习题解答-食工原理

1、1(接传热 22)热负荷Q ms1cp1(T1T2)1.25 1.9 103(350 300)118.8kW基于外表面积的总传热系数K12K1471.6W/(m K)总传热面积：3AQ118.8 1032A13.84m总管长：1A13.84176.3md 3.14 0.025空气的进出口温度不变，Itmtm习题 24 附图则管长要增加 15%。冷凝潜热为 351.6kJ/kg。冷却水在管程流动，进口温度为5 C,出口温度为 32C，逆流流动。已知冷却水用量:ms2Qcp2(t2t1)3118.8 104.174 103(320 290)0.949kg/s平均温度差为 tm逆t1t2In(半)t

2、230 1030ln(w)18.2C350-300320290301011b d11 d110.00250.0252.5mm，管子数 37 根，管长 3 米。今拟采用此换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽,自饱和温度 46C 冷却到 10C。CS2在壳程冷凝,其流量为 300kg/h ,18502CS2在冷凝和冷却时的传热系数分别为K1= 291W/(m2K)及K?二174W/(m2K)。问此换热器是否适用？(传热面积 A 及传热系数均以外表面积计)3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 450kP

3、a,蒸发室内压力为 101.3kPa,溶液的沸点为 115C,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 25C; （2）沸点进料。解：（1）求水蒸发量W应用式（4-1） W F（1x）2500（1 占 1）1500kg/h（2）求加热蒸汽消耗量由书附录查得 450kPa 和 115C 下饱和蒸汽的汽化潜热为2747.8 和 2701.3kJ/kg则进料温度为 25 C 时的蒸汽消耗量为:2500 (115 25) 1500 2701.3 20 36002747.8单位蒸汽消耗量由式（4-5a ）计算，贝 U 1

4、.21W1500 2701.3 20 3600原料液温度为 115 C 时D21500kg/h2747.8单位蒸汽消耗量 D21.0WNaOH 水溶液在 60 kPa （绝）压力下的沸点。解:tAT人T查蒸汽在 600kPa 下的饱和温度为 85.6 C,汽化潜热为 2652kJ/kgA由式（4-9 ）&f常可求。其中f由式（4-10 ）求得，即应用式（4-4 ）DFC(t1t。)Wr Qr5648.78 1054.05 1067.2 1042747.81820kg/h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4即 tA8

5、5.6 47.1 132.7 C3、在一常压单效蒸发器中浓缩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t10.01622(T 273)2r0.0162(85SL2652.10.785查附录常为 160C 则&常=160-100=60 C60 0.78547.1CCaCl2水溶液，已知完成液浓度为35.7 % （质分数），密度为5计算A查附录p=101.3kPa,T=100C ,r=2677.2 kJ/kg查附录 常压下 35 轴勺 CaCb 水溶液的沸点近似为 tA115Ct T t1133.4 118.7

6、14.7 C食工原理复习题及答案一、填空题：1.圆管中有常温下的水流动，管内径 d=100mm 测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为3 1 1_0.0157m .s-_.平均流速为 _ 2.0m.s-_。2.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 _2_倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_1/4_ 倍。3. 离心泵的流量常用_出口阀_调节。4. 某输水的水泵系统，经管路计算得，需泵提供的压头为 He=25m 水柱,输水量为 20kg.s-1,则泵的有效功率为_4905w_.5.用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近_饱和水蒸

7、汽_的温度，而传热系数K值接近空气_的对流传热系数。6.实现传热过程的设备主要有如下三种类型_间壁式、蓄热式、直接混合式_.7.中央循环管式蒸发器又称 标准式 。由于中央循环管的截面积 较大_。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的_要小 ,因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_自然 循环。8.圆管中有常温下的水流动，管内径 d=100mm 测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为 _1 122kg.s _,平均流速为2.8m.s_。9.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是粒子所受合力的代数和为零_。滞流沉降时，其阻力系数

8、 =_24/ Rep_.10.某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为 500 C ,而环境温度为A115 10015C计算Apavpavg h2101.3 1031300 9.81 1.821.1283kPa查附录 当pav=1.128 103kPa 时，对应的饱和蒸汽温度Tpav=102.7 CA102.7 1002.7Cin(3)取A1C溶液的沸点t1TA AA 10015 2.7 1118.7C则传热的有效温度差t 为：0.4MkPa （表压）饱和蒸汽的饱和蒸汽温度T=133.4 C620C ,采用某隔热材料,其厚度为 240mm,入=0.57w.m-1.K-1,

9、此时单位面积的热损失为 _1140w_。（注：大型容器可视为平壁）11.非结合水份是_主要以机械方式与物料相结合的水份。_。12.设离心机转鼓直径为 1m 转速 n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快_201_倍。14.用冷却水将一定量的热流体由100C 冷却到 40C，冷却水初温为15C，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案 I 是令冷却水终温为30 C，方案 n 是令冷却水终温为35 C，则用水量7WI 大于WII，所需传热面积 AI 小于All。（大于，等于，小于）15.多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效

10、的为低以使前一效引出的二次蒸汽作后一效加热用以实现二次蒸汽再利用。16.物料干燥时的临界水份是指_由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率_它比物料的结合水份大_。17.如右图所示：已知,p 水=1000kg.m-3, p 空气=1.29kg.m-3,R=51m口则厶 p=_ 500 N.m2, E =_1_ （两测压点A.B 间位差不计）18.板框压滤机主要由滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成_,三种板按_ 1 2 3 21 2 3 21_ 的顺序排列组成。19.去除水份时固体收缩最严重的影响是在表面产生一种液体水与蒸汽不易渗透的硬层，因而降低了干燥速率。21.恒定的干燥条件是

11、指空气的湿度、温度、速度以及与物料接触的状况都不变。22.物料的临界含水量的大小与 物料的性质，厚度和恒速干燥速度的大小_等因素有关。四、问答题：1.影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？由重力沉降式 Ut=dp2（ p s- p ）g/（18 卩）可见，影响重力沉降速度 Ut 的主要是 dp 和卩（Ut c dp, Ut * 1/，为提高 Ut，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。这样可大大增大Ut,较可行的办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使Ut 增大。2.说明列管式换热器的基本结构。由壳体、管束、管板、封头等组成。

12、3.蒸发与加热操作相比，有何特点？（1）蒸发的料液是溶有不挥发性溶质的溶液，在相同压力下，其沸点比纯溶剂的沸点高，溶液 浓度愈大，影响愈显著。（2）蒸发时，要汽化大量溶剂，所以耗汽量大。（3）蒸发的溶液本身具有某些特性，如热敏性，伴有结晶产生等，也会给蒸发过程带来一定的影响。4.多效蒸发中，“最后一效的操作压强是由后面的冷凝能力确定的。”这种说法是否正确？冷凝器后使用真空泵的目的是什么？不对。蒸发室的操作压强是根据工艺操作要求，料液的特性，经济效果等应方面而定的。最后 一效操作压强是由后面冷凝器的真空度确定的，真空度太高时，导致冷凝器的 T*太低，冷凝困难，这是决定最后一效的操作压强时应考滤的

13、。使用真空泵的目的是排除凝性气体，维持蒸发器内要求的真空度。6.有一高温炉，炉内温度高达 1000 C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向 外界大气传热的传热过程。炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的 内壁面。在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传 到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通 过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大 气中， 它与炉壁内的传导传热相串联， 所以该传热过程的 特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。7.工业生产中对溶液的浓缩，为何采用真空蒸发？因为：（1）加热蒸汽压力相

14、同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热 面积 A 减小。/t内1000X3V/ / /7炉壁8(2)真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液。(3)真空蒸发，可利用低压蒸汽或废汽作加热剂，(4)真空蒸发时，由于溶液沸点低，设备的热损失小。五、计算题：1.用离心泵经$ 57x 3.5mm 的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂800kg.m-3,粘度为 20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m,见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为 25m,反应器内的压力恒定为 机溶液输送量为6m.h-1,试确定泵提供的压头。取敞口贮槽液面为 1-1 截面，反应器内液面

15、为2-2 截面，在 1-1 与 2-2 截面间列柏努利方程，并以 1-1 截面为基准面：2 2gZ1+(u1/2) +(p1/ p )+W = gZ2+(u2/2)+(p2/ p )+ 工 hf22W=(Z2- Z1)g+(u2-u1)/2+(p2- p1)/ p + 工 hf2工 hf =入(l+le )/d(u2/2)2 -1u=(6/3600)/( n /4) x 0.05 =0.8488m.s ucu2 0 Z1=0Re=dup / 卩=0.05 x 0.8488 x 800/ (2 0 x 10-3) =1697.62000 则入=64/Re=64/1697.6=0.03772-1工

16、 hf =0.0377 x (25/0.05) x (0.8488/2)=6.7904J.kg故 W=16X 9.81+4 x 98100/800+6.79=654J.kg-1H=W/g=66.7 m3.密度为 1200kg.m-3的盐水，以 25ni.h-1的流量流过内径为75mm 的无缝钢管。两液面间的垂直距离为 25m 钢管总长为 120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25%。试求泵的轴功率。假设:(1)摩擦系数入=0.03 ; (2)泵的效率耳=0.62 2Z1+(u1/2g) +(p1/ p g)+He =Z2+(u2/2g) + (p2/ p g)+ 工 Hfuu2 0 ；

17、Z1=0 ; u1 u2 0 Z2=25 m ; p1= p2 He= Z2+E Hf = 25 +刀 Hf_ - 2刀 Hf =(入 xi /d xu /2 g)x 1.252u=V /A = 25/ ( 3600 x 0.785 x( 0.07 5 )-1=1.573m.s_ - 2刀 H =( 0.03 x 120/0.075 x 1.573 / (2x 9.81 )x 1.25=7.567m 盐水柱He = 25+ 7.567 = 32.567mNe = Qe He p /102 = 25 x 32.567 x 1200 /(3600 x 102)=2.66kwN 轴=Ne / n =

18、 2.66/0.6 = 4.43kw6.某燃烧炉的平壁由耐火砖(入=1.05w.m-1.K-1),绝热砖(入=0.15w.m-1.K-1)和普通砖(入(密度为4X 98100 Pa(表压),有9=0.8w.m-1.K-1)三种材料组成。已知耐火砖内侧温度为1273K,耐火砖与绝热砖接触面温度 1213K,绝热砖与普通砖接触温度 411K;普通砖厚 230mm 设为稳定热传导，问：(1)耐火砖和绝热砖应砌2多厚才能保证热损失不超过274w.m (2 )普通砖的外侧温度为多少？3 耐=入耐 xA t 耐/Q=1.05(1273-1213)/274=0.2299m3 绝=入绝 xA t 绝/Q=0.

19、15(1213-411)/274=0.4391m t 普=Qx 普 / 入普=274x 0.23/0.8=78.78K411-t 外=78.78 t 外=332.2K7.某车间有一台换热面积(以外表面积计)为 2.5 m2的单程列管换热器。用180 C 的热废气预1 11热轻油,轻油走管外，其流量为 200kg.h,比热为 2kJ.kg .K ,温度由 30C 升至 80C。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70C。求：换热器的热负荷和传热系数。2-1-1A = 2.5m , Cp = 2kJ.kg .K tm = ( (180-80)-(70-30) / In (100/40)=65.

20、5 C-1Q= 200X 2 X (80-30) = 20000kJ.hQ= KM tm-2 -1 -1 -2 -1 K = 20000/（65.5 X 2.5） = 122.2kJ.m .K .h =34w .m .K8.在单效真空蒸发器中，将流量为10000kg.h-1的某水溶液从 10%连续浓缩至 50%原料液温度为 31 C。估计溶液沸点升高为 7C,蒸发室的绝对压强为 0.2kgf.cm-2。加热蒸汽压强为 2kgf.cm-2-1（绝压），其冷凝水出口温度为79C。假设总传热系数为1000 w.m .K，热损失可忽略。试求加热蒸消耗量和蒸发器的传热面积。当地大气压为1kgf.cm-2

21、。已知 0.2kgf.cm-2时蒸汽饱和温度为59.7 C,汽化潜热为 2356kJ.kg-1及焓 2605.45kJ.kg-1; 2kgf.cm-2时蒸汽饱和温度为1 1潜热为 2206kJ.kg 及焓为 2708 kJ.kg 。溶液沸点 t1=T + =59.7+7=66.7 C蒸发量 W=F(1 (X0/X1 )=10000(1 (0.1/0.5) =8000kg.h-1溶液的比热 Cp=4.187(1 X0)=4.187 X (1 0.1) =3.77kJ.kg-1.K-1由蒸发器的热量衡算式知：Q=F Cp(t1 t0)+wr +Q 损-1=10000 X 3.77 X (66.7

22、31)+8000 X 2356 =20193890 kJ*h =5609414 w 由传热速率方程式知传热面积为：2A=Q/ K(T t)=5609414 / 1000 X (119.6 66.7)=106 m加热蒸汽量 D=Q/r=20193890 /2206-1=9154 kg.h9.现采用某单效真空蒸发器来浓缩某水溶液。已知进料量为 10t.h-1，料液从 15%农缩至浓度为 60%119.6 C,汽化102（均为质量，沸点进料；加热蒸汽压力为300kN.m （绝压）；冷凝水在饱和温度下排出；冷凝器内的真空度为 610mmHg 各项温度差损失分别为=2.5， =3.5， =1 C；热损失

23、为加热蒸汽放出热量的 5%传热系数 K=2500w.m-2.K-1，试：（1）估算单位蒸汽耗量为多少？ （2）估算2蒸发器的传热面积为多少m?（ 3）若产品浓度达不到要求，你认为可采取什么措施？附：饱和水蒸汽性质压力 kN.m-2温度 C汽化潜热 kJ.kg2060.12454.93066.52333.7101.31002258.4300133.32168.1401.3143.52138.1设：当地大气压为-2101.3kN.m*答*(1) 求 D / wD =wX r +FX Cp(t1 -t0 )+QL /r沸点进料 t1=t0 ，且 QL =0.05D X r D / w = r / 0

24、.95 r ,11W=F(1-X0 /X1 )=10 X 102(1-15/60)=7500kg.h-1由 P =300kN.m-2，查表得 r =2168.1kJ.kg-1, T =133.3 C/ P =(760-610) X 101.3/760=20kN.m, 查表得 T 冷=60.1 C，此冷凝器中二此蒸汽冷凝1温度，而 T=T + ”=60.1+ 仁 61.1C,查表得 r =2351.6kJ.kg D / W=2351.6/(0.95 X 2168.1)=1.142(2 )求 AA=Q/ ( kxA tm)=(D X r )/k(T- t1 )而 t1 =T + + ”=60.1+

25、2.5+3.5+1=67.1C A=(1.142 X 7500X 2168.1) X 1000 / 3600 X 2500(133.3-67.1)=31.17m2(3 必须按设计要求控制好操作条件。2增加料液的循环速度(如暂停出料，料液回流入器再循环)。3可适当增大 P ,以使 T f,可使 tm f,以保证有足够的所需的传热面积。4可适当提高冷凝器的真空度，使T J,则 t1 J,有利于 tm f。11.水在内径为 250mm 的钢管内流动。已知截面 1 1 处的流速为 1m.s-1，测压管中水柱高为 1m； 在截面 2 2 处管内径为 150mm 试计算在截面 1 1 与 2 2 处产生的

26、水柱高度差 h 为多少 m 水柱？(忽略阻力损失)在截面 1 1 与 2 2 间列柏努利方程:2Z1+(u1/2g) +(p1/ p g) =Z2+(uZ h = P1/ pg P2/ pg2=2.78 / (2X 9.8 1 )=0.343mH2O13.在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液， 溶液量为 1.4kg.s-1,比热为 2kJ. kg-1.K-1,走内管(规格为 0 25X 2.5mm),从 150C 冷却到 100C。冷却水走套管环隙，从 25C 升温至 60C ,水的比热为 4.18kJ.kg-1.K-1。1.已知溶液一侧的对22/2g)+(p2/ p g)P1/ p P1/

27、pu 2 =u 1-1g= 1mH2Ou 1 = 1m.sg P2/ pg = u(d1/d2 )2= 1X22 /2 g-u(250/150 )21 /2 g2= 2.78m.s-121 /(2 X 9.81)1160w.m2.K-1,冷却水一侧的对流传热系数为 ,求以传热外表面积为基准的总传热系数K 和冷却-1)。2.计算内管的外表面积和管长。12流传热系数为930 w. m-2.K-1,忽略管壁和污垢的热阻及热损失水的用量(kg.h* 答*溶液放热1/K0=d0 / (=0.025/(1160-2 -1K0=464w.m .K冷却水用量 Ms=Q/Cp(t2-t1)Q=MsCpAT=1.

28、4 X 2X 1000X (150-100) =1.4 X 105w aidi)+1/ a3X 0.02)+1/930=2.15 X 10-13=1.4=0.957kg.s5X 10/4180(60-25)-1-1 tm=(150-60)-(100-25)/l n(150-60(100-25)=82.35A =Q/(KO tm)=1.4X10 /(464X82.3)=3.67ml=A /( n d0 )=3.67/( nX 0.025)=46.7m14.在单效蒸发器中，每小时将2000kg 的某种水溶液从 10%连续浓缩至 30%蒸发操作的平均压强 为 0.4kgf.cm-2(绝压)，溶液的沸

29、点为 80C。加热蒸气的压强为 2.0kgf.cm-2(绝压)。原料液的比 热为 3.77kJ.kg-1.K-1。热损失为 12000w。忽略浓缩热。试求：(1)单位时间内蒸发的水分量；(2) 分别求算原料温度为 30C、80C 和 120C 时，单位时间内所需的加热蒸气量。已知压强为0.4kgf.cm(1)单位时间内蒸发的水分量 WW=F (1 X0/X1) =2000 (1 0.1/0.3 ) =1333kg .h(2)单位时间内加热蒸气量 DD=F Cp(t1 10) + wr+ Q 损/r原料温度为 30 C 时蒸气消耗量为D=2000 X 3.77(80 30) + 1333 X 2

30、319+ 12000 X 3.6/2206-1=1600kg.h单位蒸气消耗量为D/w=1600/1333=1.2同样，原料液温度为 80 C 时蒸气消耗量及单位蒸气消耗量分别为D=( 1333 X 2319+ 12000X 3.6 )-1/2206=1430 kg.hD/w=1430/1333=1.07原料液温度为 120 C 时蒸气消耗量及单位位蒸气消耗量分别为-1D=2000 X 3.77(80 120) + 1333 X 2319+ 1200X 3.6/2206 =1293 kg.hD/w=1293/1333=0.9715.某车间准备用一台离心泵将储槽内的热水送到敞口的高位槽内，已知管

31、子规格为60X 3.5mm钢管，管内流速为 2m.s-1，吸入管路的能量损失为 19.6J.kg-1,压出管路的压头损失为 4mH2O (均包括全部的局部阻力损失在内)，其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。定储槽液面为 1-1 ,且为基准面，高位槽液面为 2-2 ,列 柏式：2 2及 2.0kgf.cm-2时饱和蒸气的气化潜热分别为-1 F-12635kJ.kg 及 2708kJ.kg。2319 kJ.kg-1及 2206 kJ.kg-1,饱和蒸汽焓分别为14gZ1+(U1/2) +(p1/ p )+We = gZ2+(u2/2)+ (p2/ p )+ 工 hf_ - 、 1刀 hf =

32、hf 吸+hf 压=19.6+4 X 9.807=58.84J.kg-100 X 133 /980 +we=8 X 9.81+58.84-1 2We=150 J.kg ; Ms=n /4 X 0.053 X 2 X 980 =4.3kg.s-1 Ne=WeMs =.150 X 4.3=649 W17.某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m，炉墙导热系数入=1.038w.m-1.K-1。其外用导热系数为0.07w.m-1.K-1的绝热材料保温。炉内壁温度为980 C ,绝热层外壁温度为38 C ,(1)绝热层的厚度；(2)耐火砖与绝热层的分界处温度。倍。(1/16 )15(1)q /A =( T

33、1 T3) / (b 1/ 入 1+ b 2/ 入 2)=(980 38) / ( 0.213/1.038 +b 2 /0.07 )= 800得：b2= 0.068m(2)q /A =( T1 T2) / (b 1/ 入 1)=(980 T2) / (0.213/1.038 )= 800得：T2 = 815C24. 某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为 28%(均为质量)。蒸发器的传热面积为 5 甫，传热系数 K=1500w.m2.K-1，加热蒸汽的温度采用 115C (其汽化潜热为 2221kJ.kg-1, 冷凝水在饱和温度下排出)， 蒸发室内蒸汽的温度为 57.3 C

34、,二次蒸汽的汽化潜热为 2359kJ.kg-1, 采用沸点进料， 经计算知： =0.7 C, ”=0;热损失相当于蒸发器传热量的 5%问：(1)此蒸 发器每小时可处理多少 kg 番茄汁？( 2)加热蒸汽耗量为多少 kg.h-?(1)求 FF=W/ (1-X0/X1 )/ Q=A.K(T - t1 )而 t=T + =57.3+0.7+0=58 C Q=5X 1500(115-58)=427500 w沸点进料 Q = D rWr +Q 损W=(0.95Q)/r=(0.95 X 427500)/(2359 X 1000 )-1 -1=0.172kg.s=619.8kg.hF=619.8/(1 12

35、/28)=1084.65kg.h-1(2)求 DD = Q / r =(427500 X 3600) / (2221 X 1000)-1=692.93kg.h食品工程原理复习题答案第一部分 动量传递(流动、输送、非均相物系)一.名词解释1. 过程速率：是指单位时间内所传递的物质的量或能量。2. 雷诺准数：雷诺将u、d、口、p组合成一个复合数群。Re直的大小可以用来判断流动类型。3. 扬程(压头)：是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。4. 分离因数：同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值。二.填空题1. 理想流体是指_的流体。(黏度为零)2. 对于任何一种流体，其密度是_和_的

36、函数。(压力，温度)3. 某设备的真空表读数为 200mmHg 则它的绝对压强为mmHg。当地大气压强为 101.33 X 103Pa。(560mmH)4. 在静止的同一种连续流体的内部，各截面上_与_之和为常数。(位能，静压能)5. 转子流量计读取方便，精确，流体阻力_，不易发生故障；需_安装。(小，垂直)6. 米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_倍。(2)7. 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2，则摩擦阻力损失为原来的_倍。(1/2 )8. 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变，管径增加一倍，

37、则摩擦阻力损失为原来的_169.实际流体在直管内流过时， 各截面上的总机械能_守恒 因实际流体流动时有_。（不,摩擦阻力）10. 任何的过程速率均与该过程的推动力成_比，而与其阻力成 _比。（正，反）11. 在离心泵吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为_。（逆止阀）12._是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。（滤网）13. 离心泵工作时流体流速与压力的变化为常压流体 流体被甩岀后（）机械旋转、流 所造成的气压）的离心力14. 泵的稳定工作点应是_特性曲线与_15. 产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的 的水或水）16. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵

38、提供的流量_，扬程_。（减少；增大）17. 根据操作目的（或离心机功能），离心机分为过滤式、_和_三种类型。（沉降式、分离式）18.常速离心机、高速离心机、超速离心机是根据_的大小划分的。（分离因数）19. 某设备进、出口的表压分别为-12 kPa 和 157 kPa，当地大气压为 101.3 kPa，试求此设备进、出口的压力差为多少 Pa。（答：-169kPa）P P进P出12 157169 kPa四.问答题1.离心泵与往复泵通常可采用哪些方式进行流量调节？答：离心泵进行流量调节通常有三种方法，即改变阀门的开度，改变泵的转速与切削叶轮调节。往复泵流量调节通常采用改变电机转速，调节活塞往复的次

39、数，旁路调节。2 当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？答：离心泵启动后不吸液可能的原因：由于灌液不够或底阀、泵壳密封不严密而漏液使泵 内存有空气发生气缚现象；底阀或吸入管路堵塞；安装高度过高（气蚀）：电机接线不正确致使叶轮反转。3. 食品厂中应用静力学基本方程式的方法有哪些？写出用液柱高度表示的公式？答：压力测量 U 型管压差计，斜管压差计，微差压计；2液面测量；3确定液封高度。由静力学基本方程式pPgh可得液柱高度表示的公式为：h丄一g4.雷诺准数的物理意义及判断流动类型？答：物理意义：惯性力与黏性力之比。判断类型：Re 4000 时，为湍流；Re 在 2000-4000 为过渡流。5.

40、看图解释流体输送适宜管径选择？）逐渐扩大的高压流体 泵壳通道（低速流体、高速流体）特性曲线式 M 勺交点。（管路，泵或 H-qv）_下，输送_时的性能曲线。（转速，20 C17答：要考虑到总费用最省的原则。一般来讲，管径越大，流速越小，流阻也越小，所需泵功率 会越小，动力费越小；随着管径增大，动力费减少。但管径增大，购买钢管的设备费投入会增大。 所以，应根据具体的设计需要，选用总费用最省的管径，即适宜管径。6.离心泵工作原理？答： 先将泵壳内灌满被输送的液体。 启动泵轴带动叶轮旋转， 叶片之间的液体随叶轮一起旋 转， 在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高

41、的速 度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。于是液体以 较高的压力，从压出口进入压出管，输送到所需的场所。当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸 入口就形成了一定的真空，外面的大气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵内，填补了液体排出后 的空间。这样，只要叶轮旋转不停，液体就源源不断地被吸入与排出。7. 离心泵“气缚”现象？答：离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体。8. 为什么滤饼过滤开始时，滤液有一点混浊，过一段时间才会转清？答：当悬浮液中

42、颗粒含量较多（体积1%）、颗粒尺寸比过滤介质孔径小时，过滤开始会有部分颗粒进入过滤介质孔道里，迅速发生“架桥现象”。也会有少量颗粒穿过过滤介质而与滤液一起流走。随着滤渣的逐渐堆积，过滤介质上面会形成滤饼层。此后，滤饼层就成为有效的过滤介质而 得到澄清的滤液。第二部分热量传递（传热、制冷）一.名词解释1. 对流传热：通过流体内分子的定向流动和混合而导致热量的传递。2. 自然对流：若流体的运动是由于流体内部冷、热部分的密度不同而引起的。3. 热通量：单位时间、单位面积所传递的热量。或热流量与传热面积之比。4. 错流：参与换热的两流体在传热面的两侧分别彼此呈垂直方向流动。5. 热交换：两个温度不同的

43、物体由于传热，进行热量的交换。6. 稳定恒温传热： 两种流体进行热交换时，在沿传热壁面的不同位置上，在任何时间两种流体 的温度皆不变化。7. 制冷因数：制冷量与所耗外功之比。8. 载冷剂（冷媒）：用于将制冷系统产生的冷量传给被冷却物体的中间介质。9. 冻结速率：冻结始温和冻结终温之差与冻结时间比值。10. 冻结速度：食品表面到中心间的最短距离与达到10C 后中心温度降到冰点所需时间之比。二.填空题21. 牛顿冷却定律的表达式为_，对流传热系数 a 的单位是_（Q=a AA t , W/m-K）2. 傅立叶定律是单位时间内的传热量与垂直于热流方向的导热截面面积和温度梯度成_。（正比）3. 写出换

44、热基本方程（Q=KA t）4. 当换热器的传热量及总传热系数一定时，采用_ _操作，所需的传热面积较小。（逆流）5. 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度200 C,出口温度 120C，冷气体进口温度50C,两气体物性数据可视为相同，不计热损失时，冷气体出口温度为_C。（130C）186. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90 C,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，则热损失占传热量的_%。（5%7. 总传热系数 K 值有三个来源：_、_和计算。（选取经验值、实验测定 K 值）8. 热源温度愈低，冷源温度愈高，制冷因数越_。（大）9

45、. 制冷剂的放热量包括冷却、_、_三个阶段放热量。（冷凝、过冷）10. 一般冻藏食品温度在_。（ 18C）11. 食品冷冻时_所放出的热量是确定制冷设备大小的主要依据。（单位时间）12 若流体内部有温度差存在：当有动传时必有_。（热传）四.问答题1.简述传导传热、对流传热和辐射传热，三者之间有何不同？传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。 对流传热则是流体质点发生相对位 移来传递热量。 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。2.房屋采暖时的暖气装置为什么通常放在下部，而空调制冷装置却安放在房间的上部？答：一般房间室内换热通常用自然对流给热方式，而自然对流给热的效

46、果与换热面的位置有关。 采暖时由于热空气的气体受热后体积膨胀且密度减小。因此热空气向加热面上方流动；同时冷空气 因密度大于热空气而下降至加热面附近，即在加热面上方的较大空间有利于产生较强的自然对流， 从而增加对流给热效果。同理，空调等制冷装置安放在房间上部的原因也是增强自然对流效果。3.影响对流传热系数的主要因素？答：流体的状态：液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变化。有相变化时对流传热系 数比无相变化时大的多；2流体的物理性质：影响较大的物性有密度p、比热 G、导热系数入、粘度卩等；3流体的流运状况：层流、过渡流或湍流；自然对流，强制对流；4传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、管

47、径、管长、管子排列方式、垂直放 置或水平放置等。4. 简述食品冷冻机理？答：在 0C 以下低温，微生物生命活动显著受抑制，防食品腐败；2氧化和酶反应速度显著下降；3水分活度降低。5. 试述对流传热的机理？答：热流体流过管道时，在湍流主体中，流体剧烈拢动，形成漩涡，使质点强烈混合而交换热量， 温度较均匀，几乎不存在温度梯度；但在紧靠管壁，有一层很薄的作层流流动的流体层（层流底层），在这层薄层内，热量传递以导热方式进行，从微观上言，是靠分子传递。由于流体的导热系数很小， 故热阻丝要集中层流底层内。对管内层流流动，热量传递也是主要靠导热。但由于温度存在（轴向 的，径向的），有密度差，会引起质点的对流

48、，比较复杂。6. 换热器的散热损失是如何产生的？应如何来减少此热损失？答：由于换热器外壁面温度往往高于周围外界空气的温度，外壁面不断通过对流和辐射传将热 量传给换热器周围的空气而散失，即产生散热损失。为了减少散热损失，一般在换热器外壁面上包 上一层（或两层）导热系数较小的绝热材料（或不同的两种导热系数较小的绝热材料），使传热热阻增大，外壁面温度降低，从而减小了散热损失。第三部分质量传递（干燥、传质、蒸馏、萃取、膜分离）一.名词解释1.质量传递：因浓度差而产生的扩散作用形成相内和相间的物质传递过程。2.介电加热干燥：是将要干燥的物料置于高频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而 达到干燥的目

49、的。3临界含水量：物料干燥达临界点时的物料含水量。4. 比焓：湿空气的焓为干空气的焓和水汽的焓之和。或称湿空气的热含量。5. 干燥的表面汽化控制：物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率。196. 分子扩散：单相内存在组分的化学势差，由分子运动而引起的质量传递。7. 费克定律：单位时间通过单位面积物质的扩散量与浓度梯度成正比。8. 挥发度：达到相平衡时，某组分在蒸汽中的分压和它在平衡液相中的摩尔分率之比。9. 超临界流体：物质处于其临界温度和临界压力以上状态时，向该状态气体加压， 气体不会液化，只是密度增大，具有类似液态性质，同时还保留气体性能。10. 萃取：使溶剂与物料充分接触，将物料中的

50、组分溶出并与物料分离的过程。或利用混合物 各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提纯的操作过程。二.填空题1. 相对湿度 0： 01,0 越_，空气吸湿的能力越强，越干燥。（小）2. 物料的干燥过程是属于_和_相结合的过程。（传热、传质）3. 干燥操作中，不饱和湿空气经预热器后湿度_，温度_。（不变，升高）4. 在干燥操作中，物料中所含小于平衡水分的水分，称为_。（不可去除水分）。5. 密度、_和_是超临界流体的三个基本性质。（黏度、扩散系数）6._介于超滤和反渗透之间一种膜分离技术。（纳滤）7. 纳滤是以_为推动力的膜分离过程，是一个不可逆过程。（压力差）8. 常见传质

51、过程是_引起。（浓度差）9. 超临界状态既不是气体也不同于液体，属于_状态。（流体）10. 精馏过程就是利用混合液的各组分具有不同的,利用多次部分_、多次部分的方法，将各组分得以分离的过程。（沸点或挥发度，汽化、冷凝）11. 在湿空气的焓-湿图中，_线以下的区域对干燥操作无意义。（饱和空气）12. 超临界流体的密度接近于_状态。（液体）四.问答题1. 湿空气的干球温度、湿球温度、露点在什么情况下相等，什么情况下不等？答：对于饱和的湿空气 T= Tw= Td； 对于不饱和的湿空气 TTwTd。2. 测定湿球温度时，当水的温度不同时，对测量结果有无影响？为什么？答：无影响。若水温等于空气球温度时，

52、则由于湿纱布表面的水分汽化而使其水温下降；若水 温高也会降温（一方面供给水分汽化需要热量，一方面散热至空气中）；若水温低则水分汽化需要的热量就会从空气吸热，最终都会达到湿、热平衡。3. 在对流干燥过程中，为什么说干燥介质一湿空气既是载热体又是载湿体？答：引物料中水分汽化需要热量，此热量由空气供给，而汽化的水汽又要靠空气带走（破坏其 平衡状态），以便使干燥能稳定连续地进行。故湿空气在干燥过程中起到供热、去湿的作用。因此称 湿空气既是载热体又是载湿体。4.简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程？答：湿空气预热可提高载热载湿的能力（湿含量不变，温度增加，相对湿度下降，传热传质推 动力加大）。热空气传热给湿物料是一个传热过程，湿物料中的湿分汽化扩散至气体主体是一个传质过程。5.如何强化干燥过程?20答：强化干燥过程要依据干燥的不同阶段而采取不同的措施。在等速干燥阶段要使干燥速率 提高，其措施有：增大热空气的温度、降低其湿度：增大热空气的流速；改变其接触方式（如垂直 流过物料层效果比平行好，若将物料充分分散于气流中更好）。在降速干燥阶段，主要通过改变物料的尺寸（变小）、厚度（减薄）或将物料充分分散于气流中来增大其汽、固两相的接触面积或加强搅拌等措施来提高干燥速率。6湿物料经干燥后达不到产品含水量的要求（偏高），你认为应采取什么措施来解决它？答：若在等速干燥阶段达不到含