食品工程原理

1 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 2 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 3 58 湿物料含水量表示方法有哪几种 如何相互换算 59 何为平衡水分 自由水分 结合水分及非结合水分 如何区分 60 如何计算湿物料的绝干物料量 61 如何确定干燥过程中绝干空气质量 新鲜空气质量及体积流量 62 湿空气在进入干燥器之前 常常先进行预热 这样做有什么好处 63简述相间传质的类型 并举例说明 64 吸收分离操作的依据是什么 如何选择吸收剂 65 气液相组成有哪些表达方式 如何相互换算 66 蒸馏操作的依据是什么 蒸馏操作的作用是什么 67 简述精馏原理 68 简述筛板塔板 浮阀塔板的简单结构及各自的主要优缺点 69 塔板上气液两相有哪几种接触状态 各有何特点 70 什么是分配系数 什么是选择性系数 萃取操作中分配系数和选择性系数的意义是什么 71 简述超临界流体萃取的基本原理 计算题 1 椰子油流过一内径为20mm的水平管道 其上装有一收缩管 将管径逐渐收缩至 12mm 如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa 试求椰子油的流量 椰子油密度为940kg m3 2 用离心泵将密度为1200kg m3的水溶液由敞开贮槽A送至高位槽B 已知离心泵吸入管 路上各种流动阻力之和 Lf s 10 J kg 压出管路的 L f D 30J kg 两槽液面维持恒定 其间垂直距离为20m 每小时溶液的输送量为30m 3 若离心泵效率为0 65 求泵的轴功率 3 热空气在冷却管管外流过 2 90W m2 冷却水在管内流过 1 1000W m2 冷却管外径 do 16mm 壁厚 b 1 5mm 管壁的 40W m 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 4 管内对流传热系数 1增加一倍 总传热系数有何变化 4 某冷库外壁内 外层砖壁厚均为12cm 中间夹层厚10cm 填以绝缘材料 砖墙的热 导率为0 70w m k 绝缘材料的热导率为0 04w m k 墙外表面温度为10 内表面为 5 试计算进入冷库的热流密度及绝缘材料与砖墙的两接触面上的温度 5 今有一干燥器 湿物料处理量为 800kg h 要求物料干燥后含水量由 30 减至 4 均 为湿基 干燥介质为空气 初温 15 相对湿度为 50 经预热器加热至 120 进入干燥 器 出干燥器时降温至 45 相对湿度为 80 试求 a 水分蒸发量 W b 空气消耗量 L 单位空气消耗量 l c 如鼓风机装在进口处 求鼓风机之风量 V 6 在直径 3 00m 的卧式圆筒形贮藏罐内装满花生油 花生油密度为 920 kg m3 贮罐上 部最高点处装有压力表 其读数为 70kPa 问最大绝对气压是多少 答案 198 3KPa 7 封闭水箱内水面上真空度为 0 98kPa 敞口油箱中油面比水箱水面低 1 50m 水箱和 油箱间连着一压力计 指示液为水银 读数为 0 200m 若压力计与水箱相连的臂管内水银 液面与水箱水面的高度差为 6 11m 求油的密度 答案 747Kg m3 8 用虹吸管从高位牛奶贮槽向下方配料槽供料 高位槽和配料槽均为常压开口式 今要 求牛奶在管内以 1m s 流速流动 估计牛奶在管内的能量损失为 20J kg 试求高位槽液面虹 吸管出口高几米 答案 2 092m 9 牛奶以 0 75kg s 的流量流经某泵时压力升高 70 5kPa 牛奶的密度为 1050 kg m3 求 泵的有效功率 若泵的效率为 75 求泵的轴功率 答案 50 36W 67 14W 10 用离心泵把 20 的水从贮槽送至水洗塔顶部 流量为 45 m3 h 槽内水位维持稳定 泵入口与贮槽水面的垂直距离为 1 5m 水洗塔顶水管出口与贮槽液面的垂直距离为 14m 管路尺寸均为 76mm 2 5mm 在操作条件下 泵入口真空表读数为 25kPa 塔顶水管出 口压力表读数为 98 kPa 水流经吸入管和排除管的能量损失分别为 2u2和 10u2 试求泵的 有效功率 11 面包炉的炉墙由一层耐火黏木砖 一层红砖 中间填以硅藻土填料层所组成 硅藻土层 厚度为 50mm 热导率为 0 14 W m K 红砖层厚度为 250mm 热导率为 0 7 W m K 试 求红砖层厚度必须增加多少倍 才能使不采用硅藻土的炉墙与上述炉墙的热阻相同 12 直径为 60mm 3mm 的钢管用 30mm 厚的软木包扎 其外用 100mm 厚的保温灰包扎 以作为绝热层 现测得钢管外壁面温度为 110 绝热层表面温度为 10 已知软木和保温 灰的平均热导率分别为 0 043 和 0 07 W m K 试求每米管长的冷量损失量 W m 13 牛奶在 32mm 3 5mm 的不锈钢管中流过 管外用蒸汽加热 管内牛奶的表面传热系 数为 500 W m2 K 管外蒸汽对管壁的表面传热系数为 2000 W m2 K 不锈钢的热导率 为 17 5 W m K 求总热阻和传热系数 如管内有 0 5mm 厚的有机垢层 其热导率为 1 5 W m K 求热阻为原来的多少倍 5 14 在果汁预热器中 参加换热的热水进口温度为 98 出口温度为 75 果汁的进口温度 为 5 出口温度为 65 求两种流体顺流和逆流时的平均温度差 并将两者作比较 15 用套管换热器将果汁由 80 冷却到 20 果汁比热容为 3187J kg K 流量为 150kg 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 6 和 16 若传热系数为 350 W m2 K 计算换热面积和冷却水流量 16 用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数 0 12 浓缩到 0 28 进料流量为 88kg h 蒸发室 中的温度为 60 沸点进料 采用的加热蒸汽表压为 69kPa 计算蒸汽耗量 17 用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数 0 10 浓缩到 0 45 进料温度为 51 7 进料液 流量为 2500kg h 蒸发温度为 54 4 溶液的沸点升高为 2 32K 比热容为 2 68 kJ kg K 加 热蒸汽温度为 121 蒸发器的传热系数为 2 84kW m2 K 求蒸汽器的换热面积和加热蒸汽 经济性 18 在常压干燥器中 用新鲜空气干燥某种湿物料 已知条件为 温度 15 比焓 33 5kJ kg 的新鲜空气在加热室中升温至 90 后送入干燥器 离开干燥器的空气温度为 50 干燥器的热损失为 11 52MJ h 每小时处理 280kg 湿物料 湿物料干基含水量为 0 15 进料温度 15 干物料产品干基含水量为 0 01 出料温度 40 绝干物料比热容 1 16kJ kg K 试求 1 干燥产品质量流量 2 水分蒸发量 3 新鲜空气耗量 19 某糖厂用干燥器将砂糖湿基含水量由 0 20 干燥到 0 05 每小时处理湿物料 900kg 干燥介质原为 20 相对湿度 0 60 的空气 经加热器升温到 120 进入干燥器 离开干燥 器的空气湿度为 40 相对湿度 0 80 求 1 水分蒸发量 2 空气消耗量和单位空 气用量 3 产品量 4 若鼓风机装在新鲜空气进口处 风机的风量是多少 20 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 21 一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木 中层为软木层 外层为51 mm厚的混凝土 所组成 内壁面温度为 17 8 混凝土外壁面温度为29 4 松木 软木和混凝土的平均 热导率分别为0 151 0 0433 0 762 W m K 要求该冷藏室的热损失为15W m 2 求所需 软木的厚度及松木和软木接触面处的温度 答案 b2 0 128m T3 15 9 22 有一蒸汽管外径为25 mm 管外包有两层保温材料 每层厚均为25 mm 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 答案 Q Q 1 64 显然 将热导率大的放在外层 或将热导率小的放在内层 热损 失较小 6 23 在逆流换热器中 用初温为 20 的水将 1 25 kg s 的液体 比热容为 1 9 kJ kg K 密度为 850 kg m 3 由 80 冷却到 30 换热器的列管直径为 25 mm 2 5 mm 水走管内 水侧和液体侧的对流传热系数分别为 850 W m 2 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 管壁的热导率 求水的流量和换热器45 Wm K 的传热面积 答案 水的流量 0 9454kg s S 13 8m2 24 在套管换热器中采用并流的方式用水冷却油 水的进 出口温度分别为15 和40 油的进 出口温度分别为150 和100 现因生产任务要求油的出口温度降至80 假设油和水的流量 进口温度及物