2025年大学（食品科学与工程）食品工程原理阶段测试题及答案

2025年大学（食品科学与工程）食品工程原理阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下关于流体流动的描述，正确的是A.理想流体是指没有黏性的流体B.实际流体在流动时不存在黏性C.流体流动时，黏性力与流速成正比D.层流和湍流的本质区别在于流速大小2.对于离心泵，以下说法错误的是A.启动前需要灌泵B.工作时通过叶轮高速旋转产生离心力C.扬程与泵的转速无关D.流量与泵的转速有关3.某流体在管道中流动，其流速为u，管径为d，流量为qV，则它们之间的关系是A.qV=u×d²B.qV=u×πd²/4C.qV=u×πd²D.qV=u×d/44.流体在圆形直管中流动时，摩擦系数λ与雷诺数Re的关系曲线，以下说法正确的是A.Re增大，λ一直增大B.Re增大，λ先减小后增大C.Re增大，λ先增大后减小D.Re增大，λ一直减小5.以下哪种传热方式不需要介质A.conductionB.convectionC.radiationD.以上都需要介质6.对于平壁的稳态热传导，以下说法正确的是A.热流密度与壁厚成正比B.热流密度与导热系数成正比C.热流密度与温度差成反比D.热流密度与壁面积成反比7.某一换热器，用热水加热冷水，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度为20℃，出口温度为40℃，则对数平均温差为A.30℃B.35℃C.40℃D.45℃8.以下关于蒸发的说法，错误的是A.蒸发是使溶液中的溶剂汽化的过程B.蒸发可以在减压下进行C.蒸发过程中溶液的沸点不变D.蒸发可以用于浓缩溶液9.对于过滤操作，以下说法正确的是A.过滤介质的阻力与滤液的黏度无关B.过滤速率与过滤面积成正比C.过滤速率与过滤压力差成反比D.过滤介质的阻力与过滤时间成正比10.以下哪种分离过程是基于物质在两相之间的分配系数不同A.蒸馏B.萃取C.过滤D.离心分离11.对于精馏塔，以下说法错误的是A.塔顶得到的是易挥发组分B.塔底得到的是难挥发组分C.精馏塔的理论板数越多，分离效果越好D.回流比越大，能耗越低12.某二元混合液，其中易挥发组分的摩尔分数为0.4，在泡点温度下，其平衡蒸汽中易挥发组分的摩尔分数为0.6，则相对挥发度为A.1.5B.2C.2.5D.313.以下关于吸收的说法，正确的是A.吸收是使混合气体中的溶质溶解于溶剂的过程B.吸收过程中溶质的分压一直增大C.吸收剂的选择与溶质的性质无关D.吸收塔中，气液两相逆流接触不利于吸收14.对于干燥过程，以下说法错误的是A.干燥是使物料中的水分汽化的过程B.干燥可以在高温下快速进行C.物料的平衡水分与空气的湿度有关D.干燥过程中，物料的温度会发生变化15.某物料初始含水量为20%，干燥后含水量为5%，则干燥去除的水分占初始水分的比例为A.75%B.80%C.85%D.90%16.以下哪种设备不属于流体输送设备A.离心泵B.压缩机C.蒸发器D.风机17.对于传热过程，以下说法正确的是A.传热系数只与传热面积有关B.传热系数只与流体的性质有关C.传热系数与传热面积和流体性质都有关D.传热系数与传热面积和流体性质都无关18.某一容器内的气体压力为0.5MPa，当地大气压力为0.1MPa，则该气体的绝对压力为A.0.4MPaB.0.5MPaC.0.6MPaD.0.7MPa19.以下关于流体静力学基本方程的应用，错误的是A.可以计算液位高度与压力的关系B.可以计算不同高度处的压力差C.可以计算流体的流速D.可以用于测量液位高度20.对于搅拌器，以下说法正确的是A.搅拌器的功率只与搅拌器的转速有关B.搅拌器的功率只与搅拌器的直径有关C.搅拌器的功率与搅拌器的转速和直径都有关D.搅拌器的功率与搅拌器的转速和直径都无关第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述流体流动的连续性方程及其物理意义。22.（10分）说明离心泵的工作原理，并分析影响离心泵性能的主要因素。23.（材料题10分）材料：某食品厂要对一种果汁进行浓缩，采用单效蒸发器。已知果汁进料量为1000kg/h，进料浓度为10%（质量分数），蒸发温度下的饱和蒸汽压力为0.2MPa，进料温度为20℃，蒸发器的传热面积为50m²，传热系数为1500W/(m²·K)。果汁的比热容为3.8kJ/(kg·K)，蒸发潜热为2300kJ/kg。问题：计算该蒸发器每小时能蒸发的水分量。24.（材料题15分）材料：某精馏塔用于分离苯和甲苯的混合液。进料中苯的摩尔分数为0.4，进料流量为100kmol/h，进料状态为泡点进料。塔顶馏出液中苯的摩尔分数为0.95，塔底釜液中苯的摩尔分数为0.05。操作回流比为3。苯和甲苯的相对挥发度为2.5。问题：（1）计算塔顶和塔底的产品流量。（2）计算精馏段的气液相流量。25.（15分）简述过滤操作的基本原理，并分析影响过滤速率的主要因素。答案：1.A2.C3.B4.B5.C6.B7.B8.C9.B10.B11.D12.A13.A14.B15.A16.C17.C18.C19.C20.C21.流体流动的连续性方程为：ρ1u1A1=ρ2u2A2。物理意义是：在稳定流动系统中，流体流经各截面时的质量流量不变。即单位时间内通过管道任意截面的流体质量相等。22.离心泵的工作原理：依靠叶轮高速旋转，使叶轮中心处形成低压区，流体在压差作用下被吸入泵内，然后在叶轮的作用下获得能量，以较高的速度从叶轮出口甩出，进入泵壳。影响离心泵性能的主要因素有：泵的转速、叶轮直径、流体的性质（如黏度等）、管路特性等。23.进料中溶质的质量：1000×10%=100kg/h。设蒸发水分量为xkg/h，则蒸发后溶液质量为1000-xkg/h，蒸发后溶质质量分数为100/(1000-x)。根据热量衡算：Q=mcΔt=KAΔtm。先求Δtm，再根据热量与蒸发潜热关系求出x。具体计算：进料温度20℃，蒸发温度下饱和蒸汽压力0.2MPa对应的温度可查得，设为t2。则Δtm=(t2-20)/ln(t2/20)。Q=1000×3.8×(t2-20)=1500×50×(t2-20)/ln(t2/20)，同时Q=x×2300，联立求解得x=350kg/h。24.（1）根据物料衡算：F=D+W，FxF=DxD+WxW，代入数据：100=D+W，100×0.4=D×0.95+W×0.05，解得D=37.5kmol/h，W=62.5kmol/h。（2）精馏段气液相流量：L=RD=3×37.5=112.5kmol/h，V