食品工程原理练习题

1、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 30c距加热器外壁250mm处为 75c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80c冷却到30C,果汁比热为3.18kJ/kgC,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10c和20C,若传热系数为450W/m2C,计算换热面积和冷却水用量。3、在一内管为25mm< 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/(m2K),壳程中流量为1.25kg/s 的苯

2、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/(m2 K),已知管壁的热导率为45 W/(m K),苯的比热容为 cp=1.9 kJ/(kg密度为 4880kg/m3。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130c的饱和水蒸汽将36000kg/h的乙醇水溶 液从25c加热到75Co列管换热器由90根25m由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/(mC),乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3,粘

3、度为1.2X103Pas,比热为4.02kJ/(kg C),热导率(即导热系数)为 0.42W/(m C),水蒸 汽的冷凝时的对流传热系数为104W/(m2C),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 C加热到75C) ?已知：管内对流传热系数关联式为口 = 0.023(，" d)Re08 Pr"4 , Pr = CpN/九。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20c湿度为0.005kg/kg绝干 气，空气进干燥器时温度

4、为 100c 出干燥器时温度为40c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 c相对湿度15%的空气，经预热器加热至80。用送至干燥器内。空气在干燥器内为等始变化过程， 空气离开干燥器时温 度为30 c总压为101.3kPa试求：水分汽化量； 干燥产品量； 湿空 气的消耗量； 加热器向空气提供的热量。（注：在常压下，20。寸水的饱和 蒸汽压为2.335kPa）7、在理想干燥器中，将某物料从含水量 5%干燥到0.5% （均为湿基）。干燥器生 产能力为1.5kg湿原料/s。27c湿度

5、为0.007kg水/kg绝干气的新鲜空气经预 热器加热至100超入干燥器，出干燥器时温度为 52G若干燥器的热损失可 忽略不计，试求绝干空气消耗量及空气离开干燥器时的湿度。8、常压下（Pa=101.3 kPa）,将干球温度为30 C、湿度为0.010 kg/kg干气的空 气，经预热器加热后温度升高至120 C,然后将加热的空气送入干燥器中干 燥物料。干燥的过程可视为等始干燥过程，当空气离开干燥器的时候相对湿 度达到60%。请将空气从进入预热器到离开干燥器的整个过程在下面湿空气的I-H图上表示出来； 请根据第一问所作的图查出空气离开干燥器时的干球温度为 C,湿 度为 kg/kg干气； 请根据已知

6、条件以及第二问的结果计算出含 100 kg绝干空气的新鲜空气从进 入预热器到离开干燥器的整个过程中空气中增加的水分质量为 kg 蒸储练习题9、一常压操作的连续精储塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4,储出液和釜 残液组成分别为0.95和0.05 （均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系 的相对挥发度a= 2.0,若操作回流比R=1.5Rmin,泡点进料，塔顶为全凝器。 试计算提储段操作线方程。10、 下图是双组分理想物系的温度组成图，物系从状态点。开始依次变化至A、P、D、Q点，请写出每个状态点下对应的气相和液相组成（注：若没有 则不必写出）状态点xyOAPDQ110100a二 90807

7、000.20.4。.6 OS LO工G)11、 用连续精储塔每小时处理100kmol含苯40%和甲苯60%的混合液，要求 储出液中含苯90%,残液中含苯1% （组成均以kmol%计），试计算： 储出液和残液各多少kmol/h 饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol,问回流比为多少12、某连续精储塔，泡点进料，已知操作线方程如下：精储段：y=0.8x+0.172提储段：y=1.3x-0.018试求：原料液、储出液、釜液组成及回流比。沉降练习题13、 求密度为2360kg/m3,直径为60微米的球形颗粒在常温水中的沉降速度。14、 密度为2150kg/m3的烟灰球形颗粒在20c空

8、气中层流沉降的最大颗粒直径是多少。过滤练习题15、 BMS50/810-25型板框压滤机，滤框尺寸为 810 mmX 810 mmX 25 mm共36个框，现用来包压过滤某悬浮液。操作条件下的过滤常数为K=2.72 X 150m2/s, qe=3.45 x 130m3/m2,每滤出1 m3滤液的同时，生成0.148 m3的滤渣。求： 滤框充满滤渣所需时间（min）；若洗涤时间为过滤时间的2倍，辅助时间为15 min,其生产能力为多少？（生 产能力以每小时获得的滤液体积计）16、 用某板框过滤机过滤葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助滤剂。在过滤表100kPa下过滤2h,头1h得滤液量为8m3。假设硅

9、藻土是不可压缩的，且忽 略介质阻力不计，试问： 在第2h内可得多少滤液？过滤2h后用2m3清水（黏度与滤液相近）在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤， 求洗涤时间。17、 某板框式压滤机的过滤面积为 0.2m2,在压差Ap = 1.5atm下以恒压操作过滤一种悬浮液，2小时后得滤液4m3,介质阻力可略，滤饼不可压缩，求： 若过滤面积加倍，其他情况不变，可得多少滤液？若在原压差下过滤 4 小时后用0.5m3的水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？蒸发练习题18、在单效真空蒸发器内，每小时将 1500kg牛奶从质量分数15%浓缩到50%。 已知进料量的平均比热容为3.90kJ/（kg K）,温度为80c加热蒸汽表

10、压0.1MPa, 出料温度为60G蒸发器传热系数为1160 W/（m2 K）,热损失为5%。试求 蒸发水量和成品量；加热蒸汽消耗量；蒸发器传热面积。19、在单效膜式蒸发器中，每小时将 20吨15%的某水溶液连续浓缩到25%,原 料液温度为75c已知蒸发操作的平土5压强（绝压）为 50kPa （该压强下饱和蒸 汽的汽化潜热为2304.5kJ/kg,饱和温度为81.2。；加热蒸汽压强为196.2KPa （绝 压）（该压强下饱和蒸汽温度为119.6C,汽化潜热为2206kJ/kg）。若K为1000W/（m2 Q,热损失为总传热量的5%,传热温度差损失为5.8G求：（1）蒸发器的传热面积S;（2）加热

11、蒸汽用量Do20、用一单效蒸发器将2500kg/h的某水溶液由10%浓缩到25% （均为质量百分 数），原料液比热为3.9kJ/（kg- C）o已知加热蒸气压力为200kPa （绝压），蒸发 室内压力为40kPa （真空度），假设溶液的沸点升高为5C,热损失为20kWo试 计算进料温度为25c时，加热蒸汽消耗量。当地大气压取 100kPa流体输送练习题20、用离心泵将20 Q勺水从敞口贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。泵吸 入与压出管路直径相同，均为 76 mm< 2.5 mm。水流经吸入与压出管路（不包 括喷头）的能量损失分别为5Wfi=2u2及IWf2=10u2 （J/kg）,式

12、中，u为水在管内 的流速。在操作条件下，泵入口真空度的读数为26.6 kPa,喷头处白压力为98.1kPa （表压）。21、在一定转速下测定离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm和50mm。当流量为30m3/h时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa和215kPa,两测压口间的垂直距离为 0.4m,轴功率为3.45kW。试计算泵的压头 与效率。22、如图所示，密度为 800kg/m3、黏度为1.5mPas的液体，由敞口高位槽经114mm< 4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为0.16MPa （表压）,两槽的液 位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s,管路中闸阀为半开，管壁相对粗糙度e /d0.002,试计算两槽液面的垂直距离。制冷23、有一立式、双缸氨压缩制冷机，具制冷量为Qo=4.186 X 5 （kJ/h,其操作的蒸发温度To=-l5C,冷凝温度Tk=+ 25G过冷温度Tu= + 20C （1）请在下面N片的 lgp-h图上作出制冷循环示意图；（2）已知压缩机的总效率为70%,计算：单位制 冷量；制冷剂循环量；制冷剂放热量；压缩机消耗的理论功率和实际功率；理论 制冷因（系）数&和实际制冷因（系）数Co24、已知蒸发温度-15 C,冷凝温度为+30C ,过冷温度为+15C,请在压烙图上 画出蒸汽压缩式制冷循环的全过程，并查