食品工程原理(赵思明编)思考题与习题参考答案
思考题与习题参考答案
绪论
一、填空
1、经济核算
2、物料衡算、经济核算、能量核算、物系的平衡关系、传递速率
3、液体输送、离心沉降、混合、热交换、蒸发、喷雾干燥
二、简答
1、在食品工程原理中，将这些用于食品生产工艺过程所共有的基本物理操作过程成为单元操作。例如，奶粉的加工从原料乳的验收开始，需要经过预热杀菌、调配、真空浓缩、过滤、喷雾干燥等过程；再如，酱油的加工，也包含大豆的浸泡、加热、杀菌、过滤等工序，这两种产品的原料、产品形式、加工工艺都有较大的不同，但却包含了流体的输送、物质的分离、加热等相同的物理操作过程。
2、“三传理论”即动量传递、热量传递和质量传递。
（1）动量传递理论。随着对单元操作的不断深入研究，人们认识到流体流动是一种动量传递现象，也就是流体在流动过程中，其内部发生动量传递。所以凡是遵循流体流动基本规律的单元操作都可以用动量传递理论去研究。
（2）热量传递理论。物体在加热或者冷却的过程中都伴随着热量的传递。凡是遵循传热基本规律的单元操作都可以用热量传递的理论去研究。
（3）质量传递理论。两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作都可以用质量传递的理论去研究。
例如，啤酒的灭菌（热量传递），麦芽的制备（动量传递，热量传递，质量传递）等。
三传理论是单元操作的理论基础，单元操作是三传理论具体应用。
3、单元操作中常用的基本概念有物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算。
物料衡算遵循质量守恒定律，是指对于一个生产加工过程，输入的物料总量必定等于输出的物料总质量与积累物料质量之和。能量衡算的依据是能量守恒定律，进入过程的热量等于离开的热量和热量损失之和。平衡状态是自然界中广泛存在的现象。平衡关系可用来判断过程能否进行，以及进行的方向和能达到的限度。过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递速率增大时，设备尺寸可以减小。为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方案。对同一台设备，所选用的操作参数不同，会影响到设备费与操作费。因此，要用经济核算确定最经济的设计方案。
4、流体流动过程包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。传热过程包括热交换、蒸发等。
传质过程包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。
5、（略）
三、计算
1、质量分数20%；摩尔分数1.30%；摩尔浓度0.62mol/L
2、原料黄油中含水量是16%
3、浓橘汁122Kg/h；蒸出的水878Kg/h
4、蒸气消耗量1834.67Kg/h
5、质量分数0.58%；摩尔分数0.24%
6、（略）
第一章流体流动
一、名词解释
1、流体流动时产生内摩擦力的性质
2、剪应力与速度梯度的关系完全符合牛顿黏性定律的流体
3、流场中任意点的流速不随时间变化的流动
4、壁面附近存在的较大速度梯度的流体层
二、填空
1、牛顿
2、剪切力、速度梯度
3、层流、湍流
4、层流、湍流、外界干扰
5、雷诺数、4000、湍流、2000、层流
6、直管阻力、局部阻力
7、μ平均=0.82max
8、层流区、过渡区、湍流区、完全湍流区
9、管子、管件、阀门
10、阻力系数法、当量长度法
三、选择
1、A
2、A
3、A
四、简答
1、假设流体无黏性，在流动过程中无摩擦损失；流体在管道内作稳定流动；在管截面上液
体质点的速度分布是均匀的；流体的压力、密度都取在管截面上的平均值；流体质量流
量为G，管截面积为A。
在管道中取一微管段dx，段中的流体质量为dm。
作用此微管段的力有：
作用于两端的总压力分别为pA和－(p+dp)A；作
用于重心的重力为gdm；
由于dm=ρAdx，sinθdx＝dz
故作用于重心的重力沿x方向的分力为
gsinθdm=gρAsinθdx=gρAdz
作用于微管段流体上的各力沿x 方程方向的分力之和为: pA －(p+dp)A －gρAdz ＝－Adp －gρAdz
流体流进微管段的流速为u ，流出的流速为（u ＋du ）。
流体动量的变化速率为 Gdu ＝ρAudu 合并得: ρAudu ＝－Adp －gρAdz → ρAudu ＝－Adp －gρAdz 0=++
u d u g d z dp
ρ
对不可压缩流体，ρ为常数，对上式积分得
常数=++22
u p
gz ρ 称为柏努利方程式
2、常数=++22
u p
gz ρ上式表明：三种形式的能量可以相互转换，总能量不会有所增减，即三项之和为一常数
3、影响流体流动类型的因素包括流体的流速u 、管径d 、流体密度ρ、流体的黏度μ。u 、d 、ρ越大，μ越小，就越容易从层流转变为湍流。上述中四个因素所组成的复合数群duρ/μ，是判断流体流动类型的准则。这数群称为雷诺准数，用Re 表示。Re ≤2000，流动类型为层流；Re ≥4000，流动类型为湍流；2000＜Re ＜4000，流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。
4、（1）观察流体流动的情况：若流体的各质点均作轴向流动，则为层流；若有径向流动，则为湍流。
（2）测流体的流速u 、黏度μ、密度ρ和管道直径d ，计算Re=du ρ/μ.Re ≤2000，流动类型为层流；Re ≥4000，流动类型为湍流；2000＜Re ＜4000，流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流
5、层流运动时流体运动速度较慢，与管壁碰撞不大，因此阻力、摩擦系数与ε无关，λ只与Re 有关。层流时，λ在粗糙管的流动与在光滑管的流动相同。湍流运动时δb>ε，阻力与层流相似，此时称为水力光滑管。δb< ε，Re →↑ δb ↓ → 质点通过凸起部分时产生漩涡→ 能耗↑。
五、计算题
1、绝对压强7.53×104Pa
2、高度1.92m
3、（略）
4、蒸汽压6.46×105Pa
5、管底压强1.15×105Pa
6、深度h ≥5.1m
7、16.63 kN
8、u 果汁= 2.75 m/s ；u 蒸汽 = 26.21 m/s 9、高度差0.191m 10、qm=602kg/hr 11、h=2.315m 12、湍流
13、水流速度1.5cm/s
14、0.25倍
15、真空度为5.53×104Pa 16、?p=959.5×103 Pa
17、kW W P z 6.33.3572
≈= 18、（1）阻力为原来的2倍；（2）阻力为原来的一半；（3）阻力不变
19、39.06倍 20、（略）
21、该泵轴功率为7.5kw ＞ 完成输送任务所需功率7.01 kW ，故从功率角度考虑，该泵能完成输送任务。 22、P Z =1.39 kW
23、开一阀门时V=2.0m 3/h ；两阀门同时打开时V=2.17m 3/h
第二章 流体输送机械
一、名词解释 1、当进口压力等于或小于环境温度下液体的饱和蒸汽压pv 时，就会有蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合的小气泡。气泡周围的压力大于饱和蒸汽压，产生了压差，在压差作用下气泡将以很高的速度打击离心泵的金属叶片，对叶片造成损伤，这种现象称为气蚀现象。 2、离心泵的特性曲线H-Q 与其所在管路的特性曲线H e -Q e 的交点M 称为泵在该管路的工作点
3、离心泵若安装在贮槽液面之上，则离心泵入口中心到贮液面的垂直高度H g ，称为离心泵的安装高度。
4、切割定律：离心泵的流量之比等于叶轮直径之比；离心泵的压头之比等于叶轮直径之比的平方；离心泵的轴功率之比等于叶轮直径之比的三次方。比例定律：离心泵的流量之比等于转速之比；离心泵的压头之比等于转速之比的平方；离心泵的轴功率之比等于转速之比的三次方。
二、填空
1、转速、清水
2、泵、管路
3、泵的结构、转速、流量
4、泵的特性、所在管路的特性
5、气蚀、降低进口管段流速、降低进口管阻力
6、直管、管件、阀门
7、容积损失、机械损失、水力损失
三、选择 1、D 2、D
3、B
4、A
5、B
6、C
7、A
8、B
四、简答
1、气蚀现象的原因：离心泵进口压力等于或小于环境温度下液体的饱和蒸汽压p v 时，就会有蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合的小气泡。这些小气泡随液体流到高压区时，气泡周围的压力大于气泡内的饱和蒸汽压，从而产生压差。在该压差作用下，气泡受压破裂而重新凝结。凝结过程中，液体质点从四周向气泡中心加速运动，在凝结的瞬间，质点相互撞击，产生很大的局部压力，造成管路系统的振动；同时，这些气泡将以很高的速度打击离心泵的金属叶片，对叶片造成损伤，这种现象称为气蚀现象。
危害：气蚀现象会造成管路系统的振动和离心泵叶片的损伤，离心泵在严重的气蚀状态下工作时，寿命会大大缩短。
防止：泵的安装位置不能太高，即H g 不能太大以保证泵入口处的压力p 1大于液体输送温度下的饱和蒸汽压p v ，就可避免气蚀现象的发生。
2、改变阀门开度以调节流量，实质是改变管路特性曲线。
(1) 如图1所示，当阀门关小时，管路局部阻力加大，管路特性曲线变陡，泵的工作点
由M 移到M 1。流量由Q M 减小到Q M 1；
(2) 当阀门开大时，管路局部阻力减小，管路特性曲线变得平坦一些，工作点移到M 2，
流量增加到Q M 2。
图1 改变阀门开度调节流量的示意图
3、单位质量的流体在某一截面上所具有的总机械能与获得的能量之和等于在下一个截面上的总机械能与这两截面间消耗的能量之和。
4、离心泵的基本部件是旋转的叶轮和固定的泵壳。工作原理是叶轮旋转时，叶片就将机械能转化为液体的动能，由于离心力的作用液体从叶轮中心沿半径方向流向外周，因流道注射广，部分动能就转化为压力能，达到液体输送的目的。
5、在往复泵出口处装有旁路，如图2所示，当下游压力超过一定限度时安全阀将自动开启，往复泵出口总流量不变，只是通过支路的安全阀使部分液体回流从而达到改变排出管路流量的目的，以保证系统安全运转。这种方法简单方便，在生产上广泛使用，但造成一定的能力损失。
M 1 M
M 2
Q M 1
Q M
Q M 2
Q 或Q e
H 或H e
H-Q
1 2
安全阀
旁路阀
图2 往复泵的流量调节
五、计算
1、吸水管内的流量1.56×10-2m3/s
2、扬程28.48m；功率42.82W
3、总摩擦损失20.49J/kg；泵所作的功80.33J；有效功率492.40W
4、泵的功率97.04W
第三章非均相物系的分离
一、名词解释
1、物系内部有隔开两相的界面存在，界面两侧物料物理性质截然不同的物系称为非均相物系。
2、在旋风分离器分离中，理论上能被完全分离下来的最小颗粒直径。临界粒径是判断分离效率高低的重要依据。
3、通过重力作用使得分散相（颗粒）相对于连续相（流体）运动的过程称为重力沉降。若实现沉降的作用力是，则称为离心沉降。
4、通过惯性离心力作用使得分散相（颗粒）相对于连续相（流体）运动的过程称为离心沉降。
5、在颗粒的重力沉降过程中，在阻力、浮力与重力三个力达到平衡时的等速阶段，颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度。
6、通常将单位时间获得的滤液体积为过滤速率，而过滤速度为单位过滤面积上的过滤速率。
二、填空
1、恒压过滤、恒速过滤、恒压过滤
2、扁平、多层水平隔板
3、底面积、沉降速度
4、重力降尘室、旋风分离器、袋滤器
5、重力降尘室、旋风分离器
6、滤饼过滤、深层过滤
7、进料过滤、滤饼洗涤、卸除滤饼
8、架桥、滤饼
9、过滤介质、滤饼的性质
10、流体力学
三、选择
1、C
2、B
3、C
4、D
四、简答
1、旋风分离器的主体上部为圆柱，下部为圆锥。气体进口管与圆柱部分相接，气体出口管于上方中心插入圆柱部分，圆锥部分的底部为尘灰的出口。
旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气固混合物中分离出固相颗粒的设备。含尘气体由圆筒上部的进口管依切线方向进入，受器壁的约束而向下作螺旋运动。在惯性离心力的作用下，颗粒被抛向器壁而与气流分离，再沿器壁面落至锥底的排灰口。净化后的气体在中心轴附近由下而上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。
2、（1）颗粒的浓度效应。但当颗粒浓度较高时，颗粒间会发生相互摩擦、碰撞等相互作用，且大颗粒也会拖曳着小颗粒下降，从而发生干扰沉降。
(2) 容器的壁效应。实际容器是一个有限的流体空间，当颗粒直径与壁直径相比差值较小时，容器的壁面和底面均增加颗粒沉降时的曳力，使颗粒和实际沉降速度较自由沉降速度低，称为壁效应。在斯托克斯定律区，器壁对沉降速度的影响可以修正。
(3)颗粒形状的影响。同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉降要快一些。颗粒的球形度越小，对应于同一Re t值的阻力系数ζ越大，但φs值对ζ的影响在滞流区并不显著，随着Re t的增大，这种影响逐渐变大。
(4)分散介质黏度μf的影响。黏度越大，越难以沉降。食品中有些悬浮液难以沉降分离，主要是因为黏度过大。
(5)两相密度差ρs-ρf的影响。两相密度差大则沉降速度就快，反之则慢。但对一定的悬浮液沉降而言，差值是很难改变的。
(6)流体分子运动的影响。当颗粒直径小到与流体分子的平均自由程相近时，颗粒可穿过流体分子的间隙，其沉降速度比理论值大。另外，细粒的沉降将受到流体分子碰撞的影响，当d p过小时，布朗运动的影响大于重力影响。
3、为了能分离含尘气体中不同大小的尘粒，可设计由重力降尘室、旋风分离器及袋滤器组成除尘系统。含尘气体先在重力降尘室中除去较大的尘室、然后在旋风分离器中除去大部分的尘粒，最后在袋滤器中除去较小的尘粒。当然可根据尘粒的粒度分布及除尘的目的要求，省去其中某个除尘设备。
4、常见的降尘室一般为扁平状的凹室，或在室内均匀设置多层水平隔板，构成多层降尘室。当入口处含尘气流内的颗粒沿入口截面上分布均匀地进入降尘室后，因流道截面积扩大而速度减慢，只要颗粒能够在气体通过的时间内降至室底，便可从气流中分离出来。只要气体在降尘室内的停留时间少于或等于颗粒的沉降时间即可满足除尘要求。理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积及颗粒的沉降速度u t有关，而与降尘室高度H无关。
5、过滤基本方程为()
e s
V V v r p A d dV +?=-'12μθ。该式表示过滤进程中任一瞬间的过滤速率与有关因
素间的关系式。由方程式可知s p -?1为过滤的推动力，v r 'μ为过滤的阻力。首先过滤速度与过滤面积有关，面积越大，过滤速度越快。过滤的速度与过滤介质两端的压力差有关，因此可以通过增加两端的压力差来加强过滤。滤饼的可压缩系数越小，过滤越容易，因此可以通过加入助滤剂加强过滤。滤浆的黏度越大，过滤越慢；过滤除了与滤饼的特性有关外，还与过滤介质的性质有关。
6、板框式压滤机主要由许多滤板和滤框间隔排列而组成。板和框多做成正方形，角端开有小孔，装合压紧后即形成供滤浆或洗水流通的孔道，框的两侧覆以滤布。过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打入框内，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。洗涤滤饼时，洗水经由洗水通道进入滤板与滤布之间。洗涤结束后，旋开压紧装置并将板框拉开，卸出滤饼，清洗滤布，重新组装，进行下一循环操作。
7、由于洗水里不含固相，故洗涤过程中滤饼厚度不变。因而，在恒定的压强差推动下洗涤速率基本为常数。影响洗涤速率的因素可根据过滤基本方程式来分析，则：()e s
L L r p A d dV +?=-'1μθ。
对于一定的悬浮液，r ’ 为常数。若洗涤推动力与过滤终了时的压强差相同，并假定洗水黏度与滤液黏度相近。板框压滤机采用的是横穿洗涤法，洗水横穿两层滤布及整个厚度的滤饼，流径长度约为过滤终了时滤液流动路径的两倍，而供洗水流通的面积又仅为过滤面积的一
半，因此可得：)
(8412e E w V V KA d dV d dV +=??? ??=??? ??θθ。即板框压滤机的洗涤速率约为过滤终了时滤液流率的四分之一。
8、先恒速后恒压过滤阶段时，在过滤初期维持恒定速率，泵出口表压强逐渐升高。当表压强升至能使支路阀自动开启的给定数值，则开始有部分料浆返回泵的入口，进入压滤机的料浆流量逐渐减小，而压滤机入口表压强维持恒定，后阶段的操作则为恒压过滤。对于恒压阶
段，)()(2)(222
2R R e R KA V V V V V θθ-=-+-。
9、滤饼和过滤介质的阻力可常用小型试验进行测定，求出过滤常数，然后进行大设备的设计计算。在某指定的压强差下对一定料浆进行恒压过滤可得到过滤常数K 、q e 、θe 。恒压过
滤方程式变形后可得： e
q K q K dq d 22+
=θ，而q =V /A ，求出一组θ、V 数据（9个以上最好），
从而得到一系列相互对应的Δθ 与Δq 之值。经回归，即可得q e 、θe 和K 。
五、计算
1、颗粒在空气和水中的沉降速度分别为0.75m/s 和8.96m/s
2、过滤机的生产能力为滤液3.36m 3/h
3、临界粒径8.62μm
4、至少需要2层隔板
5、（1）生产能力为原来的2倍
（2）生产能力为原来的2倍
（3）生产能力为原来的2倍
（4）生产能力为原来的2倍
6、最大颗粒直径为40.8μm
第六章传热学
一名词解释
1.流体中质点发生相对位移而引起的热交换
2.由于密度差而进行的对流
3.依靠泵(风机)等外力作用进行的对流
4.以电磁波的形式进行的热量传递
5.吸收率为1的物体
二填空
1.补偿圈、浮头、U形管
2.增加传热面积、增大传热温差、提高传热系数
3.分子的运动、固体、层流流体
4.温度差、热传导、热对流、热辐射
5. Re=duρ/μ、流体流动形态和湍动程度
6. Nu=α·d/λ、被决定准数，包括有对流传热系数α的准数。反映对流传热的强弱程度
7.有无相变、流动类型、放置方向、物理参数、管道形状
8.大于、小于
9.5％
三选择
1. C
2. A
3. B
4. B
5. C 、 D
四简答
1、流体的种类和相变化的情况、流体的流动状态、流体的流动原因、流体的物理性质、传热面的形状、大小及位置
2、(1)用于乳品、果汁饮料、清凉饮料及啤酒等食品的高温短时和超高温瞬时杀菌
（2）用于流体食品物料的快速冷却
3、传热速率公式m t s k Q ???=可以知道，影响间壁式换热器传热速率的因素有：总传热系数k 、传热面积s 、平均温度差m t ?.
4、（略）
5、套式换热器优点：构造简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减；适当的选择官内、外径，可使流体的流速较大；且双方的流体作严格的逆流，都有利于传热。
套式换热器缺点：管间接头较多，易发生泄漏；单位长度具有传热面积较小。
在需要传热面积不太大且要求压强较高或传热效果较好时，宜采用套管式换热器。
五 计算
1. t=1650-3649x ， t=-1072+x 761049.11041.7?-?
2. =λ0.94W/(m ?℃)， =0λ0.7 W/(m 2?℃) ='a -0.002
3.η=68.54%
4. q=19.38W/m 2， 81℃
5. 3， 70.3℃
6. b=0.071m ， t=-204lnr-152.5
7. 33.51W
8. )
(ln )(200
12
021t t r r r r Q i --=πλ
9.（略）
10. 3.01×105 W/(m 2?℃) 11.（略）
12.(1)1.13×10-2 W/(m 2?℃) （2）0.57×10-2 W/(m 2?℃) (3)1.18×10-2 W/(m 2?℃) 13.（略）
14 并流0.49m 2，逆流0.42m 2， 冷却水出口温度35℃，消耗量23.93Kg/h 15.（略） 16 1.15
17. 12.16kg ， 24.67kg
18. 702='T ℃ 875.612='t ℃
19. 89.8℃， 152.8kW
20. 红砖 T ＝27℃， 密度＝0.93 21. 换热器1
22. 2.25m ， 2.1kg/s
23. 并流： 130.65m 2， 逆流：45.15 m 2 24. 3.477m
25. K=730 W/(m 2?℃)， 123.8℃ 26.（略）
27. 44.8℃， 43.9℃ 28. L=3.2m ， 87.2℃
第八章 蒸发
一、名词解释
1、将溶液加热至沸腾，溶剂部分汽化，从而将溶质浓缩的单元操作
2、蒸发操作的一种。特点是几个蒸发器连接起来操作，前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽。可以节约加热蒸汽。每一蒸发器称作一效。
3、热流体的温度与冷流体在该压强下沸点的差值
二、填空
1 高、沸点升高
2 溶质、溶剂
3 加入物料、引出二次蒸气
4 沸点升高、静压效应、管路阻力
5 操作压强、溶液沸点
6 总传热系数、传热温差
7 液层有气泡、液体流速过高
8 温差损失、二次蒸汽的汽化热
9 并流、逆流、平流、混流
10 下降、下降、放出潜热、上升、下降
三、简答
1、 对单效蒸发器作物料的热量衡算，得L w Q Dh h W F H W Fh DH ++-+'=+10)(
w
L
h H Q Fh h W F H W D -+--+'=
01)(
式中D ——加热蒸气的消耗量，kg/h 、H ——加热蒸气的焓，kJ/kg 、h0——原料液的焓，
kJ/kg 、H’——二次蒸气的焓， kJ/kg 、h1——完成液的焓， kJ/kg 、hw ——冷凝水的焓，kJ/kg QL ——热损失， kJ/h
若加热蒸气的冷凝液在蒸气的饱和温度下排除，则H-hw=r
则上式变为r
Q Fh h W F H W D L
+--+'=
01)(
式中 r ——加热蒸气的汽化热，kJ/kg 2、（略） 3、（略）
四、计算
1、 进料速度2511kg/h
2、加热蒸气耗量11040.7kg/h
3、(1)加热蒸气耗量2207.2kg/h
(2)传热面积18.9m2
4、（1）蒸发量1333.3kg/h
（2）加热蒸气消耗量1592.6kg/h
5、（1）蒸发量3024kg/h
(2)浓缩液量6048kg/h
(3)传热面积150 m2
6、（1）传热面积174.9m2
（2）蒸气耗量9280.7kg/h
7、总传热系数679.0W/m2 ℃
8、（略）
第九章传质原理与吸收
一、名词解释
1. 吸收：根据混合气体各组分在液相中溶解度的不同而将其分离的单元操作
2. 对流传质：(1)是湍流主体的涡流扩散和相界面附近的分子扩散的总称；(2)发生在运动着的流体与相界面之间的传质过程
3 扩散系数：即分子扩散系数，物质的特性常数之一，同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强及浓度的不同而变化。
4. 液膜控制：对于难溶气体，传质阻力主要集中在液膜一侧，此时吸收为液膜控制.
5. 分子扩散：(1)依靠分子的热运动而进行的扩散。主要发生在"静止"的或作层流流动的流体中；(2)简称为扩散，是在一相内部有浓度差异的条件下，由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象。
6. 涡流扩散：在有浓度差时，凭籍流体质点的湍动和涡流而传递物质的现象
二、填空
1液相平衡分压、吸收
2相平衡、液气比
3不变、减少、不变
4大于、上方、增大、远离、增大
5减少、靠近
6 Na=kC(p-p i)、Na=KC(p-p e)
727
三、选择
1 B
2 A
3 B
4 B
5 C 四、简答
1 （1）以*p p -表示总推动力的吸收速率方程式：
令*p 为与液相主体浓度C 成平衡的气相分压，p 为吸收质在气相主主体中的分压，若吸收系统服从亨利定律，或在过程所涉及的浓度区间内平衡关系为直线，则H
C
p =
* 根据双膜理论，相界面上两相互成平衡，则：H
C p i
i =
将上两式分别代入液相吸收速率方程式C)(-=i L A C K N 得：
)*(p p H K N i L A -=或
*p p H
K N i L A
-=…① 气相速率方程式)(i G A p p K N -=也可改写成
i G
A
p p K N -=…② ①+②得*1
1p p K H K N G
L A
-=+）（ 令
G
L g K H K k 1
11+= 则）
（*p p k N g A -=…③ g k ：气相总吸收系数；③即为以
）（*p p -为总推动力的吸收速率方程式，也可称为气相总吸收速率方程式。
（2）以C C -*表示总推动力的吸收速率方程式
以*C 代表与气相分压p 成平衡的液相浓度，若系统服从亨利定律，或在过程所涉及的浓度范围内平衡关系为直线，则：H C p *=
，H
C
p =* 若将*1
1p p K H K N G
L A
-=+）（两端皆乘以H ，可得： c c K H
K N G
L A
-=+*1）（ 令
L
G L k K H K 11=+ 则：)*(c c k N L A -=，L k ：液相总吸收系数 c c -*为总推动力的吸收速率方程式，也可称为液相总吸收速率方程式，总系数L k 的
倒数为两膜总阻力。
（3）以*Y Y -表示总推动力的吸收速率方程式
在吸收计算中，当溶质浓度较低时，通常以摩尔比表示浓度较为方便。若操作总压强为P ，根据分压定律可知吸收质在气相中的分压为：
P=P y ，又Y Y y +=
1，故Y Y P p +=1，同理：*
1*
*Y Y P p += 式中*r 为液相浓度X 成平衡的气相浓度。将此两式代入）（*p p k N g A -= 则）（*1*
1Y Y p Y Y p
k N g A +-+=，即*)(*)1)(1(Y Y Y Y p k N g A -++= 令*)
1)(1(Y Y p
k K g Y ++=
，则*)(Y Y K N Y A -= Y K ：气体总吸收系数
（4）以X X -*表示总推动力的吸收速率方程式
令液相浓度以摩尔比X 表示，与气相浓度Y 成平衡的液相浓度以X*表示，因为Ci=Cx ，又X X x +=
1，故X X C Ci +=1，同理*
1*
*X X C C += 将上两式代入)*(c c k N L A -=，则)1*1*(X
X
C X X C
k N L A +-+= 即)*()
1*)(1(X X X X c
k N L A -++=
令
X L K X X c
k =++)
1*)(1(，则)*(X X K N X A -=，X K 为液相总吸收系数。
使用范围：因推导吸收速率方程式时，都是以气液浓度保持不变为前提的，因此只适合于描
述定态操作的吸收塔内任一截面上的速率关系，而不能直接用来描述全塔的吸收速率。 2. Fick 定律，即Z
CA
AB
A D d D J -= A J .:物质A 在Z 方向上的分子扩散通量
Z
CA
D d ：物质A 的浓度梯度 AB D ：物质A 在介质B 的分子扩散系数
3. 吸收过程进行的方向与限度取决于溶质在气液两相中的平衡关系。当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即发生吸收过程。压力相差越大，过程的推动力越大，随着吸收过程的进行，实际分压与溶质分压相差越来越小，过程的推动力也越来越小。当气相中溶质的实际分压等于与液相成平衡的溶质分压时，吸收过程的推动力由气相向液相转移的溶质与由液相向气相转移的溶质数量相等，达到动态平衡，吸收过程结束。
4、（略）
5、解：Y=L/V*X+(Y1-L/V*x1)
以逆流操作的填料塔为例：
在塔内，气体自下而上，其浓度由Y1逐渐变至Y2，液体自上而下，其浓度由X2逐渐变至X1，那么，在定态状况下，填料层中各个横截面上的气、液浓度Y 与X 的关系由m-n 截面与塔底端面之间做组分A 的衡算，得到： VY+LX1=VY1+LX
或 Y= L/V*X+(Y1-L/V*x1) (1)
若在m-n 截面与塔面顶端做组分A 的衡算，则： Y= L/V*X+(Y2-L/V*x2) （2） 由于：VY1+L1X2=V1Y2+LX1 （1）、（2）等价，为逆流吸收塔的操作线方程式，它表示塔内任一横截面上的气相浓度Y 与液相浓度Y 之间成直线关系，直线的斜率为L/V ，且此直线通过B(X1、Y1)及T(X2、Y2)两点。标绘在左图中。BT 即为逆流吸收塔的操作线。操作线上任何一点A 代表着塔内相应截面上的液、气浓度X 、Y ，端点B 代表填料层底部端面，即塔底的情况，端点T 代表填料层顶部端面，即塔顶的情况。
6. 双膜理论：当液体湍流流过固体溶质表面时，固-液间传质阻力全部集中在液体内紧靠两相界面的一层停滞膜内，此膜厚度大于滞流内层厚度，而它提供的分子传质阻力恰等于吸收操作中实际存在的对流传质阻力。
双膜理论在实际中适当描述具有固定相界面的系统及速度不高的两流体间的传质过程。按照这一理论的基本概念所确定的传质速率关系，至今仍是传质设备设计计算的主要依据。但是，它不适合于不具有固定相界面的多传质设备，此时停滞膜的设想不能反映传质过程的实际机制。
五、计算
1. E=83.3KPa ， H=0.34kmol/(kN.m)， m=0.825
2. 上述两项接触时发生吸收过程， 9.28％， 4.85％
3、塔底：Y ?=0.0499， X ?=0.00104， p ?=4.29kPa ， C ?=0.055kmol/m 3 塔顶：Y ?=0.002， X ?=0.000041， p ?=0.203kPa ， C ?=0.0023kmol/m 3
4. 3.71×10－
3kmol/m 3 5. 6.125h 6. ky=3.0×10-4 kmol/(m 3.s) 7. ky=3.66×10-4 kmol/(m 3.s) ，膜阻力占总传质阻力的绝大部分故该吸收过程为气膜控制， Xi=0.0512，yi=0.069 8. 7.86×10-5 kmol/(m 2?s) 9.（略）
10. 由NA=k y (y-y i )=k x (x i -x)=k y (y-y e )=k x (x e -x) 在液相中y i -y e =m(x i -x)
y-y e =y-y i +y i -y e =NA()1(
kx
m ky +)
kx m ky ky +=11 同理kx
mky kx 111+= 11.（略） 12. 2
121212*********
212121ln )(ln ln Y Y
x x m Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y N m OG ???----=????-?-=???-?-=?-=
2
121212121ln )
(11
ln )(Y Y L
V m Y Y Y Y L V m Y Y Y Y N OG ???-=???----==
13. 0.692， 10.8m
14. 621.64 3.122×10-5 ， 62.158 3.122×10-4 15.（略） 16. 0.0332
17. 0.736m 173.85 kmol/(m 3?h)， 277kg 18. 0.9012， 4.9392
19. 1.998m ， 2.396m ， 7.92m 20. 1.0112倍
第十章 蒸 馏
一、名词解释
1液沫夹带：当汽相负荷较大时，气泡数急剧增加，液汽接触的湍动程度增加，形成泡沫接触状态，既有液体连续相中的大量气泡，也溅出许多小液滴的现象。
2气-液相平衡：溶液与其上方蒸汽达到平衡时气、液两相各组分组成的关系。 3（略）
4最小回流比：回流比减小，两操作线向平衡线移动，达到指定分离程度所需的理论塔板数增多，当两操作线的交点位于平衡线上时，则需要无穷多的阶梯才能达到d 点。相应的回流比称为最小回流比。
5泡点回流：若塔顶上升的蒸汽冷凝后全部回流至塔内称为泡点回流。 6挥发度：纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和蒸气压。
7全塔效率：理论塔板数NT 与实际塔板数NR 之比称为塔板效率，用ET 表示
8蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从而使混合物达到分离的单元操作。蒸馏是分离液相混合物的典型单元操作。
9精馏：精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。
10相对挥发度：指溶液中两组分挥发度之比，常以易挥发组分的挥发度为分子。
11回流比：L与D的比值。
二、填空
1、（略）
2、泡点
3、（略）
4、塔板、冷凝器、再沸器
5、1.1~2
6、简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏
7、（略）
8、精馏段、提馏段
9、逐步计算法、图解法
10、鼓泡态、泡沫态、喷射态
11、填料塔、板式塔
12、（略）
13、（略）
14、恒摩尔汽化、恒摩尔溢流
15、回流、再沸器
16、（略）
三、选择题
1、C
2、B
3、A
4、A
5、C
6、B
7、B
8、A
9、A
10、B
四、简答题
1、（1）进料状态：进料状态决定q值的大小。
（2）回流比
（3）塔板数
2、进料量对塔板数没有影响。塔板数与进了状态有关。
3、通常，进料状况有5 种情况：冷液体进料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽进料。
（1）冷液体进料：原料温度<加热板上沸腾液的温度(料温<板温(泡点))。q ﹥1，q 线斜率q/（q-1）﹥0，q 线为从点e 伸向右上方的直线。
（2）泡点进料：进料温度与板温相等(料温=泡点=板温， 近似) q 值表示进料中液体量占总进料量的分率。Q=1，q/（q-1）=∞，q 线竖直向上。
（3）汽液混合物进料：原料液已被汽化一部分(料温 > 板温)。0﹤q ﹤1，q/（q-1）﹤0，q 线斜率为负，伸向左上方。
（4）饱和蒸汽进料：原料加热至饱和蒸汽( 料温 > 板温 ) 。q=0，q 线斜率为0，q 线为水平线。
（5）过热蒸汽进料：原料加热至过热蒸汽(料温 > 板温) 。q ﹤0，q/（q-1）﹥0，此时q 线伸向左下方。
4、对于正常曲线，在最小回流比下，q 点在平衡线上，则由平衡方程得：
对某些进料状态，上式可进一步简化。 泡点进料时，xq=xF ，则
饱和蒸汽进料时，yq=yF ，则
5、对于正常曲线（如图），设d 点坐标为(xq ，yq)，则由精馏段的斜率可知：
对于非正常曲线，过a 或c 点作平衡线的切线，根据切点坐标求Rmin 。 6、（略）
五、计算
1、p=99.76kPa
2、当p=100kPa 时：α=2.51，y A =0.63，y B =0.37 当p=10kPa 时：α=3.27，y A =0.69，y B =0.31
3、（1）将混合液看做理想溶液时，α=Pa*/Pb*，与x 无关。 （2）根据相平衡公式，有实测的x 、y ，α=αx/【1+（α-1）x 】。
4、q=0.4
5、（1）简单蒸馏：F/W=1.45，F=145kmol
（2）平衡蒸馏：F=27.28mol/s ，V=10.57mol/s 6、（略） 7、（1）R=3，Xd =0.82 （2）X w =0.105
q q q x
x y )1(1-+=ααq q q D x y y x R --=min ???? ??----=--=q D q D q q q D x x a x x a x y y x R 1)1(11min ???
?
??----=F D F D x x a x x a R 1)1(11min 11111min -???? ??----=F D F
D y x y ax a R q
D q D x x y x R R --=+1min min
q q q D x y y x R --=min
8、q=1.075
9、（1）L=33.52mol/s，V=44.69 mol/s，L’=61.502 mol/s，V’=44.892 mol/s
（2）L=44.69mol/s，V=55.86 mol/s，L’=72.536 mol/s，V’=55.926 mol/s
10、（略）
11、R=3，X f=0.45，X d=0.82，X w=0.09
12、（1）精馏段方程：y=0.714x+0.271，提馏段方程：y=1.31x-0.03
（2）精馏段方程：y=0.714x+0.271，提馏段方程：y=1.86x-0.086
（3）精馏段方程：y=0.714x+0.271，提馏段方程：y=1.522x-0.0522
13、（1）q=0.33 （2）Xf=0.44 （3）q（0.36，0.48）
14、（略）
15、（略）
16、理论塔板数为4，加料板为2
17、理论板数为4，w=2.75mol/s，回收率为97.4%
18、（略）
19、题目不完整
20、（略）
21题目不对
22、（1）X d=0.75，Xw=0.25
（2）V=34.725 mol/s ，V’=48.615 mol/s
（3）提馏段方程为y=1.2x-0.05
第十一章干燥
一、名词解释
1、指含单位质量干空气的湿空气的焓。根据干空气及液态水在0℃时焓为零作基准，对于温度为t 及湿度为H的湿空气，其焓包括有0℃的水变为0℃的水汽所需的潜热及湿空气由0℃升温至t℃所需的显热之和。
2、在一定的温度及总压下，湿空气的水汽分压p v与同温度下水的饱和蒸汽压p s之比的百分数，称为相对湿度。
3、不饱和空气的湿空气在湿含量H不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度。
4、在空气的绝热降温增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，此时的温度为该空气的绝热饱和温度。
5、大量不饱和的流动空气与湿球温度计接触，湿球温度计表面由一层饱和的气膜包围，蒸汽压大于流动空气的蒸汽压，导致纱布表面的水分汽化，汽化水分所需的潜热，首先只能取自湿纱布中水的潜热，因而使水温下降。当水温低于空气中的干球温度时，热量则由空气传向纱布中的水分，其传热速率随着两者温差增大而增大，最后当由空气传入纱布的传热速率恰好等于自纱布表面汽化水分需的传热速率时，则两者达到平衡状态，这时湿纱布中的水温即保持衡定。
6、当一定温度t、相对湿度 的不饱和湿空气流过某湿物料表面时，由于湿物料表面水的蒸汽压大于空气中水蒸汽分压，则湿物料的水分向空气中汽化，直到物料表面水的蒸汽压与空气中水蒸汽分压相等时为止，即物料中的水分与该空气中水蒸汽达到平衡状态，此时物料
所含水分称为该空气条件(t、 )下物料的平衡水分
7、干燥过程中物料的含水量随时间不断的变化，单位时间单位重量物料失去的水分量为物料干燥速率。
8、一定温度和相对湿度的不饱和湿空气干燥某湿物料，除去的物料中超出平衡水分的那一部分水分为自由水分。
9、在干燥过程中，物料内外的温度不一致，温度梯度促使水分传递(称为热湿导)，方向是从高温到低温。与此同时，湿物料表面水分不断汽化，遂形成物料内部与表面的湿度差，使得物料内部湿度梯度形成，促使物料内部的水分向表面移动。当物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率时，为表面汽化控制。
二、填空
1 小、大
2 内部扩散
3 结合水、非结合水
4 露点、温度
5 预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段
6 0.0488、165.58
7 不饱和湿空气、不变、升高、温球
8 减小、增加湿度
9 离心分离、过滤、沉降
10 1.62、0.598
三选择
1 B
2 B
3 A
4 B
5 B
6 B
7 B
8 A
9 D
四简答
1、流体的运动对传热过程有强烈影响。当边界层中的流动完全处于层流状态时，垂直于流动方向上的热量传递虽然只能通过流体内部的导热，但流体的流动造成了沿流动方向的温度变化，使壁面处的温度梯度增加，因而促进了传热。当边界层中的流动是湍流时，壁面附近的流动结构包括湍流区、过渡区和层流底层。湍流区垂直于流动方向上的热量传递除了热传导外，主要依靠不同温度的微团之间剧烈混合，即依靠对流传热。
2 热风干燥过程中，热风既是载热体也是载湿体。一方面热风提供给湿物料热量，使得水分加热蒸发；另一方面由于湿物料中水分蒸汽压大于热空气中水分分压，使得物料中水分蒸发到热空气中，被热风带走。使得物料干燥。
食品工程原理试题
食工原理复习题及答案(不含计算题) 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_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 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____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易 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_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽；空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。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
______________，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_______________循环。 ***答案*** 标准式，较大，要小，自然 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_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ 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℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 11. 非结合水份是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 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____________倍。 ***答案*** 201 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp
《食品工程原理》试题
2004 – 2005 学年第二学期食品科学与工程专业 食品工程原理试卷（A）卷 题号一二三四五…合计 得分 阅卷人 一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）； 2. 给热是以和的差作为传热推动力来考虑 问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失 的方法有 、 ； 6. 蒸发器主要由 室和 室组
成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、 、 三种； 8. 形状系数不仅与 有关，而且 与 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ） （A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律； （D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2. 确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实 验测定 3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸 汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0； （D）t=t w=t d=t as 5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ ） （A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“”号，错者打“”号。） 1. （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2. （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关， 又与其黑度有关； 3. （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4. （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条 件； 5. （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽 度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1. （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位 426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m· ℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度 为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为 φ25×2.5mm的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K 冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知 水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，
《食品工程原理》习题答案
《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 、μ、ρ组合成一个复合数群。Re 值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101.33×103 Pa 。（560mmHg ） 4.在静止的同—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，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。 （1/16） 9.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: 高压流体泵壳通道 逐渐扩大的的离心力机械旋转所造成的气压流体被甩出后常压流体)()((低速流体、高速流体) 14.泵的稳定工作点应是 特性曲线与 特性曲线式M 的交点。（管路，泵或H-q v ） 15.产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。 （转速，20℃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 ) kPa 16915712-=--=-=?出进P P P 三.选择题 1.在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积( A )关系。 A ．反比 B.正比 C.不成比 2.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，层流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( B )。A. u ＝3/2 u max B. u ＝1/2 u max C. u ＝0.8u max 3.湍流的特征有( C )。 A.流体分子作布朗运动中 B.流体质点运动毫无规则，且不断加速 C.流体质点在向前运动中，同时有随机方向的脉动 D.流体分子作直线运动 4.微差压计要求指示液的密度差( C )。
食品工程原理练习题
传热练习题 1、 某加热器外面包了一层厚度为300mm 的绝缘材料，该材料的热导率为0.16W/(m ·℃)，已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面的温度为多少？ 2、 用套管换热器将果汁从80℃冷却到30℃，果汁比热为3.18kJ/kg ℃，流量为240kg/h 。冷却水与果汁呈逆流进入换热器，进口和出口温度分别为10℃和20℃，若传热系数为450W/m 2℃，计算换热面积和冷却水用量。 3、在一内管为Φ25mm×2.5mm 的套管式换热器中，用水冷却苯，冷却水在管程流动，入口温度为290K ，对流传热系数为850W/(m 2·K)，壳程中流量为1.25kg/s 的苯与冷却水逆流换热，苯的进、出口温度分别为350K 、300K ，苯的对流传热系数为1700 W/(m 2·K)，已知管壁的热导率为45 W/(m·K)，苯的比热容为c p =1.9 kJ/(kg·℃)，密度为ρ=880kg/m 3。忽略污垢热阻。试求：在水温不超过320K 的最少冷却水用量下，所需总管长为多少（以外表面积计）？ 4、 在一单程列管式换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将36000kg/h 的乙醇水溶液从25℃加热到75℃。列管换热器由90根Ф25mm×2.5mm ，长3m 的钢管管束组成。乙醇水溶液走管程，饱和水蒸汽走壳程。已知钢的热导率为45W/(m·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m 3，粘度为1.2×10－3Pa·s ，比热为4.02kJ/(kg·℃)，热导率（即导热系数）为0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝时的对流传热系数为104W/(m 2·℃)，忽略污垢层热阻及热损失。试问此换热器是否能完成任务（即换热器传热量能否满足将乙醇水溶液从25℃加热到75℃）？ 已知：管内对流传热系数关联式为4.08.0Pr Re )/(023.0d λα=，λμ/Pr p C =。 干燥练习题 5、 某物料在连续理想干燥器中进行干燥。物料处理量为3600kg/h, 物料含水量由20%降到5%（均为湿基）。空气初始温度为20℃，湿度为0.005kg/kg 绝干气，空气进干燥器时温度为100℃， 出干燥器时温度为40℃。试求：(1)空气消耗量；(2)预热器传热量。 6、 在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h ，要求将湿基含水量由40%减至5%。干燥介质为干球温度20℃，相对湿度15%的空气，经预热器加热
食品工程原理 第五章 习题解答
第五章习题解答 1. 什么样的溶液适合进行蒸发？ 答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。 2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？ 答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。 3. 什么叫真空蒸发？有何特点？ 答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。 真空蒸发的特点在于： ①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源； ②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降； ③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。 4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？ 答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。 ②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。二次蒸汽易挟带泡沫。 ③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。 ④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。 5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？ 答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。也可作物料衡算求得。 在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。 6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？ 答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。 蒸发操作时，造成温度差损失的原因有：因蒸汽压下降引起的温度差损失'?、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''?和因管路流体阻力引起的温度差
李云飞版食品工程原理第四章课后习题答案
4.3 习题解答 【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度。测试时用玻璃筒盛满待测液体，将直径为6mm 的钢球在其中自由沉降，下落距离为200mm ，记录钢球的沉降时间。现用此法测试一种密度 为1300 kg/m 3的糖浆，记录的沉降时间为7.32秒，钢球的比重为7.9， 试求此糖浆的粘度。 解： 小球的沉降速度 s m s m H u t /0273.032.72.0== = τ 设在斯托克斯区沉降，则由斯托克斯定律： )(74.40273 .01881 .9)13007900()006.0(18)(2 s Pa u g d t p p ?=?-= -= ρρμ 校核：算出颗粒雷诺数 Re p = 1045.074 .41300 0273.0006.0<=??=μ ρ t p u d 属斯托克斯沉降。上述计算有效。 ∴糖浆的粘度为4.74Pa.s 【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm ，密度为1400 kg/m 3。求在常温水中的沉降速度。又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s ，试求其粒径。 解： （1） 已知：d p =4mm ，ρp =1400kg/m 3，μ=0.001Pa ·s 假设谷物颗粒在滞流区沉降 则())/(49.3001 .01881.9)10001400()10 4(182 3 2 s m g d u p p t =??-?= -= -μ ρρ 但110 40.1001 .0100049.310 4Re 4 3 >?=???= = -μ ρ t p p u d ∴假设不成立 又假设颗粒在湍流区沉降 则()) /(218.01000 81 .9)10001400(10 474 .174 .13 s m g d u p p t =?-?=-=-ρ ρρ 此时500872001 .01000218.010 4Re 3 >=???= = -μ ρ t p p u d ∴假设成立，颗粒沉降速度为0.218 m/s (2) u t ’=0.1mm/s ，假设沉降发生在滞流区 则 )(10 14.281 .9)10001400(001 .010 1.018)(185 3 ' 'm g u d p t p --?=?-???= -= ρρ μ 校核：100214.0001 .01000 101.010 14.2Re 3 5 ' ' <=????= = --μ ρ t p p u d ∴ 假设成立，此谷物的淀粉粒直径为2.14×10-5m 【4-3】气体中含有大小不等的尘粒，最小的粒子直径为10μm 。已知气体流量为3000m 3/h （标准态），
食品工程原理期末复习单项选择题
食品工程原理期末复习 单项选择题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
单项选择题：（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内） 1、一个标准大气压，以mmHg为单位是（ B ） (A) 761 (B) 760 (C) (D) 9、一个标准大气压，以mH2O柱为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 2、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于层流时，雷诺数为（ D ） (A) Re ≤ 1500 (B) Re ≤ 1600 (C) Re ≤ 1800 (D) Re ≤ 2000 10、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于湍流时，雷诺数为（ C ） (A) Re >3500 (B) Re >3800 (C) Re >4000 (D) Re >4200 16、一个标准大气压，以cm2为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 25、一个标准大气压，以Pa为单位应为（ B ） (A) ×104 (B) ×105 (C) ×106 (D) ×105 3、流体内部流动时产生的摩擦力，对流体的流动有阻碍的作用，称为流体的 （ D ） (A) 比热 (B) 密度 (C) 压力 (D) 粘性 5、流体流过任一截面时，需要对流体作相应的功，才能克服该截面处的流体压力，所 需的功，称为（ C ） (A) 位能 (B) 动能 (C) 静压能 (D) 外加能量 6、流体流动时，上游截面与下游截面的总能量差为（ D ） (A) 外加能量减动能 (B) 外加能量减静压能 (C) 外加能量减位能 (D) 外加能量减能量损失 7、输送流体过程中，当距离较短时，直管阻力可以（ C ） (A) 加倍计算(B) 减半计算(C) 忽略不计(D) 按原值计算 8、泵在正常工作时，实际的安装高度要比允许值减去（ B ） (A) ０.３m (B) ０.５－１m(C) １－１.５m(D) ２m 12、流体流动时，由于摩擦阻力的存在。能量不断减少，为了保证流体的输送需要（ D ） (A) 增加位能 (B) 提高动能 (C) 增大静压能 (D) 外加能量 13、利用柏努利方程计算流体输送问题时，需要正确选择计算的基准面，截面一般与 流动方向（C） (A) 平行(B) 倾斜(C) 垂直(D) 相交 14、输送流体时，在管道的局部位置，如突扩，三通，闸门等处所产生的阻力称为（ B） (A) 直管阻力(B) 局部阻力(C) 管件阻力(D) 输送阻力 15、泵在正常工作时，泵的允许安装高度随着流量的增加而（ B ） (A) 增加(B) 下降(C) 不变(D) 需要调整 17、离心泵启动时，泵内应充满输送的液体，否则会发生（ A ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) 气化 19、流体内部的压强，以绝对零压为起点计算的是（ C ） (A) 真空度 (B) 表压 (C) 真实压强 (D) 流体内部的静压 20、流体流动时，如果不计摩擦损失，任一截面上的机械能总量为（ D ） (A) 动能加位能 (B) 动能加静压能 (C) 位能加静压能 (D) 总能量为常量 21、利用柏努利方程计算流体输送问题时，要正确的选择合理的边界条件，对宽广水 面的流体流动速度，应选择（C） (A) U = 1 (B) 0 < u < 1 (C) u = 0 (D) u < 0 22、输送流体时，泵给予单位质量流体的能量为（ C ） (A) 升扬高度(B) 位压头 (C) 扬程(D) 动压头 23、往复式泵的分类是依据不同的（A） (A) 活塞(B) 连杆(C) 曲柄(D)汽缸 26、离心泵的实际安装高度,应该小于允许安装高度，否则将产生（ B ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) ) 气化
食品工程原理(修订版)
复习题： 1 简述食品工程原理在食品工业中的作用和地位。 2 何为绝对压力、表压和真空度？它们之间有何关系？ 3 何为不可压缩流体和可压缩流体？ 4 写出流体静力学基本方程式，说明该式应用条件。 5 简述静力学方程式的应用。 6 说明流体的体积流量、质量流量、流速（平均流速）及质量流速的定义及相互关系。 7 何为稳定流动和不稳定流动？ 8 写出连续性方程式，说明其物理意义及应用。 9 分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。 10应用伯努利方程可以解决哪些问题？ 11应用伯努利方程式时，应注意哪些问题？如何选取基准面和截面？ 12简述流体粘度的定义、物理意义及粘度的单位。 13写出牛顿粘性定律，说明式中各项的意义和单位。 14何为牛顿型流体和非牛顿型流体？ 15 Re的物理意义是什么？如何计算？ 16流体的流动类型有哪几种？如何判断？ 17简述离心泵的工作原理及主要部件。 18气缚现象和汽蚀现象有何区别？ 19什么叫汽蚀现象？如何防止发生汽蚀现象？ 20离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体？ 21何为管路特性曲线？何为工作点？ 22离心泵的主要性能参数有哪些？各自的定义和单位是什么？ 23离心泵流量调节方法有哪几种？各有何优缺点？ 24何为允许吸上真空度和汽蚀余量？如何确定离心泵的安装高度？ 25扬程和升扬高度是否相同？ 26 简述泵的有效功率小于轴功率的原因（有哪几种损失） 27比较往复泵和离心泵，各有何特点？
28简述混合均匀度的的判断依据以及混合机理 29影响乳化液稳定性的主要因素有哪些？ 30何为均相物系？何为非均相物系？ 31 影响沉降速度的因素有哪些？各自含义是什么？ 32简述板框压滤机的工作过程。 33过滤有几种方式？ 34离心沉降与重力沉降相比，有什么特点？ 35什么叫离心分离因数？其值大小说明什么？ 36旋风分离器的工作原理？ 37 沉降室（降尘室）的工作原理。 38传热的基本方式有几种？ 39什么是热传导、对流传热和热辐射？分别举出2-3个实例。 40说明傅里叶定律的意义，写出其表达式。 41导热中的热阻、推动力概念，单层平壁和多层平壁导热时如何计算其热阻和推动力？42为什么住宅中采用双层窗能起到保温作用？ 43气温下降，应添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？为什么？44保温瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？ 45总传热系数K的意义，它包含了哪几个分热阻？ 46如何计算传热面积？如何计算壁温？ 47列管式换热器的结构及其选型。 48强化传热的途径。 49何为单效蒸发，何为多效蒸发，多效蒸发与单效蒸发比较有什么优缺点？ 50在蒸发过程中，为提高蒸汽利用率，你以为可采取哪些措施？ 51蒸发中提高传热速率的途径有哪些？ 52与常压蒸发相比真空蒸发有哪些优点。 53常用的机械制冷方式有哪些？ 54 简述理想蒸汽压缩式制冷的组成及工作过程。 55分析冻结速率对食品质量的影响。 56常用的去湿方法按作用原理分哪几类？ 57湿空气湿度大，则其相对湿度也大，这种说法对吗？为什么？
新食品工程原理复习题及答案
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_0.0157m3.s-1_.平均流速为__ 2.0m.s-1____。 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____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。出口阀 4.（3分）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__22kg.s-1 __,平均流速为_ 2.8m.s-1______。 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=__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℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)1140w 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。 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp 14. 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，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℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量WI＿＿WII AI＿＿＿A II。（大于，等于，小于） 大于，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的____________，以使前一效引出的______________作后一效_________，以实现_____________再利用。为低、二次蒸汽、加热用、二次蒸汽 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,ρ水=1000kg.m-3,ρ空气=1.29kg.m-3,R=51mm,则△p=500_ N.m-2,ξ=_1（两测压点A.B间位差不计） 本题目有题图：titu141.bmp 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—2—1—2—3—2—1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。 20. 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。 21. 恒定的干燥条件是指空气的＿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。 二、选择题： 1. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) B. A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 2. 降膜式蒸发器内溶液是（C ）流动的。 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 不循环 3. 当空气的t=t=tφ（A）。
食品工程原理试题
I 2004 -2005学年第二学期 食品科学与工程 专业 、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= ________ N/m （已知 1N=105 dyn ）； 2. 给热是以 _______________________ 和 _______________ 的差作 为传热推动力来考虑问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ____________ ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即 A=1）称为 ___________ 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的 方法有 _______________________ 、 _______________________ : 6. 蒸发器主要由 _____________ 室和 _________________ 室组成; 7?喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 _______________ 、 _______________ 、 ______________ 三种； 8. 形状系数不仅与 _____________________________ 有关，而且 与 __________________________________ 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 _____________________ 、 10. 圆形筛孔主要按颗粒的—度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 ______ 度进行筛分。 word 文档可编辑系（部） 河 食品工程原理试卷（A ）卷 北 科 技 师 题号 ----------- *■ -二二 -三 四 五 ??? 合计 得分 阅卷人 范 学 I I 院 I I I 装 订 I 线
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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基本概念包括（）、（）、（）、（）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基本概念？ 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。已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。 2 在含盐黄油生产过程中，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。若鲜橘汁进料流量为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，30℃的空气预热至66℃，所用加热蒸气温度143.4℃，离开预热器的温度为138.8℃。求蒸气消耗量。 5 在碳酸饮料的生产过程中，已知在0℃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(1)质量分数；(2)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分离器中，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%。试计算从离心机中分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)。
《食品工程原理》试题
2004 –2005 学年第二学期食品科学与工程专业食品工程原理试卷（A）卷 题号 一 二 三 四 五 … 合计 得分 阅卷人 一、填空题（20分） 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）；给热是以和的差作为传热推动力来考虑问题的；
金属的导热系数大都随其温度的升高而, 随其纯度的增加而； 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为体； 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的方法有、；蒸发器主要由室和室组成； 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有、 、三种； 形状系数不仅与有关，而且与有关； 粉碎的能耗假说比较著名的三种是、 、； 圆形筛孔主要按颗粒的度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒的度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（） （A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律；（D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实验测定 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=pS，φ=100%，；（B）p=pS，φ=0；（C）p=0，φ=0；（D）t=tw=td=tas 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（） （A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“(”号，错者打“(”号。） （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关； （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条件； （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽度之比为1∶2。 四、计算题（60分） （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m·℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为φ25×2.5mm的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略不计，若维持水出口不超过320K。试求换热器的传热面积。取苯的平均比热为1.9kJ/(kg．K)，管壁材料（钢）的导热系数为45W／(m2．K)。 (15分) 用一单效蒸发，将1000kg/h的NaCl溶液从5%连续浓缩到30%。蒸发操作的平均压强20kPa（绝压），原料液进料温度为30℃，料液比热
食品工程原理习题和答案完整版
食品工程原理习题和答 案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
食品工程原理 第一章 P31： 1. 2. 4. 8. 9. 10. 11. 第二章 P78: 【1】一食品冷藏室由内层为19mm厚的松木，中层为软木层，外层为51mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为 ℃,混凝土外壁面温度为℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为,3,W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。 1）所需软木的厚度2b?由：
【4】将粗碎的番茄通过内径为60mm的管子从20℃加热到75?℃。其流量为1300kg/h,管内壁面温度为105℃,求对流传热系数。 已知粗碎的番茄物性数据如下：ρ=1050kg/m3；cp=kJ/（kg·K）； μ=mPa·s℃时),mPa·s(105?℃时)；λ=W/(m·K)。 解：流体在管内被加热。管中流速： 5. 一带有桨式搅拌器的容器内装有温度为℃的料液。用夹套内的蒸汽加热。容器内径为m,搅拌器直径为m,转速为r/s,容器壁温为℃。料液的物性为: ρ=977?kg/m3 ；Cp=kJ/（kg·K）；μ=100?mPa·s℃时),mPa·s℃时)料液热导 率)/。求料液对容器壁的对流传热系数。 解：该对流属于流体在搅拌槽内强制对流。 8. 10.在逆流换热器中，用初温为20?℃的水将kg/s的液体［比热容为 kJ/(kg·K)、密度为850kg/m3］由80℃冷却到30?℃。换热器的列管
直径为Φ25?mm×mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850W/（m2·K）和1?700W/（m2·K）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50?℃，求水的流量和换热器的传热面积。 解：传热量为 12. 【14】某列管换热器的管程走冷却水，有机蒸汽在管外冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20?℃和30?℃。使用一段时间后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷却水出口温度降为26?℃。已知换热器的传热面积为m2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃, 冷却水流量为kg/s,求污垢热阻。 解：无污垢时的传热量： 【16】有一套管换热器，内管为Φ19?mm×2mm，管长为2m，管内的水与环隙中的油逆流流动。油的流量为270kg/h，进口温度为100℃，水的流量为360kg/h，进口温度为10℃。若忽略热损失，且知以管外表面
食品工程原理(赵思明编)思考题与习题参考答案
思考题与习题参考答案 绪论 一、填空 1、经济核算 2、物料衡算、经济核算、能量核算、物系的平衡关系、传递速率 3、液体输送、离心沉降、混合、热交换、蒸发、喷雾干燥 二、简答 1、在食品工程原理中，将这些用于食品生产工艺过程所共有的基本物理操作过程成为单元操作。例如，奶粉的加工从原料乳的验收开始，需要经过预热杀菌、调配、真空浓缩、过滤、喷雾干燥等过程；再如，酱油的加工，也包含大豆的浸泡、加热、杀菌、过滤等工序，这两种产品的原料、产品形式、加工工艺都有较大的不同，但却包含了流体的输送、物质的分离、加热等相同的物理操作过程。 2、“三传理论”即动量传递、热量传递和质量传递。 （1）动量传递理论。随着对单元操作的不断深入研究，人们认识到流体流动是一种动量传递现象，也就是流体在流动过程中，其内部发生动量传递。所以凡是遵循流体流动基本规律的单元操作都可以用动量传递理论去研究。 （2）热量传递理论。物体在加热或者冷却的过程中都伴随着热量的传递。凡是遵循传热基本规律的单元操作都可以用热量传递的理论去研究。 （3）质量传递理论。两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作都可以用质量传递的理论去研究。 例如，啤酒的灭菌（热量传递），麦芽的制备（动量传递，热量传递，质量传递）等。 三传理论是单元操作的理论基础，单元操作是三传理论具体应用。 3、单元操作中常用的基本概念有物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算。 物料衡算遵循质量守恒定律，是指对于一个生产加工过程，输入的物料总量必定等于输出的物料总质量与积累物料质量之和。能量衡算的依据是能量守恒定律，进入过程的热量等于离开的热量和热量损失之和。平衡状态是自然界中广泛存在的现象。平衡关系可用来判断过程能否进行，以及进行的方向和能达到的限度。过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递速率增大时，设备尺寸可以减小。为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方案。对同一台设备，所选用的操作参数不同，会影响到设备费与操作费。因此，要用经济核算确定最经济的设计方案。 4、流体流动过程包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。传热过程包括热交换、蒸发等。 传质过程包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。 5、（略） 三、计算 1、质量分数20%；摩尔分数1.30%；摩尔浓度0.62mol/L
《食品工程原理》试题.doc
2004 – 2005 学年第二学期 食品科学与工程 专业 食品工程原理试卷（A ）卷 一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= N/m （已知1N=105 dyn ）； 2. 给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度的增加而 ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的方法有 、 ； 6. 蒸发器主要由 室和 室组成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、 、 三种； 8. 形状系数不仅与 有关，而且 与 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1.揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（）（A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律；（D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2.确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实验测定 3.为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 4.对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0；（D）t=t w=t d=t as 5.粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（）（A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“?”号，错者打“?”号。） 1.（）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2.（）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关； 3.（）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4.（）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条件； 5.（）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1.（10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位426mm的保 温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m·℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 2.(10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为φ25×2.5mm 的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和 1.70kW／(m2．K)，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略不计，若维持水出口不超过320K。试求换热器的传热面积。取苯的平均比热为1.9kJ/(kg．K)，管壁材料（钢）的导热系数为45W／(m2．K)。 3.(15分) 用一单效蒸发，将1000kg/h的NaCl溶液从5%连续浓缩到30%。 蒸发操作的平均压强20kPa（绝压），原料液进料温度为30℃，料液比热