食品工程原理复习题集与答案解析

1、 食品工作原则复习问答1. 填空：1、常温下有水在圆管中流动，管径d=100mm，实测质量流量为15.7kg.s -1 ，其体积流量为_。平均流量为_。*回答*0.0157m 3 .s -1 2.0ms -12. 流体在圆管内呈层流流动。如果流量只增加一倍，阻力损失将是原来的_倍；如果只是管径增加一倍，流量不变，阻力损失将是原来的_倍。*回答*2； 1/43、离心泵的流量常由_来调节。*回答*出口阀4.（3分）第2005题第2章知识点100简单难度在输水的水泵系统中，由管道计算泵提供的压头为He=25m水柱，输水量为20kg.s -1 ，则泵的有效功率为_。*回答*4905w5、用饱和蒸汽加热

2、空气时，换热管壁温接近_温度，传热系数K值接近_对流传热系数。*回答*饱和水蒸气；空气6、实现传热过程的设备主要有以下三种：_、_、_。*回答*分区式再生直混式7、中央循环管蒸发器又称_。由于中央循环管的截面积_。溶液在单位体积中所占的传热面积大于溶液在其他加热管中所占的传热面积。因此，溶液在中央循环管和加热管中受热不同，造成密度差，形成溶液的_循环。*回答*标准、大、小、自然8、常温水在圆管中流动，管径d=100mm，实测体积流量为0.022m 3 .s -1 ，质量流量为_，平均流量为_ .*回答*22kg.s -1 ; 2.8ms -19、当球形颗粒在介质中自由沉降时，均匀沉降的条件是_

3、。当滞流沉降时，其阻力系数 = _。*回答*粒子上合力的代数和为零 24/Rep10、大型化学品容器外层覆盖保温层，减少热量损失。如果容器外部温度为500，外层保温层表面温度为20，则采用一定的保温材料。为240mm，=0.57wm -1 .K -1 ，单位面积热损失为_。 （注：大型容器可视为平壁容器）*回答*1140w11. 未结合的水是_。*回答*主要与材料机械结合的水分。12. 假设离心机转鼓的直径为1m，转速为n=600 rpm.min -1 ，那么在其中沉降的相同颗粒比在重力沉降器中快_倍。*回答*20113、在以下换热器中，管子为热气，套管用冷水冷却。请在下图中注明逆流和并流情况

4、下冷热流体的流动方向。*回答*轻微地14、用冷却水将一定量的热流体从100冷却到40，冷却水的初始温度为15。在设计管式换热器时，采用两种方案进行比较。方案一是使冷却水最终。方案二中温度为30，冷却水终温设定为35，耗水量为WI _ WII ，所需传热面积AI _ A II。 （大于、等于、小于）*回答*大于小于15、多效蒸发的原理是利用减压的方法，使后效的蒸发压力和前效的溶液的沸点_，这样前效抽出的_就可以使用了由于后一种效果_，这样就实现了_的重复使用。*回答*用于低、二次蒸汽、加热、二次蒸汽16、物料干燥时的临界水分是指_；它高于材料的组合水分。*回答*当从恒速干燥转变为减速阶段的临界点

5、时，物料中的水分含量；17、如右图：已知， water=1000kg.m -3 ， air=1.29kg.m -3 ，R=51mm，则p=_ Nm -2 ，=_（二压力测量点 AB 之间的位置差不计算在内）本专题有题图：titu141.bmp*回答*500; 118、板框压滤机主要由_组成，三种板按_的顺序排列。*回答*滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等。1-2-3-2-1-2-3-2-119. 除去水分后，固体收缩最严重的影响是_，从而降低了干燥速度。*回答*在表面形成一层坚硬的层，液态水和蒸汽不能渗透。20、多效蒸发的原理是利用减压的方法，使后效的蒸发压力和前效的溶液沸点_，这样前效抽出

6、的_就可以使用了由于后一种效果_，从而实现_重复使用。*回答*用于低、二次蒸汽、加热、二次蒸汽21. 恒定干燥条件是指空气中的_、_、_和_不变。*回答*湿度、温度、速度和材料接触条件22. 材料的临界水分含量与_相关_ 和其他因素。*回答*物料的性质、厚度和恒速干燥的大小二、多选：1、当离心泵充满空气时，会出现结气现象，这是因为（ ）A. 气体的粘度太低 B. 气体的密度太低C. 气体比液体更容易产生漩涡D.气体破坏了液体的连续性*回答*湾。2. 降膜蒸发器溶液呈 ( ) 流动状态。A. 自然循环； B、强制循环； C. 无流通*回答*C3. 当空气t=t =t 时，说明空气的相对湿度( )

7、。A. =100%； B.100%； C.100% *答案* A4、如图所示，U型管差压表测得：（ ）。AAB 之间的阻力损失BAB之间的压差CAB 之间的水头差加阻力损失DAB 之间的标头差异本专题有图：titu014.bmp*答案* A5、用离心泵从河里抽水，当河水水位下降时，泵提供的流量减少，原因是（ ）。A. 出现空气束缚现象 B. 泵特性曲线发生变化 C. 管道特性曲线发生变化*回答*C6、稳定传热是指传热系统各点的温度（）。A. 时间和地点 B. 只有地点而不是时间C. 只随时间变化，不随位置变化。*回答*乙7、干燥过程中，湿空气经预热器预热后，其温度（ ）和相对湿度（ ）。A.

8、增加； B. 减少； C. 不变*回答*甲乙8、干燥机入口温度计的最小分度为0.1。以下是同一温度下的几条记录，哪一条是正确的（ ）。A. 75； B. 75.0； C. 75.014； D. 74.98。*回答*D9、如下图所示，高位罐液位不变，液体以一定的流速流过管道，ab、cd两段长度相等，管径和管壁粗糙度相同，则 ( )。(1)U型差压表读数A. Rab R cd B. Rab = R cdC. Rab h cd B. h ab = h cd C. h ab P cd B. P ab =P cd C. P ab P cd D. 不确定(4) R 值表示_。A.ab 段压差 B.ab 段

9、势能变化C. ab 截面的流动能量损失 D. ab 截面的压力差和流动能量损失本专题有题图：titu012.bmp*回答*(1) B. (2) B. (3) C. (4) C.*本题ha ab = R 1 (s-) /h ab = h cd = R 2 (s -) /R 1 = R 2P cd /g=h cd = R 1 () /P ab /g=R2 (s-) /-l10、离心泵因泵内有气体而不能抽气的现象称为（ ）现象。A. 气蚀 B. 空气结合 C. 浪涌*回答*乙11、一台试验离心泵，启动后不久，泵进口真空度逐渐降低到零，泵出口压力表也逐渐降低到零。此时，离心泵根本无法抽水。失败的原因是

10、 ( )A. 忘记加注 B. 吸油管堵塞C. 压力出口管路堵塞 D. 吸入管路漏气*回答*D.12、在多效蒸发中，由于受温差损失的影响，效数越多，温差损失越大，分配到各效的有效温差为( )。A. 更小； B. 更大； C. 常数*回答*一个13、已知物料的临界含水量为0.2kg water.kg -1绝对干物料，空气的干球温度为t，湿球温度为tm ，露点为td 。现在物料是从最初的含水量X 1 = 0.45 kg water.kg -1干燥物料干燥到X 2 = 0.1kg water.kg -1干燥物料，然后干燥结束时物料表面温度t表： ( )。A. t表tm； B.t表=td；C. t表=

11、t m ; D. t表= t 。*回答*一个14. 往复式压缩机的最大压缩比是体积系数（ ）下的压缩比。A. 最大值 B. 最小值 C. 零*回答*C15、离心机的分离系数越大，其分离能力越好( )。A. 差； B. 强； C. 低*回答*乙三、判断题：1、食品工程的单元作业是一种物理作业，只改变物质的物理性质，不改变其化学性质。 ( )*回答*2、在空气状态恒定时，可用物料的结合水分来判断是否能最大限度地进行干燥。 ( )*回答*3、相对湿度值可以反映空气吸收水汽的能力。如果值大，说明空气吸收水汽的能力很强。 ( )*回答*4、压缩机的间隙大小与其生产能力有关（ ）。因此，间隙应大（ ）。*

12、回答* 5、板框压滤机采用横移法洗涤时，若洗涤压差终过滤压差，洗涤液粘度滤液粘度，则洗涤率1/4最终过滤率。 ( )*回答*6、溶液沸点造成的温差损失等于同压下溶液沸点与水沸点之差。 ( )*回答*7、物料的临界含水率是恒速干燥和降速干燥阶段的分界点。 ( )*回答*8、板框压滤机的洗涤速度等于过滤未完成时的速度。 ( )*回答*9、在多效蒸发操作中，后效蒸发器的加热室相当于前效蒸发器产生的二次蒸汽的冷凝器。 ( )*回答*10.（2分）第8165题第8章知识点400简单难度箱式干燥机的传热方式是热传导。 ( )*回答*11、流体流动状态的判断依据雷诺数Re。 ( )*回答*12.提取额外蒸汽

13、的目的是提高整个工厂的经济性。 ( )*回答*13、在空气状态恒定时，可用物料的结合水分来判断是否能最大限度地进行干燥。 ( )*回答*四、问答：1、影响重力沉降速度的主要因素有哪些？您认为可以采取哪些措施来提高沉降速度以提高除尘器的生产率？*回答*由重力沉降U t =d p 2 (s-)g/(18)可知，影响重力沉降速度U t 的主要因素为dp和(U td p , U t 1/，即就是提高U t ，如果条件允许，可以采用湿法增大粒径，这样可以大大提高U t 。比较可行的方法是先让含尘气体冷却，降低其粘度，这样也可以增加U t . .2、解释管壳式换热器的基本结构。*回答*它由壳体、管束、管板

14、、封头等组成。3、蒸发与加热运行相比有什么特点？*回答*(1) 蒸发后的料液是溶解了非挥发性溶质的溶液。在相同压力下，其沸点高于纯溶剂。溶液浓度越大，效果越显着。(2)蒸发时，要蒸发大量溶剂，蒸汽消耗量大。(3)蒸发后的溶液本身具有一定的特性，如热敏性，伴有结晶等，也会对蒸发过程产生一定的影响。4、在多效蒸发中，“最后一效的操作压力由后续的冷凝能力决定”。这个说法正确吗？冷凝器后使用真空泵的目的是什么？*回答*错误的。蒸发室的操作压力根据工艺操作要求、料液特性和经济效果来确定。最后一效的工作压力由后续冷凝器的真空度决定。真空度过高时，冷凝器的T*过低，冷凝困难。这是确定末效的工作压力时应考虑的

15、因素。使用真空泵的目的是去除可凝性气体，保持蒸发器所需的真空度。5、在图中所示的2B31离心泵装置中，您认为有什么问题？并解释原因。 本专题有图：TITU157.bmp*ANSWER*图片中的错误是：1）没有底阀，不能充满液体，容易堵塞；2）15m的安装高度太高了，因为常压供水的理论最大吸水高度为10.33m，但由于阻力，实际不可能达到这样的高度；3）吸入管的直径小于排出管的直径，由于流量的增加而损失的能量容易产生气蚀； 4）叶轮反转；液体不能排出；6、有高温炉，炉温高达1000以上，炉内有燃烧气体和被加热物，定性分析炉内向外界大气的传热过程。本专题有题图：titu185.bmp*回答*该炉结

16、合了对流和辐射的并行传热，将热量传递到炉壁。热量通过传导传热从炉壁传到炉膛外壁，与炉膛对流和辐射传热串联。热量通过对流和辐射并行传递到炉外，热量从炉外壁传递到大气中。它与炉壁的传导传热串联，所以这种传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在； (2)并联和串联的联合传热同时存在。7. 工业生产中溶液浓缩为什么要用真空蒸发？*回答*因为：（1）在加热蒸汽压力相同的情况下，真空蒸发时溶液的沸点较低，有效温差较大，可以减小传热面积A。(2)真空蒸发可以蒸发不耐高温的溶液。(3)真空蒸发可以用低压蒸汽或废蒸汽作为加热剂，(4)真空蒸发时，由于溶液沸点低，设备热损失小。5.计算题：1、

17、用离心泵将敞开式储罐中的有机溶剂（密度800kg.m -3 ，粘度20cp）通过直径573.5mm的钢管输送到反应器中。将储罐液位设置为距反应器液位16m，见附图。已知钢管全长（包括局部阻力当量长度）为25m，反应器压力恒定为498100 Pa（表压），有机溶液输送量为6m 3.h -1 。 _尝试确定泵提供的压头。本专题有题图：titu027.bmp*回答*以开放式储罐的液位为1-1段，反应器液位为2-2段，1-1段与2-2段之间的伯努利方程，取1-1段为数据：gZ 1 +(u 1 2 /2) +(p 1 /)+W = gZ 2 +(u 2 2 /2)+(p 2 /)+hf W=(Z 2 -

18、Z 1 )g+(u 2 2 -u 1 2 )/2+(p 2 -p 1 )/+hf hf =(l+le )/d(u 2 2 /2)u=(6/3600)/(/4)0.05 2 =0.8488ms -1 u 1 u 2 0 Z 1 =0Re=du/=0.050.8488800/ (2 010 -3 ) =1697.6 P A密度为1200kg.m -3的盐水以25m 3 .h -1的流速流过直径75mm的无缝钢管。两液面垂直距离25m，钢管总长120m，管件、阀门等局部阻力为钢管阻力的25%。求泵的轴功率。假设：（1）摩擦系数=0.03； (2)泵效率=0.6*回答*Z 1 +(u 1 2 /2g)

19、 +(p 1 /g)+He =Z 2 +(u 2 2 /2g) + (p 2 /g)+Hf u 1 u 2 0 ； Z 1 =0 ; u 1 u 2 0 Z 2 =25 m ； p 1 = p 2H e= Z 2 + Hf = 25+H fH f = (l /du 2 /2g)1.25u=V/A=25/(36000.785(0.07 5) 2 )=1.573ms -1H =( 0.03120/0.0751.573 2 /(29.81)1.25=7.567m 盐水柱= 25 + 7.567=32.567mN e = Q e H e /102=2532.5671200/(3600102)=2.66

20、kwN轴=N e /=2.66/0.6=4.43kw4、离心泵铭牌上所列性能为：Q=1125m 3 /h，H=2116m，=66.5%，H sp = 6.4m ，配套电机功率N=2.2kw。现在想用它把20的液体，密度为1400 kg.m -3 （其他物理性质类似于水）从储罐输送到某高位罐，所需输送量为32t/ H。如图所示，如果已知吸入管路和压力管路的阻力分别为 1m 和 4m。试问：（1）这个泵适合这个输送过程吗？ (2) 图中所示的吸入高度是否合适？ （吸入管路的动压头可以省略） （3）该泵配套的电机是否需要更换？本专题有图：titu192.bmp*回答*(1) 这个泵适合使用吗？已知：

21、=1400 kg.m -3 Q e =321000/1400=22.86m 3 .h (Q=1125m 3 /h )H e =Zp/gu 2 /2gH f =1200(14)=17m (H=2116m)Q和H在使用中，适用于(2) 测试吸液高度H Ann H Ann = Hsp -u 2 /2g-H f 吸力 已知：u 2 / 2g=0； H吸力=1m； Hsp=6.4m而Hs p =Hswater/=6.41000/1400=4.57mHAn=4.57-1=3.57m 2m因此，吸入高度是合适的。(2) 电量测试仪NNe并且 Ne =Q e He /102=22.86171400/1020.

22、6653600=2.23kw即N电2.23kw2.2kw因此需要更换原电机5. 设计除尘室对气体进行净化，要求除尘室最大生产能力为1500标准m 3 / h ，接近常压含尘气体。气体温度50，粘度210 -5 pa.s ，密度1.5kg/m 3 ，片状颗粒密度3500kg.m -3 ，最小直径10m，且沉降过程服从斯托克斯定律，试求： (1) 集尘室的面积是多少m 2 ？ (整数) (2) 如果集尘室只允许宽4m，高2m，集尘室的最小长度是多少米？ (3) 如果车间面积有限，要求集尘室长度为您计算的最小长度的一半，您认为座椅应该采取哪些措施来完成这项任务？*回答*(1) 找到一个Ut =(10

23、10 -6 ) 2 (35001.5)9.81 /(18210 -5 )=9.5310 -3毫秒-1V=V标T/T标=1500(50+273)/273=1774.73m 3 /hA=V/U t =(1774.73/3600)/(9.5310 -3 )=52m 2(2)求LL=(A/b)=(52/4)=13m(3)当长度减半时，为完成生产任务，可在集尘室中间加隔板。6、燃烧炉的平墙由耐火砖（=1.05wm -1 .K -1 ）、保温砖（=0.15wm -1 .K -1 ）和普通砖（=0.8wm - 1 .K -1 ) -1 ) 由三种材料组成。已知耐火砖侧面温度为1273K，耐火砖与保温砖接触面

24、温度为1213K，保温砖与普通砖接触温度为411K；普通砖的厚度为230mm，设定为稳定导热。问题：（1）耐火砖和保温砖要铺设多厚才能保证热损失不超过274w.m 2 （2）普通砖的室外温度是多少？*回答*电阻=电阻t电阻/Q=1.05(1273-1213)/274=0.2299m=AbsolutetAbsolute/Q=0.15( 1213-411 )/274=0.4391mt一般=Q一般/一般=2740.23/0.8=78.78K411-t 外部 = 78.78tout=332.2K7. 一个车间有一台单程管式换热器，换热面积（按外表面积计）为2.5 m 2 。轻油用180的热废气预热。轻

25、油从管道中流出。轻油和热气逆流流动。热废气出口温度为70。求：换热器的热负荷和传热系数。*回答*A = 2.5m 2 , Cp = 2kJ.kg -1 .K -1tm = (180-80)-(70-30)/ln(100/40)=65.5Q=2002(80-30)=20000kJ.h -1Q=KAtm K20000/(65.52.5)122.2kJ.m -2 .K -1 .h -1 =34w.m -2 .K -18、在单效真空蒸发器中，将流量为10000kg.h -1的某种水溶液从10%连续浓缩至50%。原料液的温度为31。估计溶液的沸点升高为7C，蒸发室的绝对压力为0.2 kgf.cm -2

26、。加热蒸汽压力为2kgf.cm -2 （绝压），冷凝水出口温度为79。假设总传热系数为 1000 wm -2 .K -1 ，热损失可以忽略不计。试求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。当地大气压为1kgf.cm -2 。已知0.2kgf.cm -2时，饱和蒸汽温度59.7，汽化潜热2356kJ.kg -1 ，焓2605.45kJ.kg -1 ； 2kgf.cm -2时，饱和蒸汽温度119.6，汽化潜热2206kJ.kg -1 ，焓2708kJ.kg -1 。*回答*溶液沸点t1=T+=59.7+7=66.7蒸发量 W=F(1(X0/X1 )=10000(1(0.1/0.5) =8000kg.h

27、-1 溶液比热Cp=4.187(1X0)=4.187(10.1)=3.77kJ.kg -1 .K -1由蒸发器的热平衡公式可知：Q=F Cp(t1t0)+wr+Q loss=100003.77(66.731)+80002356 =20193890 kJ*h -1 =5609414 w由传热率方程可知，传热面积为：A=Q/K(Tt)=5609414/1000(119.666.7)=106 m 2加热蒸汽量D=Q/r=20193890/2206=9154 kg.h -19. 现在使用单效真空蒸发器浓缩水溶液。已知进料量为10t.h -1 ，料液浓度从15%浓缩至60%（均为质量%），沸点进料；加热

28、蒸汽压力为300kN.m -2 （绝压）；冷凝水 以饱和温度排放；冷凝器真空度610mmHg，各温差损失=2.5，=3.5，=1；热损失为加热蒸汽放出热量的5%。 %，传热系数K=2500w.m -2 .K -1 ，试： ( 1)估计的单位蒸汽消耗量是多少？ (2) 蒸发器的估计传热面积 m 2是多少？ （ 3）如果产品浓度不符合要求，您认为可以采取哪些措施？附：饱和水蒸气的性质压力 kN.m -2温度 汽化潜热 kJ.kg -120 60.1 2454.930 66.5 2333.7101.3 100 2258.4300 133.3 2168.1401.3 143.5 2138.1假设：当地

29、大气压为101.3kN.m -2*回答*(1) 查找 D/wD =wr+FCp(t 1 t 0 )+Q L /r 沸点进料t 1 =t 0 , QL =0.05D rD / w = r/ 0.95 r ,W=F(1-X 0 /X 1 )=1010 2 (1-15/60)=7500kg.h -1由P =300kN.m -2查表r =2168.1kJ.kg -1 , T =133.3P=(760-610)101.3/760=20kN.m 2查表T冷=60.1，该冷凝器中蒸汽的冷凝温度，T=T+ =60.1+1=61.1，查表得r=2351.6kJ.kg -1深/宽=2351.6/(0.952168

30、.1)=1.142(2) 找到一个A=Q/(kt m )=(D r )/k(T t 1 ) 而t 1 =T+=60.1+2.5+3.5+1=67.1A=(11)1000 / 36002500(133.3-67.1)=31.17m 2(3) 必须按设计要求控制运行条件。提高料液的循环速度（如暂停出料，料液将返回给料机循环）。可适当增加P ，使T 和 tm，保证所需的足够传热面积。可适当提高冷凝器的真空度，使T，然后t1 ，有利于 tm。10.干燥实验中测得的一组：湿纸板G 1 =50g，G 2 =48g，干燥时间 =210。已知纸板的绝对干重为G d =30g，尺寸为1

31、501007mm。相应的干燥速率和平均干基含水量是多少？*回答*XAverage =( X1 X2 ) /2X 1 = (G 1 - G d) /G d = (50-30)/30=0.6667kg water.kg -1干料X 2 =(G 2 - G d )/G d =(48-30)/30=0.6kg water.kg -1绝对干料X平均值 =(0.66670.6)/2=0.6334kg水.kg -1绝对干料干燥率U：U=W/AA=2(0.150.1+0.150.007+0.10.007)=0.0335m 2U=(50-48)/(1000 0.0335130)=4.59210 -4 kg.m

32、2 .s -111、水在直径为250mm的钢管中流动。已知1-1段流速为1ms -1 ，测压管内水柱高度为1m，2-2段管径为150mm。试计算1-1和2-2断面产生的水柱高差h，m水柱是多少？ （忽略阻力损失）本专题有题图：titu031.bmp*回答*在第 1-1 节和第 2-2 节之间，Lebernoulli 方程：Z 1 +(u 1 2 /2g) +(p 1 /g) =Z 2 +(u 2 / 2g )+(p 2 /g) Z2 = Z1 _P 1 / g=1mH 2 O, u 1= 1m.s -1P 1 /gP 2 /g=u 2 2 /2gu 2 1 /2gu 2 = u1 ( d 1

33、/d 2 ) 2 = 1(250/150) 2 = 2.78ms -1h=P 1 /gP 2 /g=2.78 2 /(29.8 1)1 2 /(29.81)=0.343mH 2 O12. 一家工厂计划建造一个集尘室，在大气压和 40C 的温度下净化含尘气流。进入除尘室的气体流速保持在0.15ms -1 ，而室内颗粒的沉降速度为0.025ms -1 。现在，根据车间面积，除尘室只允许宽3m，高2m。问题：（1）集尘室的最小长度是多少米？ (2)除尘室最大生产能力的标准m 3 .h -1 是多少？ （ 3）如果由于厂房面积有限，除尘室的长度只有你计算的最小长度的一半，你认为应该采取什么措施来完成这

34、项清扫任务？*回答*(1)求最小长度L(L/u)(H/Ut)L(uH/Ut)=0.152/0.025=12m(2) 最大生产能力V标准=AU t =LbU t =1230.025=0.9m 3 .s -1 =3240 m 3 h -1V标准=V实T标准/T实=3240273/(40+273)=2826m 3 .h -1(3)如果L只能是原来的一半，为了完成同样的生产任务，可以在集尘室中间加一个隔板。13、将某种溶液在夹套式换热器中用水逆流冷却，溶液量为1.4kg.s -1 ，比热为2kJ。 kg -1 .K -1 ，管材（尺寸为252.5mm），从150冷却到100。冷却水通过套管环形间隙，温

35、度从25上升到60。水的比热为4.18kJ.kg -1 .K -1 。 1.已知溶液侧对流传热系数为1160w.m -2 .K -1 ，冷却水侧对流传热系数为930w.m -2 .K -1 ，忽略管壁和污垢。对于热阻和热损失，根据传热的外表面积求总传热系数K和冷却水量（kg.h -1 ）。 2. 计算管的外表面积和长度。*回答*溶液放热Q=MsCpT=1.421000 (150-100)=1.410 5 w1/K 0 =d 0 / ( i d i )+1/ =0.025/(11600.02)+1/930=2.1510 -3 K 0 =464w.m -2 .K -1冷却水消耗量Ms=Q/Cp(t

36、2-t1)=1.410 5 /4180(60-25)=0.957kg.s -1 =3445kg.h -1 tm=(150-60)-(100-25)/ln(150-60)/(100-25)=82.3一个 =Q/(K 0 tm)=1.410 5 /(46482.3)=3.67m 2l=A /(d 0 )=3.67/(0.025)=46.7m14、在单效蒸发器中，2000kg某种水溶液以每小时10%30%的速度连续浓缩，蒸发操作的平均压力为0.4kgf.cm -2 （绝压），沸点为溶液的温度为80 。加热蒸汽的压力为2.0kgf.cm -2 (绝对压力)。原料液的比热为3.77kJ.kg -1 .K

37、 -1 。热损失为12000w。忽略专注的热度。试求：（1）单位时间内蒸发的水量； (2)计算原料温度分别为30、80、120时单位时间所需加热蒸汽量。已知饱和蒸汽在压力0.4kgf.cm -2和2.0kgf.cm -2 下的汽化潜热分别为2319 kJ.kg -1和2206 kJ.kg -1 ，饱和蒸汽的焓分别为 2635kJ.kg -1和2708kJ.kg -1 。*回答*(1)单位时间蒸发的水量WW=F(1-X 0 /X 1) =2000(1-0.1/0.3)=1333kg .h -1(2)单位时间加热蒸汽量DD=F Cp(t 1- t 0 )+wr+Q损失/r原料温度为30时，耗汽量为

38、D=20003.77(8030)+13332319+120003.6/2206=1600kg.h -1单位蒸汽消耗量为深/宽=1600/1333=1.2同理，当原料液温度为80时，蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量分别为D=(13332319+120003.6)/2206=1430 kg.h -1深/宽=1430/1333=1.07当原料液温度为120时，蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量分别为：D=20003.77(80120)1333231912003.6/2206 =1293 kg.h -1深/宽=1293/1333=0.9715. 某车间准备用离心泵将热水从储水箱送至敞开式高位水箱。已知管道尺寸为60

39、3.5mm钢管，管道流量为2m.s -1 ，吸入管能量损失为19.6J.kg -1 ，挤压管道的压头损失为4mH 2 O（包括所有局部电阻损耗），其他参数见附图。找出泵提供的有效功率。本专题有图：titu168.bmp*回答*固定储罐液位为1-1，为基准液位，高位罐液位为2-2。利伯型：gZ 1 +(u 1 2 /2) +(p 1 /)+We = gZ 2 +(u 2 / 2 )+ (p 2 /)+hf h f =hf吸力+hf压力=19.6+49.807=58.84J.kg -1 -100133 /980 +we=89.81+58.84 我们=150 J.kg -1 ; M s =/40.0

40、53 2 2980 =4.3 公斤.s -1 Ne=WeMs =.150 4.3 =649W16、喷泉的喷嘴为截头圆锥体，长度l=0.5m，两端直径d1 = 40mm，d2 = 20mm，为立式装置。如果将表压为98.07kN.m -2的水引入喷嘴，喷嘴的阻力损失为1.5mH 2 O，如果忽略空气阻力，尝试求出流量和上升高度喷射。水的密度为1000 kg.m -3 。*回答*本专题有题图：titu050.bmp1-1 列， 2-2 截面，基于1-1 平面的 Burger 方程Z 1 +(u 1 2 /2g) +(p 1 /g) =Z 2 +(u 2 / 2g )+(p 2 /g) Z 1 =0

41、 ; p 2 =0由连续性方程：(/4) d 1 2 u 1 = ( /4) d2 2 u 2u 1 =( d1 /d 2 ) 2 u 2 =( 20/40) 2 u 2 =u 2 /4P 1 /g=10m , Z 2 = 0.510+1/2g(u 2 /4) 2 = 0.5+u 2 2 /2g+1.58=u 2 /2g1/16u 2 2 /2g=(15/1 6)u 2 2 /2g u 2 = ( 89.81216/15) 1/2 = 12.94 毫秒-1上升 H=u 2 2 /(29.81)=(12.94) 2 / (29.81)=8.53 米17、平壁工业炉耐火砖厚度为0.213m，炉壁导

42、热系数=1.038wm -1 .K -1 。其外热导率为0.07wm -1 .K -1的保温材料。炉壁温度980，保温层外壁温度38。例如，最大允许热损失为 800w.m -2 。求：（1）保温层的厚度； (2)耐火砖与保温层交界处的温度。*回答*(1) q/A = (T 1 - T 3) / (b 1 / 1+b2 / 2)=(98038)/(0.213/1.038+b 2 /0.07)=800求得：b2=0.068m(2) q/A = (T 1 - T 2 ) / (b 1 / 1)= (980-T 2) / ( 0.213/1.038) = 800求得：T 2 = 81518. 573m

43、m的蒸汽管（ 1 = 45w.m -1 .K -1 管子）的外壁覆盖了一层石棉，厚度为25mm，导热系数 2 = 0.2wm -1 .K -1 。蒸汽管壁温175，石棉层外表面温度50。求每米蒸汽管单位时间的热损失。现在我们要在石棉层外面再加一层导热系数 3 = 0.07wm -1 .K -1的氧化镁保温材料，使热损失为原来的一半，总温差不变。不变。这个保温材料怎么样？它应该有多厚？*回答*热损失计算 t1 =175 t3 =50Q=(t1 -t3 ) 2L/(1/1) ln(r2 /r1 )+(1/2)ln(r3 /r2)=(170-50)23.14L/(1/45ln(57/2)/(57-6

44、)/2)+1/0.2ln(57+50)/2)/(57/2)=239.1L(w) 温差不变，厚度设为xQ=Q/2Q = (t) 2L)/(1/1 lnr2 /r1 +1/2 lnr3 /r2 +1/3 ln(r3 +x)/r3 )=Q/2=(1/2) t2L/(1/1ln(r2 /r1) + 1/2ln(r3 /r2) 1/1 lnr2 /r1 +1/2 lnr3 /r2+1/3 ln(r3 +x)/r3= 2 (1/1 lnr2 /r1 +1/2 lnr3 /r2 ) 1/3 ln(r3 -x)/r3=1/1ln(r2 /r1)+1/2lnr3 /r2 +1/0.07ln(107/2+x)/(

45、107/2)= 1/45ln(57/2)/(57-6)/2)+1/0.2ln(57+50)/2)/(57/2) x=13.2(mm)19、湿度为0.02的湿空气在预热器中加热到120，然后进入绝热大气压（总压P=760mmHg）干燥机，离开干燥机时空气温度为49 C。求离开干燥机的空气的露点温度 t d 。水的饱和蒸气压数据如下：温度 t, C 30 35 40 45 50 55 60蒸气压 P，mmHg 31.8 42.18 55.3 78.9 92.5 118.0 149.4*回答*I1=(1.01+1.880.02)120+24900.02=175.5kJ.kg -1绝对干气在绝热干燥器

46、中 I1 = I2175.5=(1.01+1.88H2)49+2490H2H2=0.0488PS,td=H2 P/(0.622+H2 )=0.0488760/(0.622+0.0488)=55.3mmHg从水蒸气表 t d = 40C20、如附图所示，高位水箱液位恒定，距地面10m，水从1084mm钢管流出。钢管出口中心线距地面2m，管道总阻力（包括进出口等局部阻力损失）可按h = 16.15u 2 J.kg计算-1 ，其中u 是管道中的水流速 (ms -1 )。求-1在 AA 部分？ ( 2) 水的流速是多少m 3 .h -1 ？本专题有图：titu172.bmp*回答*(1)固定水箱液位1

47、-1，管出口外侧2-2，地面为基准面，则：Z 1 g + P 1 /+ u 1 2 /2 = Z 2 g +P 2 / + u2 2 /2 + h 109.807+0+0=29.807+0+(0.5+16.15)u 2u=2.2ms -1 水在管道中连续流动 d A =d , u A =u=2.2ms -1(2) V=3600(0.1) 2 2.2/4=62.17m 3 .h -121、40的水从高位水箱通过减压管向下流动。为保证水流过缩管时不会气化，缩管的直径应该多大？ （不考虑流阻损失）。当地大气压为97kN.m -2 ， 40水的密度为992kg.m -3 ，饱和蒸气压P s = 7.38kN.m -2 。本专题有图：titu048.bmp*回答*第 1-1 节和第 2-2 节之间的 Lebernoulli 方程：10 = u 2 2 /2g , u 2 =(102g) 1/2 =14m/s1-1 列和 0-0 列之间的伯努利方程7+971000 /992g=7.381000 / 992g+ 2 0 /2g求解 u 0 =17.8m/s由连续性方程 17.8d 0 2 =14150 2求