2023年研究生类农学硕士联考(M.Agr.)食品工程原理历年高频考点试题附答案难题带详解

2023年研究生类农学硕士联考(M.Agr卷I一.历年考点试题黑钻版(共50题)1.离心泵的允许吸上真空度与泵的流量无关，但与温度有关。2.全回流时，精馏塔理论板的分离能力最强，因此板效率最高。3.旋风分离器的直径越大，分离效率越______。4.物理吸附的特点是______。A.吸附速度慢B.解吸困难C.放热过程D.吸附有选择性5.用194mm×5mm的钢管输送绝对压强为300kPa的饱和水蒸气，钢管外包有30mm厚的保温层，周围大气的温度为0℃。保温材料的热导率与温度的关系为λ=0.03733+1.336×10-4t，式中，λ的单位为W/(m·℃)，t的单位为℃。求：

(1)单位时间单位管长的蒸汽冷凝量；

(2)保温层外壁面的温度。

已知条件：保温层外壁面与周围大气的对流——辐射联合传热系数为：

αT=9.4+0.052(tW-ta)；300kPa饱和水蒸气的温度为133.3℃，冷凝潜热为2168kJ/kg。6.板框压滤机按钮数的装合顺序为______。7.离心泵的流量调节方法有______。8.某平壁炉的炉壁由内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm厚的绝缘砖所组成。炉的内壁面温度为1400℃，外壁面温度100℃。已知耐火砖和绝缘砖的热导率与温度的关系分别为0.9+0.0007T，0.3+0.0003TW/(m·K)。式中T可取为相应层材料的平均温度，单位为℃。求导热的热通量及两砖接触面处的温度。9.转鼓真空过滤机的转速越大，则其表面的滤饼厚度越______。10.在某次试验研究中，桃浆以65kg/h的流量进入连续真空蒸发器进行浓缩。进料温度为16℃，固形物含量为10.9%。产品排出温度为40℃，固形物含量为40%。采用121℃蒸汽加热，二次蒸汽在间壁式冷凝器中冷凝，离开冷凝器的冷凝水温度为38℃。试求：

(1)产品和冷凝水的流量；

(2)加热蒸汽消耗量(热损失不计)；

(3)若冷却水进冷凝器时温度为21℃，离开时为29.5℃，求其流量。

附：桃浆进料比热容可取为3.9kJ/(kg·K)，冷却水比热容取为4.187kJ/(kg·K)。温度为121℃时蒸汽的汽化潜热为2202.5kJ/kg，38℃温度时的汽化潜热为2405.6kg/kg。11.下面哪一个不是多效蒸发的特点______。A.节约能源B.设备投资高C.温差损失大D.有效温差大12.在给定的空气条件下，不同物料在恒速阶段的干燥速率______。A.有极大差异B.有较大差异C.是相同的D.可能有差异，也可能相同13.水在一段水平管中稳定流动，若流量不变，管道内径变为原来的一半，当流动处于阻力平方区时，则压降是原来的______。A.4倍B.8倍C.16倍D.32倍14.强化对流传热的途径是______。15.理论板是指离开该塔板的气、液两相______。16.在蒸发操作中，任一效中溶液的沸点不会______二次蒸汽的温度。A.高于B.等于C.低于D.大于等于17.两大平行平板的温度分别为T1=400℃、T2=150℃，黑度分别为ε1=0.65、ε2=0.90。今在两板之间插入第3块大小相同的平行平板，该板极薄，两侧面温度均一，但黑度不同。当板3的一面朝向400℃的高温面，达到稳定时其平衡温度为327℃。当板3的另一面朝向400℃的高温面，达到稳定时其平衡温度为277℃。设各板之间距离很小，求板3两面的黑度各为多少?18.选择萃取剂的要求是对所有的溶质都有大的溶解度。19.某搅拌槽中盛有6000kg的料液，其比热容为4.00kJ/(kg·K)，初温为100℃。槽内设有蛇管，管内通有冷水用以冷却槽中的液体，冷却水的进口温度为25℃，流量为1500kg/h。换热面积为6m2，总传热系数为230W/(m2·K)。槽内料液温度均一，求将料液冷却到60℃所需时间。20.对两组分理想溶液，如果αAB＞1，则yB______xB。21.在热风干燥中，恒速干燥阶段必是表面汽化控制。22.离心泵在初次启动时为什么要向泵内注满被输送的液体?23.亨利系数随温度的升高而______。24.与单效蒸发相比，多效蒸发的特点是______。A.节约能源B.生产强度大C.设备投资高D.有效温差大25.简述转子流量计测量流体流量的原理，并指出其在安装时应注意的事项。26.在解吸操作中，溶质的传递方向是______。27.有一叶滤机，自始至终在某一恒压下过滤某种悬浮液时，得出如下过滤方程式：(q+10)2=250(τ+0.4)。式中q以L/m2表示，τ以min表示。今在实际操作中，先在5min内使压差由零升至上述压差，其间过滤为恒速过滤，以后则维持该压力不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：(1)每一循环中，每1m2过滤表面可得多少滤液?(2)过滤后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼，求洗涤时间(设滤饼不可压缩)。28.双组分气体混合物中，组分A的扩散系数是______。A.系统的物质属性B.组分A的物质属性C.只取决于系统的状态D.以上三者都不是29.理论板的效率______。30.一静止的水塘，夏天比秋天溶解的氧气量少。31.什么是精馏原理?在精馏装置中主要包括哪几部分，每一部分起什么作用?32.湿空气在预热过程中不变化的参数是______。A.焓B.相对湿度C.湿球温度D.露点温度33.旋风分离器的直径越大，其除尘效率越______。34.液体的热导率随温度的升高而______。35.膜式蒸发器与非膜式蒸发器相比是温差损失更小。36.001型离子交换树脂可与水溶液中的______离子进行交换。37.实际流体静止时无黏性，只有流动时才有。38.设计一多级逆流接触浸出设备，以淡水为溶剂每小时处理4t炒咖啡豆以制造速溶咖啡。咖啡豆中可溶性固体含量为24%，含水量可忽略不计。离开设备的浸出液含溶解固体30%，每吨惰性固体持液1.7t，要求浸出液中有95%的可溶固体被回收，试确定：

(1)每小时生产的浸出液量；

(2)每小时所消耗的淡水量；

(3)若级效率为70%，求实际级数。39.浓度相同时，阳离子交换选择性强弱规律是______。A.Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+B.Ca2+＞Mg2+＞Na+>K+C.Mg2+＞Ca2+＞K+＞Na+D.K+＞Na2+＞Ca2+＞Mg2+40.在相同温度下，黑体的辐射能力总是大于灰体的辐射能力。41.用离心泵输送某饱和液体时，其允许吸上真空度为5.6m，实际安装高度为1.5m，则该泵不能正常工作。42.如果流体所受剪应力与速度梯度成正比，则该种流体称为______流体。43.拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是______。A.降尘室放在旋风分离器之前B.降尘室放在旋风分离器之后C.降尘室与旋风分离器并联D.方案(A)、(B)均可44.多效蒸发与单效蒸发相比是有效温差增大，因此节约了生蒸汽的用量。45.在某一逆流填料吸收塔中，用纯吸收剂吸收混合气中的A组分。操作压强为101.33kPa，温度为30℃。吸收剂的用量为50kmol/(m2·h)，混合气的流量25kmol/(m2·h)，其中，A的含量为5%(摩尔分数)。经吸收塔后，A的吸收率为95%。平衡关系为Y*=0.9X，KGa与气相流量的0.8次方成正比而与液体的流量基本无关。现根据新的工艺要求，仍使用原吸收塔，在进气组成不变的情况下，要使A的吸收率提高到99%。现有如下方案：(1)将气体处理量增大一倍；(2)将吸收剂流量增大一倍；(3)将操作压强增大一倍。请你通过计算，指出哪(几)个方案可行?46.灰体的辐射能力可以大于黑体的辐射能力。47.能用泵出口阀门调节流量的泵是______。A.离心泵B.隔膜泵C.齿轮泵D.活塞泵48.在对流传热过程中，热阻主要集中在______。A.湍流主体中B.导热壁中C.滞流内层中D.相界面中。49.有一蒸汽管外径为25mm，管外包有两层保温材料，每层厚均为25mm。外层与内层保温材料的热导率之比为5，此时的热损失为Q。今将内、外两层材料互换位置，且设管外壁与外层保温层外表面的温度均不变，则热损失为Q'，求Q'/Q，说明何种材料放在里层为好。50.要将某减压精馏塔釜中的液体产品用离心泵输送至高位槽。釜中真空度为66.7kPa(其中液体处于沸腾状态，即其饱和蒸汽压等于釜中绝对压强)。泵位于地面上，吸入管总阻力为0.87m液柱，液体的密度为986kg/m3。已知该泵的允许汽蚀余量为4.2m，问该泵的安装位置是否合适?如不合适应如何安排?

卷I参考答案一.历年考点试题黑钻版1.参考答案：B2.参考答案：B3.参考答案：低4.参考答案：C5.参考答案：twi≈133.3℃，ta=0℃，ri=0.097m，r0=0.127m

αT=9.4+0.052(tw-ta)

解得：tw=15.9℃

αT=9.4+0.052×(15.9-0)=10.23[W/(m2·K)]

6.参考答案：1—2—3—2—1……7.参考答案：调节出口阀开度、改变泵的转速和改变泵的叶轮直径8.参考答案：两层、热导率为变数的导热。

由

即

其中：

将其代入式(1)中，可解得：T2=949(℃)

所以

9.参考答案：薄10.参考答案：F=65/3600=0.0181kg/s

(1)产品和冷凝水的流量。

产品量：

冷凝水量：

W=F-L=0.0181-4.92×10-3=0.0131(kg/s)

(2)蒸汽消耗量。

(3)冷却水流量。

11.参考答案：D12.参考答案：C13.参考答案：D14.参考答案：减薄滞流内层的厚度15.参考答案：互呈平衡16.参考答案：C17.参考答案：设板3的一面黑度为ε3，另一面的黑度为ε4，且ε3＞ε4。

当ε3面朝向高温面T1时，稳定传热，有

即

(1)

当ε4面朝向高温面T1时，稳定传热，有

(2)

联立式(1)、式(2)，可解得：

ε3=0.679，ε4=0.40218.参考答案：B19.参考答案：设在冷却的任意时刻t，料液的温度为T，冷却剂的出口温度为Tc2，则有：

所以

或

(1)

其中：

对料槽内的料液作热衡算，有：

-Wccpc(Tc2-Tc1)dt=GcphdT

将式(1)代入可得：

Wccpc(T-Tc1)(β-1)dt=GcphdT

积分上式可得：

20.参考答案：＜21.参考答案：A22.参考答案：离心泵吸液的基本原因是由于叶轮的高速旋转而形成泵进口处的真空度，如果不向泵内注满被输送的液体，则泵内即是空气，由于空气的密度太小，产生的离心力太小，不能在泵进口处形成较高的真空度，也就吸不上被输送的液体，从而无法完成送液工作。23.参考答案：上升24.参考答案：AC25.参考答案：转子流量计是恒压差变截面流量计，转子在不同位置，其流体的流通截面积不同，从而可用转子的位置指示流量。安装时要保证转子流量计垂直，并使其小截面一端在下，大截面一端在上；使用时流体要从下向上流动。26.参考答案：液相到气相27.参考答案：求过滤20min的滤液量。

由已知的恒压方程：(q+10)2=250(τ+0.4)

可得：qe=10L/m2，τe=0.4min，K=250L2/(m4·min)

先恒速的过滤方程为：

即

当τ=5min时

解得：qR=20.5(L/m2)

先恒速后恒压的过滤方程：

即(q2-20.52)+2(q-20.5)×10=250×(20-5)

解得：qR=58.4(L/m2)

(2)求洗涤时间。

叶滤机的洗涤：

所以28.参考答案：A29.参考答案：等于130.参考答案：A31.参考答案：精馏是使混合物在设备内(精馏塔)同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。精馏装置主要包括精馏塔、塔顶再沸器和塔底冷凝器三部分。塔顶再沸器提供精馏所必需的回流液，同时提供液态产品；精馏塔是混合物分离的场所；塔底冷凝器提供精馏所必需的上升蒸汽。32.参考答案：D33.参考答案：小34.参考答案：下降35.参考答案：A36.参考答案：阳37.参考答案：B38.参考答案：物料中总溶质量：A=4×0.24=0.96(t/h)

惰性固体量：B=4×0.76=3.04(t/h)

持液量：L=BK=3.04×1.7=5.168(t/h)

浸出液量：

总物料衡算

4+S=3.04+5.168+3.04

S=V=7.248(t/h)

a=V/L=7.248/5.168=1.40

a1=E/L=3.04/5.168=0.588

新鲜溶剂，yS=0。

由得：

解得：N=7.83

实际级数：NR=N/η=7.83/0.7=11.2=12(圆整)

实际浸出级数为12个。

注意：在所有求实际级数的计算中，都要进行圆整。所谓圆整就是将计算所得级数数值的小数点部分进到个位数上去(不论小数点后十分位上的数是多大)。39.参考答案：A40.参考答案：A41.参考答案：A42.参考答案：牛顿43.参考答案：A44.参考答案：B45.参考答案：

情况变动前：

情况变动后，设所需填料层高度为z'，则只有z'/z≤1才行。

(