食品工程原理试题思考题及习题及答案

1、-学资学习网- . 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

2、的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩3尔浓度表示。已知 20蔗糖溶液的密度为 1070kg/m。 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

3、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 CO 的(1)质量分数；(2)摩尔分数。忽略 CO 和水以外的任何组分。 2236 采用发酵罐连续发酵生产酵母。20m 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3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 1000k

4、g/m)。 资料 word . 第一章 流体流动 一、名词解释 1 流体的黏性 -学资学习网-2 牛顿流体 3 流体的稳定流动 4 层流边界层 二、填空 1 通常把( )流体称为理想流体。 2 牛顿黏性定律表明，两流体层之间单位面积的( )与垂直于流动方向的( )成正比。 3 流体在管道中的流动状态可分为( )和( )两种类型。 4 在过渡区内，流体流动类型不稳定，可能是( )，也可能是( )，两者交替出现，与( )情况有关。 5 流体的流动状态可用( )数来判断。当其( )时为( )； B. C. = 4 正位移泵的流量与( )有关。 A. 泵的转速与结构 B. 管路阻力 C. 泵的压头 5

5、 离心泵的压头、流量均与流体的( )无关。 A. 黏度 B 黏度密度 C. 温度 6 液体的黏性随温度升高而( )，气体的黏性随温度升高而( )。 A. 升高，降低 B. 升高，升高 C. 降低，升高 7 余隙系数越大，压缩比越大，则容积系数( )。 A. 越小 B. 越大 C. 不变 8 正位移泵的压头与( )有关。 A. 泵的转速 B. 管路阻力 C. 流量 四、简答 1 离心泵发生气蚀现象的原因是什么？危害是什么？应如何防止？ -学资学习网-2 根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。 3 简述实际流体柏努利方程的物理意义。 4 简述离心泵的结构和工作原理。 资料 wo

6、rd . 5 简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。 五、计算五、计算 21 已知离心泵吸入管内径为 100mm，吸入管路总压头损失为 12u/2g（u 为吸管内水的流速，3m/s） ，泵入口处真空表读数为 45.33kPa。试求吸水管内的流量（m/h） 。已知水的密度为3103m/kg。 332 用泵将密度为 1.15g/cm 的盐水，以 0.0056m/min 的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中，管道出口比原料贮槽的液面高 23m，吸入管内径为 90mm，泵出口管内径为52.5mm。假如管路系统的摩擦损失为 53.8J/kg，泵的效率为 70%，试计算泵的扬程和功率。 33 用泵将 82.

7、2的热水以 0.379m/min 的流量从一出口贮槽中吸上来，泵的入口管为内径50.8mm，长 6.1m 的 40 号钢管，有三个弯头。水从泵中流出来后经过一长 61m，内径50.8mm 的带两个弯头的管段后再排到大气中，排出口比贮槽的液面高 6.1m。 （1）计算总摩擦损失；（2）计算泵所作的的功；3.泵的有效功率。 34 用泵降体积流量为 0.5m/h 的水以 0.1m/s 的速度从 10m 下的加热罐中抽至水龙头处。假如罐的压力保持在 600kPa 的表压下，试求泵的能量。忽略管道阻力。 资料 word . 第三章 非均相物系的分离 一、名词解释一、名词解释 1 非均相物系 2 临界粒径

8、 3 重力沉降 4 离心沉降 5 沉降速度 6 过滤速率 二、填空 1 滤饼过滤有（ ）和（ ）两种典型的操作方式。在实际操作中常用（ ）的操作方式。 2 沉降室应做成（ ）形或在室内设置（ ） 。 3 沉降室的生产能力与（ ）和（ ）有关。 4 除尘系统可以由（ ） 、 （ ）和（ ）组成。 5 在除尘系统中，含尘气体可先在（ ）中除去较大尘粒，然后在（ ）中除去大部分尘粒。 -学资学习网-6 过滤有( )和( )两种基本方式。 7 板框过滤机的工作过程主要有( )，( )和( )等。 8 滤饼过滤开始后会迅速发生( )现象。在滤饼过滤中，真正起过滤作用的是( )。 9 滤饼阻力的大小主要取

9、决于(过滤介质)及其( )。 10 非均相物系的分离遵循（ ）的基本规律。 三、选择 1 在相同条件下,板框过滤机的洗涤速率为终了过滤速率的( )。 A.1/2；B.1/3；C.1/4 2 对于可压缩性滤饼,其压缩系数为( )。 A.s=0；B.s1 3 过滤的推动力为( )。 A.浓度差；B.温度差；C.压力差 4 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表逐渐上升，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( )。 A. 忘了灌水；B. 吸入管路堵塞；C. 压出管路堵塞；D. 吸入管路漏气 四、简答 1 简述旋风分离器的结构和设计原理。 2 简述影响重力沉降的

10、因素(以斯托克斯区为例)。 3 设计一个含尘气体的分离系统，并简述各个设备的作用。 4 简述降尘室的结构和设计原理。 5 根据过滤基本方程，简述影响过滤的因素。 6 简述板框压滤机的工作过程。 7 设洗水的粘度和温度黏度液相同,试证明洗涤速率是最后过滤速率的 1/4。 8 简述先恒速后恒压过滤的特点。 9 简述用试验法求过滤常数的方法。 资料 word . 五、计算五、计算 31 试计算直径 dm,密度 为 3000kg/m 的固体颗粒分别在 20的空气和水中的自由沉降s903-5速度。已知 20时空气的密度为 1.205kg/m，黏度为 1.8110Pa?s，水的黏度为-31.510Pa?s

11、。 332 某悬浮液中固相密度为 2930kg/m，其湿饼密度为 1930kg/m，悬浮液中固相颗粒的质量分率为 25g/升水。该悬浮液于 400mm 汞柱的真空度下用小型转筒真空过滤机做试验，测得过-62滤常数 K=5.1510m/s。现用一直径为 1.75m，长 0.98m 的转筒真空过滤机生产。操作压力于试验相同，转速为 1r/min，浸没角为 125.5，滤布阻力可忽略，滤饼不可压缩。试求此过滤机的生产能力和滤饼的厚度。 33 已知含尘气体中尘粒的密度为 2000kg/m。气体温度为 375K，黏度为 0.6cP，密度为30.46kg/m。现用一标准型旋风分离器分离其中的尘粒，分离器的

12、尺寸为D=400mm，h=D/2，3B=D/4。含尘气体在进入排气管以前在分离器内旋转的圈数为 N=5，气体流量 Q=1000m/h。试计算其临界粒径。 34 预用沉降室净化温度为 20流量为 250m/h 的常压空气，空气中所含灰尘的密度为31800kg/m，要求净化后的空气不含有直径大于 10m 的尘粒，试求所需净化面积为多大?若-学资学习网-沉降室低面的宽为 2m，长 5m，室内需要设多少块隔板?已知 20时，空气黏度为-51.8110Pa?s。 5 若分别采取下列各项措施,试分析真空转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。 （1）转筒尺寸按比例增大 1 倍；

13、（2）转筒浸没度增大 1 倍；（3）操作真空度增大 1 倍；4.转速增大 1 倍。 36 用单碟片的碟式离心机澄清含有颗粒的黏性液体，颗粒密度为 1461kg/m，溶液的密度为。3，如 45=0.00716m=0.02225m10P，黏度为，离心机转筒的 r，r，碟片的半锥角为801kg/m123 /h，流量为果转速为 2300r/min0.002832m。计算出口流体中最大颗粒的直径。 资料 word . 第四章 粉碎 筛分筛分 混合 乳化 一、名词解释一、名词解释 1 粉碎 2 粒度 3 球形度 4 筛分 5 混合 6 均匀度 7 乳化 8 均质 二、填空 1 根据被粉碎物料和成品粒度的大

14、小，粉碎被分为（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ）四种。 2 物料粉碎时所受到的作用力包括（ ） 、 （ ）和（ ）三种。 3 粉碎操作方法包括（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ）四种。 4 磨齿排列有四种方式，即（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ） 。 5 整个混合过程存在（ ） 、 （ ）和（ ）三种混合方式。 6 从结构来看，桨叶有（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ）四种形式。 7 固体混合机按照结构可分为（ ）和（ ）两种；按照操作方式可分为（ ）和（ ） 。 8 乳化液形成的方法基本上可分为（ ）和（ ）两种。 9 均质机按其结构及上作原理大致可分为（ ） 、 （ ） 、 （

15、 ） 。 三、选择 1 对于中粉碎，成品粒度范围为( )。 A. 5-50mm B. 5-10mm C. 100m 以下 为（ ） 。 2 对于立方体形颗粒，球形度sA.1 B. 0.806 C. 0.65 3 当乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)（ ）时，此乳化剂为亲水性乳化剂。 A. 10 B. 10 C. =10 四、简答 1 食品加工中如何选用粉碎机？ 2 筛面的运动方式有哪些？ -学资学习网-3 简述固体混和中的离析现象及防止方法。 4 影响乳化液稳定性的主要因素有哪些？ 5 乳化单元操作中乳化剂的作用有哪些？ 6 简述肢体磨的结构及工作原理。 五、计算 1 试计算立方体形颗粒的球形度

16、和形状系数。 2 如下表所示的粒度分布数据，试计算面积平均直径、体积平均直径和沙得平均直径。 粒度范围/m 020 2040 4060 6080 80100 颗粒计数 5 20 100120120140140160160180180200200220220240501069588522610642 3 lkg 谷物从最初粒度 4mm 磨碎到最后粒度 1mm 需要能量 4.6kJ。若将此谷物从最初状态磨碎至粒度为 0.2mm，所需的能量是多少? 资料 word . 4 有带旋桨式搅拌桨的混合器来搅拌某工业产品。已知容器直径为 1.63m，器内液层深度3为 1.5m，甘油的密度为 1200kg/m

17、，黏度为 16。若搅拌器转速为 500r/min，测得电机功率为 12kW，试求搅拌器的直径。 资料 word . 第五章 流态化与气体输送 一、名词解释一、名词解释 1 悬浮速度 2 临界流化速度 3 流化数 -学资学习网-4 密相流化床 5 夹带分离高度 6 气力输送 二、填空 1 按照流化状态，流态化可分为（ ）流态化和（ ）流态化两种形式。 2 为避免从床层中带出固体颗粒，流化床操作气速必须保持在( )和( )之间。 3 流化床中常见的不正常现象主要有( )和( )。 4 在流化床中，如果床层过高，可以增加( )，破坏( )，避免( )现象发生。 5 气力输送的形式主要有( )式气力输

18、送、( )式气力输送和( )式气力输送三种。 6 同一气力输送装置，输送松散物料可选( )的混合比。 三、选择 1 在流态化阶段，流化床床层的压强降与( )有关。 A流体流速； B床层高度； CA 和 B 2 当流体通过床层时分布不均匀，则大量流体与固体颗粒不能很好地接触，就会产生“短路”，这种现象称为（ ） 。 A沟流现象 B断流现象 C腾涌现象 3 就物料颗粒群在水平管道中的运动状态而言，停滞流又可称为（ ） 。 A均匀流 B管底流 C疏密流 D集团流 4 下列哪种气力输送的形式适用于输送细小、贵重或危害性大的粉状物料。 （ ） A吸运式 B压送式 C混合式 D循环式 5 利用两相流旋转时

19、离心力的作用使物料与气流分离的卸料器为（ ） 。 A容积式 B三角箱 C离心式 D压力式 四、简答 1 气力输送的特点是什么？ 2 粮食工业中常采用的气力输送装置有哪些形式？有什么特点？ 3 物料颗粒在水平管的悬浮机理及运动状态如何？ 4 影响物料在弯管中运动最终速度的因素有哪些?试分析论述一下。 5 在两相流理论中将其压损分为哪几部分？各代表什么意义？ 6 如何选择输送风速？ 五、计算 31 某物料密度为 1196 kg/m，直径为 5mm，堆积成高度为 0.3m 的固定床层，空隙率为0.4.若 20的空气流过流化床时，空床流速为 0.5m/s，试求压力降。当空床流速为何值时，流化才开始？试

20、求此时压力降值。 332 某物料颗粒的平均粒径为 0.4mm，密度为 1690kg/m。气体的平均密度为 1.4kg/m，平 资料 word . 均黏度为 0.37cP。试求其临界流化速度。 -433 某固体颗粒为 130 目,临界粒径为 d=1.4410m，颗粒密度为 =1068kg/m，液相黏度sp3为 .0246cP，密度为 =0.98kg/m，求最大流化速度。 ff34 鲜豌豆近似为球形，其直径为 5mm，密度为 1060 kg/m。拟于-20冷气流中进行流化冷冻。豆床在流化前的床层高-学资学习网-度为 0.3m，空隙率为 0.4.冷冻进行时，空气速度等于临界速度的 1.6 倍。试大体

21、估计：流化床的临界流化速度和操作速度；通过床层的压力降；-2试估算冷气流与颗粒表面之间的传热膜系数。已知-20空气的导热系数为 2.3610W/mK 5 试近似计算某一压送式气力输送面粉设备的风机所需的功率。设备生产能力为每小时输送面粉 20 吨。面粉颗粒的平均粒径为 0.18mm。已知从加料器到卸料器整个输送管线长度为30m（垂直的 10m，水平的 20m） ，中间有两只 90弯管。估计卸料器内、排气管内以及装置2终点布袋过滤器的压力损失约为 1.55kN/m，同时估计从风机到加料器的压力损失约为 1.04 23kN/m。假设系统内空气的平均密度为 1.23kg/m。 资料 word . 第

22、六章 传热学 一、名词解释 1 对流传热 2 自然对流 3 强制对流 4 热辐射 5 黑体 二、填空 1 常用的列管换热器的温度补偿方式有（ ） 、 （ ）和（ ）等。 2 强化传热的途径主要有（ ） 、 （ ）和（ ）等 3 热传导是借助于（ ）来进行热量的传递的。热传导主要发生在（ ）或（ ）中。 4 热量的传递是由于（ ）而引起的。根据传热原理，传热有（ ） 、 （ ）和（ ）三种方式。 5 在对流传热中，雷诺准数等于（ ） ，它表示（ ） 。 6 在对流传热中，努塞尔准数等于（ ） ，它表示（ ） 。 7 影响对流传热的因素主要有（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ）等。 8 用冷却水

23、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 W1（ ）W2，所需传热面积 A1（ ）A2（大于、小于、等于） 。 9 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为 90，出口温度为 50，冷水进口温度为15，出口温度为 53，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的（ ）（冷热水物性数据视为相同） 三、选择 1 在与等温面垂直的方向上，( ) A.温度梯度最大 B.温度梯度较小 C.没有温度梯度 2 液体的沸腾传热应控制在( )区,以获得较大的传热膜系数. A.核状

24、沸腾;B.膜状沸腾;C.自然对流 3 在相同传热面积条件下,逆流操作时所需加热剂用量较并流操作( ). -学资学习网-A.多;B.少;C.相同 4 间壁式换热器任一侧流体的对流换热过程中, 热阻主要集中在( ). A.间壁本身;B.层流底层;C.湍流主体 5 已知圆筒壁(外半径为 r3)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:A 层的导热系数 ( )B 层的导热系数；应将( )放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等)。 A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 层 四、简答 1 简述影响对流传热系数的因素。 2 举例说明板式换热器在食品中的应用。 3 根据传热速率方程简述影响间壁式换热器的

25、因素。 资料 word . 4 举例说明套管式换热器在食品中的应用。 5 简述套式换热器的特点及其应用。 五、计算五、计算 btt=300，平壁材料热导率某平壁厚度=1650，外表面温度=0.37m，内表面温度 1 212t)=0.815+0.00076。若将热导率分别按常量（取平均热导率）和变量计算，试，W/(m 求平壁的温度分布关系式和导热热通量。 2 用平板法测定材料的热导率。平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷却水通过夹层将热量移走。所加热量由加至电热器的电压和电流算出，平板两侧的表面温度用热电偶测2 0.01m，测得的数据如下，试求：。已知材料的导热面积为 0.02m，其厚度为得

26、（见附表） ）材料的平均热导率（1；a 和。，试求（1） 设该材料的热导率为)t1a(00 电热器 材料表面温度/ /V 电流/A 高温侧 低温侧电压 100 140 300 2.8 50 200 114 2.28 3 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为 100mm，其热导率分别为0.9W/（m）及 0.7W/（m） 。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为 700，外表面温度为 130。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为 40mm、热导率2740，外表面温度为的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为)为 0.06W/(m 90。设两层砖的热导率不变

27、，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？30。设红砖的平均热导率取，一侧温度为 500mm200，另一侧为 4 红砖平壁墙，厚度为2 ，试求：0.57W/(m) ）单位时间、单位面积导过的热量； （1 处的温度。 （2）距离高温侧350mm 某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次彻成。5 2 ；（m）耐火砖：热导率=1.05 W/1b =0.23m； 厚度12m=0.151 W/（ 绝热砖：热导率）2b =0.23m 每块厚度；22m（=0.93 W/ 普通砖：热导率）3b -学资学习网-=0.24m 每块厚度； 3而绝热砖与普若已知耐火砖内侧温度为 1000，耐火砖与绝热砖接触处温度为

28、940， 通砖接触处的温度不得超过 138，试问： （1）绝热层需几块绝热砖？ 2）此时普通砖外侧温度为多少？ （390，的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气管外壁温度为 6 在外径为 140mmttt 的单位为，保温层外表面温度不大于 40。保温材料的与（的关系为=0.1+0.00022Q/L不大于 450W/m，试求保温层的厚度若要求每米管长的热损失） （的单位为 W/m） 。以及保温层中温度分布。 资料 word . 7 60mm3mm 铝合金管（热导率按钢管选取） ，外包一层厚 30mm 石棉后，又包一层 30mm软22。又已知管内壁温度为 m）m）和 0.04W/（木。石棉和

29、软木的热导率分别为0.16W/（10，求每米管长所损失的冷量。若将两保温材料互换，互换后-110，软木外侧温度为 假设石棉外侧的温度仍为 10不变，则此时每米管长上损失的冷量为多少？trrttt。 、温度为，外半径为，球壁的热导率为空心球内半径为、温度为，且 8 ii0010 试推导空心球壁的导热关系式。 ，1.5m101.3kPa 的空气从 10加热到 50。预热器由一束长度为 9 在预热器内将压强为 15 的错列直立钢管所组成。空气在管外垂直流过，沿流动方向共有直径为 86mm1.5mm。空气通过管间最狭处的流速为 110mm 行，每行有管子 20 列，行间与列间管子的中心距为 。管内有饱

30、和蒸气冷凝。试求管壁对空气的平均对流传热系数。8m/s2。若香）的管内加热香蕉浆。香蕉浆的质量流速为 172kg/（sm10 在长为 3m，内径为 53mm 蕉浆在定性温度下的物性数据如下：w/mK；（kg） PaS；kJ/。5108906920.865.c3p 试求香蕉浆对管壁的对流传热系数。2025mm2.5mm11 有一列管式换热器，由 38 根的无缝钢管组成。果汁在管内流动，由。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对果汁的被加热至 80，果汁的流量为 8.32kg/s 传热系数。当果汁的流量提高一倍时，传热系数有何变化。2 ，冷却水在管内流过，=90W/(m12 热空气在冷却管管外流过，

31、)222db ） 。试求：=40W/（m） 。冷却管外径=16mm，壁厚 m=1.5mm，管壁的=1000W/o1K ；总传热系数o 增加一倍，总传热系数有何变化？管外对流传热系数2 增加一倍，总传热系数有何变化？管内对流传热系数138mm外管为1.5mm。冷水在环隙内流过，用以 25mm1mm，有一套管换热器，13 内管为冷却内管中的高温气体，水的流速为 0.3m/s，水的入口温度为 20，出口温度为 40。试求环隙内水的对流传热系数。 89mm3.5mm，流量为 2000kg/h14 有一不锈钢制造的套管换热器，内管直径为的糖浆在内管中从 80冷却到 50。冷却水在环隙从 15升到 35。

32、糖浆的对流传热系数=230W/h22并冷却水消耗量；（mK） 。忽略污垢热阻。试求：m（K） ，水的对流传热系数=290W/c计算如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，流和逆流操作时所需传热面积； 冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。2流体)，120W/(m22 某无相变的流体，通过内径为 50mm 的圆形直管时的对流传热系数为4Re 的矩形管，而流体的流速增 2 的。假如改用周长与圆管相等，高与宽之比等于=2101 倍，试问对流传热系数有何变化？加 0.5水平浸于一很大的冷 14mm8mm 钢管组成的排管，15 某食品厂用冷水冷却奶油。冷却器为 42.5，水槽

33、中，冷水由槽下部进入，上部溢出，通过槽的流速很小。设冷水的平均温度为 钢管外壁温度为 56，试求冷水的对流传热系数。室内有二根表面温度相同的蒸气管，由于自然对流两管都向周围空气散失热量。已知大 16 8GrPr。两水平管单位时间、单位面积的热损=1010 管的直径为小管直径的倍，小管的（） 失的比值为多少？的单根黄铜管表面上冷凝。铜管坚直 100的水蒸气在长 17 饱和温度为-学资学习网-3m0.03m、外径为 资料 word . 放置，管外壁的温度维持 96，试求每小时冷凝的蒸气量。若将管子水平放，冷凝的蒸气量又为多少？ 18 有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由 120降至

34、80，其对流传热22，管 mK）15升至 90，其对流传热系数=2000W/（系数=50W/（mK） 。壳程的冷却水从21Tt，水和空气的出口温度和壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求22Q 忽略流体物性参数随温度的变化；传热速率比原来增加了多少？2，的逆流套管换热器中，用热油加热冷水。热油的流量为 2.85kg/s19 在一传热面积为 15.8m35。热油和水的平均比热容分别进口温度为 110；水的流量为 0.667kg/s，进口温度为2试求水的出口)320W/(m为 1.9kJ/(kg)及 4.18 kJ/(kg)。换热器的总传热系数为 温度及传热量。tLd=227）的辐射

35、热损失。假定此管被置 20 求直径、长=70mm 的钢管（其表面温度=3m1tt=27，两的砖槽里，=27；（2）截面为 0.3m0.3m 于：（1）很大的红砖里，砖壁温度22 端面的辐射损失可以忽略不计。2.61kJ/25加热至 90，已知热油的比热容为21 用 175的热油将 300kg/h 的果汁由2 （kg） ，其流量为 360kg/h，今有以下两个换热器，传热面积为 0.8m。2K )，单壳程双管程。=625 W/(m换热器 1：12K )换热器 2：，单壳程单管程。=500 W/(m2 为满足所需的传热量应选用那一个换热器。 ，冷却水在冷却至 300K1.25kg/s22 在一套管

36、换热器中，用冷却水将的蔗糖溶液由 350K25mm2.5mm的管内中流动，其进出口温度分别为 290K 和 320K。已知水和蔗糖溶液的对流22，又两侧污垢热阻忽略不计，试求所需)和 2.7 kW/(m 传热系数分别为 0.85 kW/(m 的管长和冷却水消耗量。70，已知橘汁和水的流冷却到 23 在一列管换热器中，用初温为 30的水将橘汁由 120440.460.52（kcal/kg）和 kg/h（kg/h）和 1.410（） 。比热容分别为量分别为 1102K 试分别计算并流和逆流时换热器所需的传（kcal/kg） ，传热系数h）=100（kcal/m 热面积。奶油的进出口温 24 在并流

37、换热器中，用水冷却奶油。水的进出口温度分别为 15和 40，设奶油和水的流量、度分别为 120和 100。现因生产任务要求奶油的出口温度降至 80， ，试求将此换热器的管长增至多少米才能进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为 1m 满足要求？设换热器的热损失可忽略。220加热至 15m的列管换热器，壳程用 110饱和水蒸气将管程某溶液由 25 一传热面积为4，试求此操作条件下的总传热（kg）80，溶液的处理量为 2.510kg/h，比热容为 4kJ/72，若要出口温系数。又该换热器使用一年后，由于污垢热阻增加，溶液出口温度降至 度仍为 80，加热蒸气温度至少要多高？0.6m/s20.26kP

38、a80，水在列管换热器管程以（表压）的饱和水蒸气将 20的水预热至 26 用24水 W/(mmm 管子的尺寸为的流速流过，25mm2.5。水蒸气冷凝的对流传热系数为 10)，2-4 侧污垢热阻为 610(m)/W，蒸气侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计，试求： 1）此换热器的总传热系数；（70，试求（2）设备操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，出口温度只能升至 此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。100，出口 20加热到 27 今欲于下列换热器中，将某种溶液从 50。加热剂进口温度为 资料 word . 温度为 60。试求各种情况下的平均温度差。 （1）单壳程，双管程 -学资学习网-（2）双壳程

39、，四管程 28 有一单壳程双管程列管换热器，管外用 120饱和蒸气加热，干空气以 12m/s 的流速在2，）m 根，已知总传热系数为 150 W/（管内流过，管径为 20038mm2.5mm，总管数为 86，试求：空气进口温度为 26，要求空气出口温度为 1（）该换热器的管长应多少？542mm，总管数 2（）若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而将管径增大为 。 ，此时的出口温度为多少？（不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失）减少 20% 资料 word . 第七章 制冷与食品冷冻 一、名词解释一、名词解释 1 制冷 2 单位制冷量 3 制冷剂 4 制冷剂循环量 5 制冷系数 6 干耗

40、 二、填空二、填空 1 ( )是可以冻结成冰晶的水分，而( )与固形物结合在一起，冷冻时很难冻结成冰晶。 2 食品冷冻分为( )和( )两种形式。其中( )可使食品长期贮藏。 3 水冻结成冰的一般过程是( )，而后由于体系达到了热力学的( )条件，水将在冻结温度下形成冰晶体。 4 根据对冷冻介质与食品接触的基本方式，冷冻过程包含( )和( )两个过程。 5 食品经冻结后再解冻，其组织中的冰晶体将融化成水，它不易( )，这部分水将( )。食品组织中水分重新分配的量越多，则( )。 三、简答 1 常用的制冷方式有哪些？各有什么特点？ 2 简述逆卡诺循环。 3 简述冻结过程中食品温度的分布特点。 4

41、 简述水与食品的冻结过程。 5 分析冻结对食品品质的影响。 6 分析比较食品冻结的方法。 7 举例说明常见食品的冻结设备 四、计算 1 已知一食品的含水率为 78%，冻结后固体成分和冰的质量分数为 0.22、0.65，其密度分别为 1010、920，试估算该食品冻结后热导率、比热容和热扩散率的值。 2 已知某食品含水 82%，初始冻结点为1.2，冻结完成时温度为10，试估算该食品中未冻结水分的质量分数。 33 某球状食品的直径为 0.05 m，密度为 1030 kg/m，水分质量分数为 0.68。现需在隧道式送风冻结器中经23的冷空气冻结，食品开始冻结时的温度已经被冷却至冻结点1.8，食品的融

42、化热为 220 kJ/kg，冻结后食品的热导率为 1.08 W/(mK)，冻结时对流传热系数-学资学习网-为265 W/(mK)。试分别计算将该食品冻结至平均温度达12时和中心温度达6时的冷冻时间。 4 含水 75%，长、宽、厚分别为 1m、0.5m、0.3m 的牛肉块状食品在冷冻器中被30的冷2空气冻结。表面对流传热系数为 40 W/(mK)，牛肉初始温度为1.8，牛肉冻结后的热导3率为 1.5 W/(mK)，密度 980 kg/m，计算将牛肉冻结到10时所需时间。 5 5cm 厚的牛肉胴体在30的冷冻间里被冻结。产品含水 73%，密度 970，冻牛肉热导率为 1.1 W/(mK)，初始冻结

43、点为1.75，冻结前后的焓差为 250 kJ/kg，表面传热系数为250 W/(mK)，试用 Plank 方程式估计其冻结时间。 资料 word . w = 0.72 猪肉半胴体。猪肉水分质量分数，初始某冷冻食品加工厂需在 16h 内冻结 10t6 冻结点温度 T =1.9，现要求在28的冷风冻结装置中冻结，试计算猪肉胴体从初始f温度为 5开始，降温至其中心温度为10时所需的制冷量(kW)。 资料 word . 蒸发 第八章一、名词解释一、名词解释 1 蒸发 2 多效蒸发 3 蒸发操作的有效温差 二、填空 1 一定压强下，溶液的沸点较纯水( )，两者沸点之差，称为溶液的( )。 2 浓缩是(

44、)和( )均匀混合液的部分分离过程。 3 要维持连续的蒸发过程，一方面要不断地( )；另一方面还要不断地( )。 4 蒸发过程中温差损失主要由( )、( )和( )引起。 5 多效蒸发要求后效（ ）和（ ）小于前效的。 6 欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高其（ ）和（ ） 。 7 影响液柱沸点升高的因素主要有（ ）和（ ） 。 8 由于（ ）和（ ） ，所以实际每蒸发 1kg 水要消耗 1kg 以上的蒸气。 9 常用的多效蒸发流程有（ ）加料、 （ ）加料、 （ ）加料和（ ）加料。 10 在并流加料的多效蒸发中，蒸发室压强逐效（ ） ，沸点逐效（ ） ，前效进入后效时（ ） ，浓度（ ）

45、 ，传热系数（ ） 。 三、简答 1 试推导单效蒸发加热蒸气耗量的表达试。 2 多效蒸发的温差分配的实质是什么？通常应考虑哪些原则？ 3 设计并绘出牛奶浓缩系统的流程和主要设备，并说明其特点和工作原理。 四、计算 1 在一薄膜蒸发器中，将含有 12%(质量分数，下同)蕃茄汁的浓缩到 25%，蕃茄汁最高允许温-学资学习网-度为 57，这也就是浓缩液的温度。料液在 38进入蒸发器，加热用的是 172.4kPa 的饱22和蒸气。总传热系数为 3407W/(cm)，传热面积为 4.6m，估计原料液比热容为3.98kJ/(kg)，忽略沸点升高。计算蕃茄汁进入蒸发器的进料速度。 2 在单效真空蒸发器中，将

46、流率为 10000kg/h 的某水溶液从 10%浓缩到 50%。原料液温度为31，估计沸点升高为 7，蒸发室的绝对压强为 20kPa，加热蒸气的绝对压强为200kPa(绝2压)，冷凝水出口温度为 79。已知总传热系数为 1000W/(m)，热损失可忽略。试估算加热蒸气耗量和蒸发器的传热面积。 3 在单效蒸发器内将某种无机盐水溶液从 4%浓缩为 16%。原料液处理量为 2500kg/h、温度为 20。加热蒸气的绝对压强为 200kpa，T=120，汽化热 r=2205kJ/kg，二次蒸气绝对压强为 15kpa，温度 T=53.5，汽化热 r=2370kJ/kg，基于传热外表面积的总传热系数为21

47、200w/(m)，由于溶液蒸气压下降及液层静压效应而引起的温度差损失之和(+ )=7，冷凝液在饱和温度下排出，水的比热容 c=4.18kJ/(kg)。忽略热损失和稀释pw热效应，求：(1)加热蒸气消耗量 D；(2)蒸发器传热面积 S。 4 在单效蒸发中，每小时将 2000kg 的某水溶液从 10%连续浓缩到 30%(均为质量百分比)。蒸22发操作的平均压强为 0.4kgf/cm，相应的溶液沸点为 80，加热蒸气绝对压强为2.0kgf/cm，原料液的比热容为 3.77kJ/(kg)，蒸发器的热损失为 12000W。假设溶液的稀释热可以忽略，试求：(1)蒸发量；(2)原料液温度为 30时的加热蒸气

48、耗量。T=74.3，r=2313.9kJ/kg，T=120，r=2205.2kJ/kg。 5 一个连续操作的单效蒸发，用来浓缩 9072kg/h 的盐溶液，料液的浓度为 1%(质量)，温度 资料 word . 为 37.8，浓缩液出口浓度为 1.5%(质量)，蒸发室压力为 101.3kPa，加热蒸气是143.3kPa2下的饱和蒸气。总传热系数为 1704W/(m)。计算二次蒸气流量、浓缩液量以及所需的传热面积。假设溶液的沸点和水相同。忽略热损失。 6 在单效蒸发器中，将 15%的某水溶液连续浓缩至 25%。原料液流量为 20000kg/h，温度为75。蒸发操作的平均压力为 50kPa，溶液的沸

49、点为 87.5，加热蒸气的绝对压力为200kPa。2若蒸发器的总传热系数为 1000W/(m)，热损失为蒸发器传热量的 5%，试求蒸发器的传热面积和蒸气耗量。设溶液的平均比热容为 4.2kJ/kg。 7 在单效蒸发器中，将 1300kg/h 的某水溶液从 10%浓缩到 35%，原料液温度为 50，比热容为 3.15kJ/(kg)。蒸发室的平均操作压强为 15kPa，加热蒸气压强为 120kPa(绝压)，2流率为 1000kg/h。试估算该蒸发器的总传热系数。已知蒸发器的总传热面积为 10m，热损失可忽略。 8 使用双效并流循环蒸发器，每小时将流量为 10000kg、浓度为 10%的黄瓜汁浓缩到

50、 50%。原料液于第一效溶液沸点 129.6下进入蒸发系统。第一效加热蒸气的绝对压强为500kPa，22冷凝器中的绝对压强为 20kPa。各效的总传热系数分别为 1200W/(mK)、700W/(mK)。原料液的比热容为 3.64kJ/(kg)。估计加热管内液面高度为 1.5m。各效溶液的密度分别为331100kg/m、1280kg/m。各效冷凝液在蒸气饱和温度下排出。试计算蒸发量、各效蒸发量、加热蒸气消耗量及换热面积。 资料 word . -学资学习网-第九章 传质原理与吸收 一、名词解释一、名词解释 1 吸收 2 对流传质 3 扩散系数 4 液膜控制 5 分子扩散 6 涡流扩散 二、填空二

51、、填空 1 若溶质在气相中的分压大于其( )，就会发生( )过程。 2 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气-液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用（ ）常数表示，而操作线的斜率可用（ ）表示。 3 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数（ ） ，相平衡常数m（ ） ，溶解度系数 H（ ） 。 （增加、减少、不变） 。 4 由于吸收过程气相中的溶质分压总（ ）液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的（ ） 。增加吸收剂用量，操作线的斜率（ ） ，则操作线向（ ）平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y-y） （ ） 。 e5 在气体流量，气相进出口组成和液

52、相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将（ ） ，操作线将（ ）平衡线。 6 用 p 为推动力的气膜传质速率方程有两种，以传质分系数表达的传质速率方程为（ ） ，以总传质系数表达的传质速率方程为（ ） 。 7 某炉气含 SO8.1（体积分数） ，在一条件下测得与其成平衡的溶液浓度为 0.003（摩尔分2数） ，则其相平衡常数值为（ ） 。 三、选择 1 采用填料塔进行气体吸收，当操作线和平衡线相交(或相切)时，( )。 A. 塔底吸收液浓度最高； B. 吸收剂用量最少； C. 吸收速率最高 2 若气相溶质分压大于其液相平衡分压,就会发生( )过程。 A. 吸收； B. 解吸； C.

53、平衡 3 总压不太高时，一定温度下气、液两相的平衡关系服从( )。 A. Raoult； B. Henry； C. Fick 4 ( )是等分子反向扩散过程. A. 吸收； B. 精馏； C. 干燥 5 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ） 。 、 A. 两相界面存在的阻力；B. 气液两相主体中的扩散的阻力；C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力 四、简答 1 根据双膜理论推导总吸收速率方程式，并讨论其使用范围。 2 根据 Fick 定律，简述传质速率与哪些因素有关。 3 简述相平衡与吸收过程的关系。 4 写出并流接触时吸收踏操作线方程，并在 Y-X 图上画出

54、相应的操作线。 5 推导吸收操作线方程。 资料 word . -学资学习网- 6 双膜理论的基本论点是什么?对实际生产具有何指导意义? 五、计算五、计算 1 浓度为 0.02(摩尔分数)的稀氨水在 20时氨平衡分压为 1666kPa，氨水上方的总压强3为常压，在此浓度下相平衡关系服从享利定律，氨水的密度可近似取为 1000kg/m，试求亨利系数 E、H 和 m 的数值。 2 含氨 9%（摩尔分数）的空气-氨混合气与 5%（摩尔分数）的稀氨水充分接触，在操作条件下平衡关系为 y=0.97x。试问当上述两相接触时发生吸收还是解吸？气、液相浓度各自最大限度是多少？ 3 常压下，30条件下，于填料塔中

55、用清水逆流吸收空气-SO。已知入塔混合气中含 SO 为225%（体积分数） ，出塔气中 SO 为 0.2%（体积分数） ；出塔吸收液中每 100g 含 SO 为0.356g。22若操作条件下气-液相平衡为 y=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以y、x、p 和c 表示。 334 25及 1atm 下，含 CO20(体积分数，下同)、空气 80的气体 1Nm 与 1m 的清水在容积232m 的密闭容器中接触，进行传质。问 CO 在水中的最终浓度及剩余气体的总压各为多少?若2上述过程在 5atm 下进行，求其结果。 5 一浅盘内盛有 2mm 厚的水层，在 25的恒温下逐渐蒸发并扩散到

56、大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为 5mm 的静止空气层，此层外空气中的水蒸气分压为 0.98kPa。扩散系数为-522.65*10m/s，大气压强为 101.33kPa，求蒸干水层所需时间。 6 一填料塔中用水吸收氨-空气混合气中的低浓度氨。采用 50504.5(mm)瓷拉西环填料，23不规则堆放，比表面积为 93m/m，空隙串为 0.8，操作压力为 101.3kPa，温度为 10。混3合气的空塔流速为 0.5m/s，密度为 1.25kg/m，黏度近似地空气黏度。氨在黏度中的扩散系2数为 0.155cm/s。求气相吸收分系数 k。 y27 在压力为 100kN/m、温度为 30下，用水吸收

57、氨的平衡关系符合亨利定律。亨利常数2134kN/m。在稳定操作条件下，吸收设备中某一位置上的气相浓度为 y0.1（摩尔分数） ，2液相浓度为 z0.05（摩尔分数） 。以y 为推动力的气相传质系数 k3.8410-4kmo1/ms，y-2以x 为推动力的液相传质系数k1.0210kmo1/m2s。试问： x(1)以y 为推动力的气相总传质系数 K 为多少？ y(2)此种吸收是液膜控制还是气膜控制?为什么？ (3)该位置上气液界面处的气、液两相浓度为多少？ 8 在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为 27、压强 101.3kPa。稳定3操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为 5

58、.07kPa，液相中甲醇浓度为 2mol/m。甲3醇在水中的溶解度系数 H=1.955kmol/(mkPa） 。液膜吸收分系数 k=2.08105m/s，气膜吸收L-52分系数 k=1.5510kmol/(mskPa)。试计算该截面上的吸收速率。 G1HHH若吸收过程为低组成气体吸收，试推导：9 LOGGSxx)Kk(xx)(K(y(Nky)yy,相平衡关系为知 10 已eieAxyYxiymx，试证明： 11m111 和 KkkKmkkxxxyyy11 试证明低浓度逆流吸收系统，若气-液平衡关系在操作范围内为一直线，以下关系成立： 资料 word . *YY121Nln(1S)S *S1YY

59、11YX1122lnln YSSX1111 MGL/S 2 S-式中吸收因数，分别表示塔底和塔顶。 ，下标 1 和mxy ，试推导：Henry-学资学习网-定律 12 填料塔逆流吸收操作过程中，若相平衡关系符合Y11lnN OGYL/mG123氨标准 m/h，13 一吸收塔于常压下操作用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气处理量为 50003倍，焦炉，要求氨的回收率不低于 99：水的用量为最小用量的 1.5 的浓度为 10g/标准 m，气相体积吸 y1.2X 气入塔温度为 30，空塔气速为1.1m/s：操作条件下的平衡关系为试分别用对数平均推动力法及数学分析法求气相总0.0611kmol(m3s)。收

60、总系数为 Kya 传质单元数，再求所需的填料层高度。 ，将其浓度由、25下用清水吸收混合气中的 HS14 在逆流操作的吸收塔中，于 101.3kPa24。若取吸收剂用。该系统符合亨利定律，亨利系数为 5.5210kPa2%降至 0.1%（体积分数） 。又若压强改为及出口液相组成 x 量为理论最小用量的 1.2 倍，试计算操作液气比 L/V1 x。1013kPa而其他条件不变，再求 L/V 及1，入塔混合气中空气混合气中的氨，已知填料层高度为 6m15 常压下，用清水逆流吸收氨-，80%出塔溶液中氨的浓度为饱和浓度的下同） ，出塔气中含氨0.003，含氨 0.03（摩尔分数， ，试求：操作条件下