答1 什么是单元操作？食品加工中常用的单元操作有哪些？2 “三传理论是指什么？与单元操作有什么关系？3 如何理解单元操作中常用的五个根本概念？4 举例说明三传理论在实际工作中的应用。5 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。三、计算1 将 5kg 得蔗糖溶解在 20kg 的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩 尔浓度表示。 20蔗糖溶液的密度为 1070kg/m3。2 在含盐

2、黄油生产过程中，将 60% 质量分数 的食盐溶液添加到黄油中。最终产品的水分含 量为 15.8% ，含盐量 1.4%，试计算原料黄油中含水量。3 将固形物含量为 7.08% 的鲜橘汁引入真空蒸发器进行浓缩，得固形物含量为58%得浓橘汁。假设鲜橘汁进料流量为 1000kg/h ，计算生产浓橘汁和蒸出水的量。4在空气预热器中用蒸气将流量1000kg/h ,30C的空气预热至66C,所用加热蒸气温度CC。求蒸气消耗量。5在碳酸饮料的生产过程中，在0 C和1atm下，1体积的水可以溶解 3体积的二氧化碳。试计算该饮料中 CO2的质量分数； 摩尔分数。忽略 CO2和水以外的任何组分。6采用发酵罐连续发酵

3、生产酵母。20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。初始接种物中含有 1 .2%的酵母细胞, 将其稀释成 2%菌悬液接种到发酵灌中。在发酵罐内, 酵母以每 2.9h增长一倍的生长速度稳定增长。 从发酵罐中流出的发酵液进入连续离心别离器中, 生产出来 的酵母悬浮液含有 7%的酵母,占发酵液中总酵母的97%。试计算从离心机中别离出来的酵母悬浮液的流量 F以及残留发酵液的流量 W假设发酵液的密度为 1000kg/m3。第一章 流体流动、名词解释1 流体的黏性2 牛顿流体3 流体的稳定流动4 层流边界层二、填空1 通常把 ( ) 流体称为理想流体。2 牛顿黏性定律说明，两流体层之间单位面积的 ( )

4、与垂直于流动方向的 ( ) 成正比。3 流体在管道中的流动状态可分为 ( ) 和 ( ) 两种类型。4 在过渡区内，流体流动类型不稳定，可能是 ( ) ，也可能是 ( )，两者交替出现，与 ( ) 情况有关。5 流体的流动状态可用 ( )数来判断。当其 ( )时为 ( )； B. C. =4 正位移泵的流量与 ( ) 有关。A. 泵的转速与结构 B. 管路阻力 C. 泵的压头5 离心泵的压头、流量均与流体的 () 无关。A. 黏度 B 黏度密度 C. 温度6 液体的黏性随温度升高而 ()，气体的黏性随温度升高而 () 。A. 升高，降低 B. 升高，升高 C. 降低，升高7 余隙系数越大，压缩

5、比越大，那么容积系数 ( ) 。A. 越小 B. 越大 C. 不变8 正位移泵的压头与 () 有关。A. 泵的转速 B. 管路阻力 C. 流量 四、简答1 离心泵发生气蚀现象的原因是什么？危害是什么？应如何防止？2 根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。3 简述实际流体柏努利方程的物理意义。4 简述离心泵的结构和工作原理。5 简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。五、计算1 离心泵吸入管内径为 100mm，吸入管路总压头损失为 12u2/2g u为吸管内水的流 速，m/s泵入口处真空表读数为 45.33kPa。试求吸水管内的流量m3/h水的密度 为 103m3/kg。233/m

6、in 的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中，管道出口比原料贮槽的液面高23m，吸入管内径为90mm，泵出口管内径为 52.5mm。假设管路系统的摩擦损失为53.8J/kg，泵的效率为 70%，试计算泵的扬程和功率。33/min的流量从一出口贮槽中吸上来，泵的入口管为内径50.8mm，长6.1m的40号钢管，有三个弯头。水从泵中流出来后经过一长61m，内径50.8mm的带两个弯头的管段后再排到大气中，排出口比贮槽的液面高6.1m。 1计算总摩擦损失；2计算泵所作的的功；3.泵的有效功率。43/h的水以0.1m/s的速度从10m下的加热罐中抽至水龙头处。假设罐的压力保持在600kPa的表压下，试

7、求泵的能量。忽略管道阻力。第三章 非均相物系的别离一、名词解释1 非均相物系2 临界粒径3 重力沉降4 离心沉降5 沉降速度6 过滤速率二、填空1 滤饼过滤有 和 两种典型的操作方式。在实际操作中常用 的操 作方式。2 沉降室应做成形或在室内设置 。3 沉降室的生产能力与 和 有关。4 除尘系统可以由 、 和组成。5 在除尘系统中，含尘气体可先在 中除去较大尘粒，然后在 中除去大部 分尘粒。6 过滤有 ()和 ()两种根本方式。7板框过滤机的工作过程主要有()， ()和()等。8滤饼过滤开始后会迅速发生() 现象。在滤饼过滤中，真正起过滤作用的是( )9滤饼阻力的大小主要取决于(过滤介质 )及

8、其 ()。10非均相物系的别离遵循的根本规律。三、选择1 在相同条件下 ,板框过滤机的洗涤速率为终了过滤速率的( ) 。2 对于可压缩性滤饼 ,其压缩系数为 ( ) 。A.s=0 ； B.s13 过滤的推动力为 ( ) 。4 一台试验用离心泵， 开动不久， 泵入口处的真空度逐渐降低为零， 泵出口处的压力表逐 渐上升，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是 ( )。A. 忘了灌水； B. 吸入管路堵塞； C. 压出管路堵塞； D. 吸入管路漏气四、简答1 简述旋风别离器的结构和设计原理。2 简述影响重力沉降的因素 ( 以斯托克斯区为例 )。3 设计一个含尘气体的别离系统，并简述各个设备的作用。

9、4 简述降尘室的结构和设计原理。5 根据过滤根本方程，简述影响过滤的因素。6 简述板框压滤机的工作过程。7 设洗水的粘度和温度黏度液相同 ,试证明洗涤速率是最后过滤速率的 1/4 。8 简述先恒速后恒压过滤的特点。9 简述用试验法求过滤常数的方法。五、计算1试计算直径d90卩m密度P为3000kg/m33，黏度为1.81 xW-5Pa,水的黏度xiO-3Pa。2某悬浮液中固相密度为2930kg/m3,其湿饼密度为1930kg/m3,悬浮液中固相颗粒的质量分率为25g/升水。该悬浮液于 400mm汞柱的真空度下用小型转筒真空过滤机做试验，测得过 滤常数K=5.15X10-6m2/So现用一直径为

10、1.75m ,长0.98m的转筒真空过滤机生产。操作压力于试验相同，转速为 1r/min，浸没角为125.5 滤布阻力可忽略，滤饼不可压缩。试求此过 滤机的生产能力和滤饼的厚度。3含尘气体中尘粒的密度为 2000kg/m3。气体温度为375K,黏度P3。现用一标准型旋风 别离器别离其中的尘粒，别离器的尺寸为 D=400mm， h=D/2， B=D/4 。含尘气体在进入排气 管以前在别离器内旋转的圈数为 N=5，气体流量Q=1000m3/h。试计算其临界粒径。4预用沉降室净化温度为20C流量为 250m3/h的常压空气，空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3,要求净化后的空气不含有直径大于10

11、艸的尘粒，试求所需净化面积为多大？假设沉降室低面的宽为 2m，长5m,室内需要设多少块隔板？20C时，空气黏度为1.81 氷0-5Pa?s5 假设分别采取以下各项措施,试分析真空转筒过滤机的生产能力将如何变化。滤布阻力可以忽略,滤饼不可压缩。1转筒尺寸按比例增大1 倍；2转筒浸没度增大 1 倍；3操作真空度增大 1 倍 1 倍。6用单碟片的碟式离心机澄清含有颗粒的黏性液体，颗粒密度为1461kg/m3，溶液的密度为801kg/m3，黏度为10P，离心机转筒的2=0.02225m , r1=0.00716m，碟片的半锥角为 45, 如果转速为2300r/min 3/h。计算出口流体中最大颗粒的直

12、径。第四章粉碎筛分混合乳化一、名词解释1粉碎2粒度3球形度4筛分5混合6均匀度7乳化8均质二、填空1根据被粉碎物料和成品粒度的大小，粉碎被分为、和四种。2物料粉碎时所受到的作用力包括、和三种。3粉碎操作方法包括、丨、和四种。4磨齿排列有四种方式，即丨、和。5整个混合过程存在、和丨三种混合方式。6从结构来看，桨叶有: 、丨、和丨四种形式。7固体混合机按照结构可分为丨和两种；按照操作方式可分为和8乳化液形成的方法根本:上可分为和两种。9均质机按其结构及上作原理大致可分为、。三、选择1对于中粉碎，成品粒度范围为。A. 5-50mmB. 5-10mmC. 100 npi 以下2对于立方体形颗粒，球形度

13、 艇为。3当乳化剂的亲水亲油平衡值 HLB丨时，此乳化剂为亲水性乳化剂。A. 10B. V 10C. =10四、简答1食品加工中如何选用粉碎机？2筛面的运动方式有哪些？3简述固体混和中的离析现象及防止方法。4影响乳化液稳定性的主要因素有哪些？5孚L化单元操作中乳化剂的作用有哪些？6简述肢体磨的结构及工作原理。五、计算1试计算立方体形颗粒的球形度和形状系数。2如下表所示的粒度分布数据，试计算面积平均直径、体积平均直径和沙得平均直径。粒度范围/ gm020 2040 4060 6080 80100 100120 120140 140160 160180 180200 200220 220240颗粒

14、计数5205010695885226106423 Ikg谷物从最初粒度4mm磨碎到最后粒度1mm需要能量4.6J。假设将此谷物从最初状态 磨碎至粒度为0.2m m,所需的能量是多少?4 有带旋桨式搅拌桨的混合器来搅拌某工业产品。容器直径为1.63m，器内液层深度500r/min ，测得电机功为1.5m，甘油的密度为1200kg/m3，黏度为16。假设搅拌器转速为 率为 12kW ，试求搅拌器的直径。4生。第五章 流态化与气体输送、名词解释悬浮速度 临界流化速度 流化数 密相流化床夹带别离高度 气力输送、填空按照流化状态,流态化可分为流态化和 流态化两种形式。为防止从床层中带出固体颗粒,流化床操

15、作气速必须保持在 流化床中常见的不正常现象主要有 在流化床中,如果床层过高,可以增加)和(。,破坏 ，)和(防止 之间。现象发式气力输送和 的混合比。气力输送的形式主要有 式气力输送、同一气力输送装置,输送松散物料可选、选择1 在流态化阶段,流化床床层的压强降与A .流体流速；B .床层高度；2 当流体通过床层时分布不均匀, 那么大量流体与固体颗粒不能很好地接触, 路,这种现象称为A.3有关。C A 和 B式气力输送三种。就会产生 “短A4。沟流现象B 断流现象C 腾涌现象就物料颗粒群在水平管道中的运动状态而言,停滞流又可称为均匀流B 管底流C.疏密流D 集团流以下哪种气力输送的形式适用于输送

16、细小、贵重或危害性大的粉状物料。A 吸运式B 压送式C.混合式D 循环式5 利用两相流旋转时离心力的作用使物料与气流别离的卸料器为A .容积式B .三角箱C.离心式D .压力式四、简答气力输送的特点是什么？ 粮食工业中常采用的气力输送装置有哪些形式？有什么特点？ 物料颗粒在水平管的悬浮机理及运动状态如何？ 影响物料在弯管中运动最终速度的因素有哪些?试分析论述一下。在两相流理论中将其压损分为哪几局部？各代表什么意义？ 如何选择输送风速？计算某物料密度为1196 kg/m3C的空气流过流化床时，空床流速为/s,56五、。1 流速为何值时，流化才开始？试求此时压力降值。2 某物料颗粒的平均粒径为0.

17、4mm,密度为1690kg/m33，平均黏度P。试求其临界流化速度。3 某固体颗粒为130目，临界粒径为dp=1.44 M0-4m，颗粒密度为p=1068kg/m3,液相黏度试求压力降。当空床为Mf.0246cP,密度为p3,求最大流化速度。4 鲜豌豆近似为球形，其直径为5mm，密度为1060 kg/m3。拟于-20 C冷气流中进行流化冷冻。豆床在流化前的床层高度为0.3m,空隙率为04冷冻进行时，空气速度等于临界速度的1.6倍。试大体估计：流化床的临界流化速度和操作速度；通过床层的压力降；试 估算冷气流与颗粒外表之间的传热膜系数。-20 C空气的导热系数为2.36 10-2W/m - K2,

18、同时估计从风机到加料器的压力损失约为 1.04 kN/m23。第六章 传热学一、名词解释1 对流传热2 自然对流3 强制对流4 热辐射5 黑体、填空1 常用的列管换热器的温度补偿方式有 、 和 等。2 强化传热的途径主要有 、 和 等3 热传导是借助于 来进行热量的传递的。热传导主要发生在 或 中。4 热量的传递是由于 而引起的。根据传热原理，传热有 、 和 三种 方式。5 在对流传热中，雷诺准数等于 ，它表示 。6 在对流传热中，努塞尔准数等于 ，它表示 。7 影响对流传热的因素主要有 、 、 和 等。8 用冷却水将一定量的热流体由100 C冷却到40C，冷却水初温为15C,在设计列管式换热

19、器时，采用两种方案比拟，方案I是令冷却水终温为 30C,方案II是令冷却水终温为35C，那么用水量 W1W2，所需传热面积 A1A2大于、小于、等于9 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90C，出口温度为50C,冷水进口温度为15C，出口温度为 53C，冷热水的流量相同，那么热损失占传热量的冷热水物性数据视为相同 三、选择1 在与等温面垂直的方向上， ( )2 液体的沸腾传热应控制在 ( )区,以获得较大的传热膜系数.3 在相同传热面积条件下 ,逆流操作时所需加热剂用量较并流操作().4 间壁式换热器任一侧流体的对流换热过程中 , 热阻主要集中在 ().5 圆筒壁(外半径为r3)上两层保

20、温材料的温度分布曲线如图示:A层的导热系数()B层的导热系数；应将 ()放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等 )。A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 层四、简答1 简述影响对流传热系数的因素。2 举例说明板式换热器在食品中的应用。3 根据传热速率方程简述影响间壁式换热器的因素。4 举例说明套管式换热器在食品中的应用。5 简述套式换热器的特点及其应用。五、计算1某平壁厚度b=0.37m，内外表温度ti=1650 C,外外表温度t2=300 C,平壁材料热导率 入,t W/(m2 -C)。假设将热导率分别按常量取平均热导率和变量计算，试求平壁的温度分布 关系式和导热热通量。22,其

21、厚度为0.01m，测得的数据如下，试求：1材料的平均热导率 一；(1)设该材料的热导率为0仆at)，试求0和a。电热器材料外表温度/ C电压/V电流/A高温侧低温侧140300100114200503(m2 C )的保温材料。操作稳定后，又测得炉内外表温度为740C，外外表温度为 90C。设两层砖的热导率不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？4(m2 C )，试求:1单位时间、单位面积导过的热量； 2距离高温侧350mm处的温度。5某燃烧炉的平壁由以下三种砖依次彻成。耐火砖：热导率 1 =1.05 W/ m2 C；厚度 b1=0.23m；绝热砖：热导率 2=0.151 W/

22、m2 C每块厚度b2=0.23m ；普通砖：热导率3=0.93 W/m2 C每块厚度b3=0.24m ；假设耐火砖内侧温度为1000 C,耐火砖与绝热砖接触处温度为940 C,而绝热砖与普通砖接触处的温度不得超过138C，试问：1绝热层需几块绝热砖？2此时普通砖外侧温度为多少？6在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气管外壁温度为390 C,保温层外外表温度不大于 40C。保温材料的 入与t的关系为 入tt的单位为C,入的单位为 W/m2 C。假设要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。7 $ 60mnrK 3mm铝合金管热导率

23、按钢管选取，外包一层厚30mm石棉后，又包一层30mm 软木。石棉和软木的热导率分别为0.16W/m2 C和0.04W/ m2 C。又管内壁温度为-110 C,软木外侧温度为10C,求每米管长所损失的冷量。假设将两保温材料互换，互换后假设石棉外侧的温度仍为10C不变，那么此时每米管长上损失的冷量为多少？8空心球内半径为1、温度为ti,外半径为r0、温度为t0,且ti t0,球壁的热导率为X试推导空心球壁的导热关系式。9在预热器内将压强为 101.3kPa的空气从10C加热到50C。预热器由一束长度为 1.5m，直 径为$ 86mM 1.5mm的错列直立钢管所组成。 空气在管外垂直流过，沿流动方

24、向共有15行， 每行有管子20列，行间与列间管子的中心距为 110mm。空气通过管间最狭处的流速为 8m/s。 管内有饱和蒸气冷凝。试求管壁对空气的平均对流传热系数。10在长为3m,内径为53mm的管内加热香蕉浆。香蕉浆的质量流速为172kg/sm2。假设香蕉浆在定性温度下的物性数据如下：890 10 5Pa S；0.692 w/m -K; cp 3.865kJ/ kg C。p试求香蕉浆对管壁的对流传热系数。11有一列管式换热器，由38根0 25mnrK 2.5mm的无缝钢管组成。果汁在管内流动，由20 C 被加热至80C,果汁的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对果汁

25、的传热系数。当果汁的流量提高一倍时,传热系数有何变化。12热空气在冷却管管外流过，2=90W/(m 2 C )，冷却水在管内流过，1=1000W/ m2C。冷却管外径 do=16mm ,壁厚 b=1.5mm ,管壁的 启40W/ m2C。试求： 总传热系数 Ko； 管外对流传热系数 2增加一倍,总传热系数有何变化？ 管内对流传热系数 1增加一倍,总传热系数有何变化？13有一套管换热器，内管为0 25mmx 1mm，外管为0 38mnK 1.5mm。冷水在环隙内流过，用以冷却内管中的高温气体，水的流速为0.3m/s,水的入口温度为 20C,出口温度为40C。试求环隙内水的对流传热系数。14有一不

26、锈钢制造的套管换热器， 内管直径为0 89mmx 3.5mm ,流量为2000kg/h的糖浆在 内管中从80C冷却到50C。冷却水在环隙从15C升到35C。糖浆的对流传热系数 h=230W/m2 K，水的对流传热系数c=290W/m2K。忽略污垢热阻。试求：冷却水消耗量；并流和逆流操作时所需传热面积；如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同， 计算冷却水出口温度与消耗量,假设总传热系数随温度的变化忽略不计。22某无相变的流体，通过内径为50mm的圆形直管时的对流传热系数为120W/(m2 C)，流体的Re=2X104。假设改用周长与圆管相等，高与宽之比等于1 : 2的矩形管，而流体的流速增

27、加 0.5 倍,试问对流传热系数有何变化？15某食品厂用冷水冷却奶油。冷却器为014mnK 8mm钢管组成的排管，水平浸于一很大的冷水槽中, 冷水由槽下部进入, 上部溢出, 通过槽的流速很小。 设冷水的平均温度为 42.5C, 钢管外壁温度为56 C，试求冷水的对流传热系数。16 室内有二根外表温度相同的蒸气管,由于自然对流两管都向周围空气散失热量。大管的直径为小管直径的 10倍，小管的GrP门=108。两水平管单位时间、单位面积的热损 失的比值为多少？17饱和温度为100C的水蒸气在长 3m、外径为0.03m的单根黄铜管外表上冷凝。铜管坚直放置，管外壁的温度维持96 C，试求每小时冷凝的蒸气

28、量。假设将管子水平放，冷凝的蒸气量又为多少？18有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120C降至80C，其对流传热系数1=50W/m2K。壳程的冷却水从15C升至90C,其对流传热系数2=2000W/m2K, 管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求水和空气的出口温度t2和T2，忽略流体物性参数随温度的变化；传热速率Q比原来增加了多少？192的逆流套管换热器中，用热油加热冷水。热油的流量为2.85kg/s，进口温度为110C ；水的流量为0.667kg/s，进口温度为35C。热油和水的平均比热容分别为 1.9kJ/(kg G)及4.18 kJ/(kg G)。换热器的

29、总传热系数为 320W/(m2：C )试求水的出口温度及传热量。20求直径d=70mm、长L=3m的钢管其外表温度 ti=227 C的辐射热损失。假定此管被 置于：1很大的红砖里，砖壁温度t2=27 C； 2mX0.3m的砖槽里，t2=27 C,两端面的辐射损失可以忽略不计。212。换热器1 : Ki=625 W/(m 2 C )，单壳程双管程。 换热器2: K2=500 W/(m 2 C )，单壳程单管程。为满足所需的传热量应选用那一个换热器。22在一套管换热器中，用冷却水将1.25kg/s的蔗糖溶液由350K冷却至300K，冷却水在025mmmm的管内中流动，其进出口温度分别为290K和3

30、20K。水和蔗糖溶液的对流传热系数分别为 0.85 kW/(m 2 C )和2.7 kW/(m 2 C)，又两侧污垢热阻忽略不计，试求所需的 管长和冷却水消耗量。23在一列管换热器中，用初温为30C的水将橘汁由120C冷却到70C，橘汁和水的流量分别为 1X104kg/h丨和 1.4 104kg/h。比热容分别为 0.52kcal/kg C和 0.46 kcal/kg C， 传热系数K=100kcal/m2 h C试分别计算并流和逆流时换热器所需的传热面积。24在并流换热器中，用水冷却奶油。水的进出口温度分别为15C和40C，奶油的进出口温度分别为120C和100C。现因生产任务要求奶油的出口

31、温度降至80C,设奶油和水的流量、进口温度及物性均不变，假设原换热器的管长为1m,试求将此换热器的管长增至多少米才能满足要求？设换热器的热损失可忽略。25 一传热面积为15m2的列管换热器，壳程用110C饱和水蒸气将管程某溶液由20C加热至80C,溶液的处理量为 2.5 104kg/h，比热容为4kJ/ kg C，试求此操作条件下的总传热系 数。又该换热器使用一年后，由于污垢热阻增加，溶液出口温度降至72 C,假设要出口温度仍为80C，加热蒸气温度至少要多高？26用20.26kPa表压的饱和水蒸气将 20C的水预热至80C，水在列管换热器管程以 0.6m/s 的流速流过，管子的尺寸为 0 25

32、mmmm。水蒸气冷凝的对流传热系数为 104W/(m 2 C )，水 侧污垢热阻为6X10-4(m2 C )/W，蒸气侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计，试求： 1此换热器的总传热系数；2设备操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，出口温度只能升至70C，试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。27今欲于以下换热器中，将某种溶液从20 C加热到50 C。加热剂进口温度为 100 C,出口温度为60 C。试求各种情况下的平均温度差。1单壳程,双管程 2双壳程,四管程28有一单壳程双管程列管换热器，管外用120C饱和蒸气加热，干空气以 12m/s的流速在管内流过，管径为 0 38mrhC 2.5mm ,

33、总管数为200根，总传热系数为 150 W/m2 C， 空气进口温度为 26 C，要求空气出口温度为 86 C，试求： 1 该换热器的管长应多少？2假设气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而将管径增大为梅4X2mm，总管数减少 20%,此时的出口温度为多少？不计出口温度变化对物性的影响,忽略热损失。第七章 制冷与食品冷冻一、名词解释1 制冷2 单位制冷量3 制冷剂4 制冷剂循环量5 制冷系数6 干耗二、填空1 ()是可以冻结成冰晶的水分， 而 ()与固形物结合在一起， 冷冻时很难冻结成冰晶。2 食品冷冻分为 ()和 ()两种形式。其中 ( )可使食品长期贮藏。3 水冻结成冰的一般过程是 ()

34、，而后由于体系到达了热力学的() 条件，水将在冻结温度下形成冰晶体。4 根据对冷冻介质与食品接触的根本方式，冷冻过程包含 ( ) 和 ()两个过程。5 食品经冻结后再解冻，其组织中的冰晶体将融化成水，它不易 () ，这局部水将 ()。食品组织中水分重新分配的量越多，那么 () 。三、简答1 常用的制冷方式有哪些？各有什么特点？2 简述逆卡诺循环。3 简述冻结过程中食品温度的分布特点。4 简述水与食品的冻结过程。5 分析冻结对食品品质的影响。6 分析比拟食品冻结的方法。7 举例说明常见食品的冻结设备四、计算1 一食品的含水率为78%，冻结后固体成分和冰的质量分数为0.22、 0.65，其密度分别

35、为 1010、 920，试估算该食品冻结后热导率、比热容和热扩散率的值。2某食品含水 82%，初始冻结点为1.2 C,冻结完成时温度为10 C,试估算该食品 中未冻结水分的质量分数。3某球状食品的直径为0.05 m，密度为1030 kg/m3，水分质量分数为 0.68。现需在隧道式送风冻结器中经一23 CC,食品的融化热为 220 kJ/kg，冻结后食品的热导率为1.08 W/(m K),冻结时对流传热系数为65 W/(m 2 K)。试分别计算将该食品冻结至平均温度达-12C时和中心温度达一6C时的冷冻时间。4含水75%，长、宽、厚分别为 1mm、0.3m的牛肉块状食品在冷冻器中被 30C的冷

36、空 气冻结。外表对流传热系数为 40 W/(m 2 K C,牛肉冻结后的热导率为 1.5 W/(m K)，密度980 kg/m3,计算将牛肉冻结到一10C时所需时间。5 5cm厚的牛肉胴体在30C的冷冻间里被冻结。产品含水 73%，密度970,冻牛肉热导 率为1.1 W/(m K)，初始冻结点为1.75C，冻结前后的焓差为 250 kJ/kg，外表传热系数为 50 W/(m 2 K) ,试用 Plank 方程式估计其冻结时间。6某冷冻食品加工厂需在16h内冻结10t猪肉半胴体。猪肉水分质量分数 w = 0.72，初始冻结点温度Tf = 19C，现要求在28C的冷风冻结装置中冻结，试计算猪肉胴体

37、从初始温(kW)。度为5C开始，降温至其中心温度为一10C时所需的制冷量第八章 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()均匀混合液的局部别离过程。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

38、。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？通常应考虑哪些原那么？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57C，这也就是浓缩液的温度。料液在 38C蒸气。总传热系数为 3407W/(cm2c2 , 估计原料液比热容为 3.98kJ/(kg G)，忽略沸点升高

39、。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31C,估计沸点升高为7C,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79C。总传热系数为1000W/(m2：C )，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20C。加热蒸气的绝对压强为200kpa, T=120 C,汽化热r=2205kJ/kg，二次蒸气C,汽化热r=2370kJ/kg，基于传热

40、外外表积的总传热系数为1200w/(m 2 C )，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 C，冷凝液在饱和温度下排出，水的比热容CpW=4.18kJ/(kg C )。忽略热损失和稀释热效应，求：加热蒸气消耗量 D ;蒸发器传热面积 S。2,相应的溶液沸点为 80C,加热蒸气2,原料液的比热容为 3.77kJ/(kg C )，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；原料液温度为30 C时的加热蒸气C, r=2313.9kJ/kg , T=120 C, r=2205.2kJ/kg。C,浓缩液出口浓度为 1.5%(质量),蒸发室压力

41、为101.3kPa,加热蒸气蒸气。总传热系数为 1704W/(m 2 C )。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75CC，加热蒸气的绝对压力为200kPa。假设蒸发器的总传热系数为1000W/(m2C )，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I。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50C，比热 容为3.15kJ/(kg G )。蒸发室的平均操作压强为 15kPa,加热

42、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。蒸发器的总传热面积为10m2,热损失可忽略。C下进入蒸发系统。第一效加热蒸气的绝对压强为500kPa,冷凝器中的绝对压强为20kPa。22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 C )。 估计加热管内液面高度为 1.5m。各效溶液的密度分别为 1100kg/m3、1280kg/m3。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。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

43、控制5 分子扩散6 涡流扩散二、填空1 假设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 ，那么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，假设减少吸收剂用量， 那么传质推动力将 ，操作线将 平衡线。6用Ap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丨,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