食品工程原理考卷

1、1-1椰子油通过直径为20毫米的水平管道流入，直径逐渐收缩为12毫米，如果在管段未收缩和最小收缩之间测量的压力差为800Pa，就试试椰子油的流动情况。解决方案：将椰子油密度设置为940 kg/m3，忽略流量损失以外的情况。常识可以通过连续性方程式来知道，m3/s，1-2牛奶以2103m3/s的流速通过内径为27mm的不锈钢管，牛奶的粘度为2.12103Pa.s，密度为1030kg/m3，请判断管内流动是层流还是湍流。解决方案：正如雷诺数表达式所示，解释是湍流。1-5液体在圆形直管内进行层流，如果流动、管道长度和液体的物理参数保持不变，将直径减小到原来的一半，并询问因流动阻力引起的能量损失是多少

2、倍。解决方案：将管道直径减少到原来的一半后，流体流动状态仍保持层流。流动阻力方程表明，流动阻力引起的能量损失是原始损失的16倍。离心泵安装在高于井水面5.5米的底部，吸水量为40m3/h。如果吸入管大小为mm，则吸收管的总能量损失(包括管道进入阻力)为4.5J/kg。找到泵入口的真空度。(当地大气压力为1.0133105Pa)解决方案：I-I接口(根据能量方程)和II-II接口(管道出口)。泵入口真空度为，1-9常温下，将10m3的水泵从每小时开放的水箱传送到打开的高槽。管道直径为mm，整个系统直管长度为100m，有两个连接器，可包含整个闸阀、整个开闭阀、三个标准弯头和阻力。两个槽层级是固定的

3、，垂直距离为20公尺。管壁粗糙度为0.25mm，水的密度为1000kg/m3，粘度为1103Pa.s。泵效率为70时，寻找轴功率。解决方案：根据公式(1-31d)，将两个水箱级别分别设置为II和IIII，管道中的水流速度为，阻力系数约为0.032(取决于莫迪图)，则进行阻力损失为表1-5所示，轴功率为1-10泵，开口水箱的密度为110溶液输送量为18m3/h。蒸发器水平管中心线高于水箱标高20m，管道直径mm、管道输入、排气口能量损失除外，直管和管件等效长度总和为50m。管壁粗糙度为0.02mm。找到泵的轴功率(泵的效率为65)。解决方案：水箱水平和蒸发器水平管出口根据公式(1-31d)分别设

4、置II和IIII，管道内溶液流动状态，根据modi，阻力系数约为0.02，路径阻力损失根据表1-5确定管道入口和出口的局部阻力，轴向功率为，1-据悉，水箱盐水水平低于管道出口2m。总风管直径mm，长度50m，其中6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀都完全打开。如果所需流量为6m3/h，请找到所需泵的升程。解决方案：根据公式(1-31d)，水箱级别和管道出口分别假定II和IIII管道内溶液的流动状态，使用公式(1-59)估算阻力，则沿路径的阻力损失和局部阻力损失为、1-该地区大气压力为9.81104Pa是。如果此泵在海拔1000米到40米之间运输水，则允许的几何安装高度是多少米？当地大气压力为9.

5、02104Pa。解决方案：1)首先解决速度基准(1-94)安装高度大于允许的安装高度4.38米，因此泵无法工作。解决方法：2)调查表显示，20个水的饱和蒸汽压为2334.6Pa，40个水的饱和蒸汽压为7376Pa，密度为992.2kg/m3，允许吸入真空高度按1-95修正。式(1-94)必须在海拔1000米以上安装3.11米以上的泵。2-1一个食品冷藏室由内部19毫米厚的松树和中间层组成，外层由软木层，外层由51毫米厚的混凝土组成。内壁面温度为-17.8，混凝土外壁面温度为29.4。松树、软木、混凝土的平均导热系数分别为0.151，0.043，0.762w/(MK)，这台冰箱的热损失应为15W

6、/m2。找到所需的软木厚度和松树和软木接触面的温度。解决方案：第三层平整壁的热传导。1)所需软木的厚度，通过，解决：2)松树和软木接触表面温度，解决：2-4通过内径60毫米管将粗糙的西红柿加热到20至75。流量为1 300 kg/h，管道内壁温度为105，求出对流换热系数。碎番茄的物理特性已知如下：=1 050千克/m3；CP=3.98 kj/(kgk)；=2.15 mPas(47.5点)，1.2 mPas(105点)；=0.61 W/(mK)。解决方案：流体在管道中加热。过渡流和高粘度流体。修正系数为：2-5带桨混合器的容器包含温度为37.8的液体。用夹克里的蒸汽加热。容器内径为1.22 m

7、，搅拌器直径为0.406 m，速度为2.5 r/s，容器壁温度为93.3。液体的物理性质为：=977kg/m3。CP=2.72 kj/(kgk)；=100 mPas(37.8:00)，7.5 mPas(93.3:00)。寻找液体对容器壁的对流换热系数。解决方案：对流换热系数计算如下：(1)对于平整桨、修剪样式，材料的平均质量属性为：可以通过将上述值替换为表达式(1)来获得：2-6水平放置两个表面温度相同、长度相同的管材。管道中有饱和水蒸气。两个管子都是由空气的自然对流冷却的，假设两个管子之间没有相互作用。如果已知一个管的直径是另一个管的5倍，且两个管的(GrPr)值介于10429之间，则寻找两

8、个管的热损耗百分比。解决方案：水平管外的自然对流，例如，在这种情况下，质的温度相同，但静大小不同，大管的热损失是小管的3.34倍。因此2-8烤箱内部烤了一块面包。据悉，炉壁温度为175，面包表面的黑色度为0.85，表面温度为100，表面表面为0.064 5 m2，炉壁表面比面包表面大得多。求烤炉在这个面包上散发的热量。解法：两个物件形成封闭空间，辐射热释放量计算如下。减号表示炉壁向面包传递热量。2-10在逆流换热器中，1.25 kg/s的液体比热容为1.9 kJ/(kgK)，密度为850 kg/m3从80冷却到30。换热器的热管直径为25 mm2.5 mm，水移至管内。水侧和液侧的对流换热系数

9、分别为850 W/(m2K)和1 700W/(m2K)，粉尘热阻可以忽略。如果水的出口温度不能高于50，请求出水流和换热器的传热面积。解决方案：传热，也就是说，冷水流量取管壁的导热系数，传热面积取热流体：冷流体：将已知值替换为形式(1)，2-11从一个单程管换热器向饱和水蒸气加热食用油。温度为160的饱和蒸汽在壳程冷凝，凝结水在饱和温度下排出。食用油在管道中流动，并加热到20到106。热管换热器尺寸为19 mm2 mm，管道长度为4 m，总共有25个管。如果换热器的传热为125 kW，蒸汽冷凝传热系数为7，000w/(m2k)，油侧灰尘热阻为0.000 5 m2K/W，则管壁热阻和蒸汽侧灰尘热

10、阻可以忽略，并寻找管内油侧对流传热系数。如果油的流速增加一倍，热交换器的总传热系数为1.75倍，则得出油的出口温度。假定油的物性不变。解决方案：(1)管内油侧对流换热系数对数平均温差：2-12冷却热管换热器中冷水的油。水从直径为19 mm2 mm的热管中流动。已知导管内水侧对流换热系数为3 490 W/(m2K)，导管外油侧对流换热系数为258 W/(m2K)。换热器使用一段时间后，管壁两侧形成土，水侧污垢热阻为0.000 26 m2K/W，油侧污垢热阻为0.000 176 m2K/W。管道壁的热导率为45 W/(mK)。查找：(1)基于管外观面积的总传热系数；(2)产生污垢后热阻的百分比。解

11、法：外部表面为基准。(1)根据管外表面的总传热系数，尘发生前的总热阻：(2)尘发生后的热阻增加百分比，%尘发生后的总热阻：2-13套管换热器中用于冷却油的方法和流动方式。水的入口，出口温度分别为15和40，石油的入口，出口温度分别为150和100。现在，由于生产操作，油的出口温度下降到80，油和水的流动、进口温度和质量保持不变，其他尺寸保持不变，换热器的管长除外，如果原始换热器的管长为1米，则寻找当前需要的管长。换热器的热损失可以忽略。解决方案：热平衡计算(忽略热损失):2-14热管换热器的管道使用冷却剂，有机蒸汽在管外凝结。新使用时，冷却水的进入，出口温度分别为20和30。使用一段时间后，冷

12、却水进口温度和流量相同的条件下，冷却水出口温度下降到26。已知换热器的传热面积为16.5 m2，有机蒸汽的冷凝温度为80，冷却水流动速度为2.5 kg/s，寻找污垢热阻。解决方案：无污垢时的传热：2-15气体混合物(比热容和导热系数未知)以90 kg/h的流量通过套管换热器的内管，气体温度在38到138之间加热。内管内径为53 mm，外管内径为78 mm，壁厚为2.5 mm，管外水蒸气冷凝保持管内壁温度为150。混合气体的粘度为0.027 mPas，计划数为1，找到套管换热器的管道长度。2-16具有一组管换热器，其中内部管为19 mm2 mm，管长度为2 m，管内水和环隙中的油回流。油的流速为

13、270 kg/h，进口温度为100，水的流速为360 kg/h，进口温度为10。如果忽略热量损失，并且管外观的总传热系数为374 W/(m2K)，油的比热容为1.88 kJ/(kgK)，则油和水的出口温度是多少？4-1光滑的小球，可以在粘性流体中通过自由沉降来测量此液体的粘度。用被测试液体填充的玻璃管，直径6mm的球自由固定，下落距离200mm，球的沉降时间记录下来。目前，该方法测试了电梯时间为7.32秒、球比重为7.9的1300 kg/m3的糖浆，测试了该糖浆的粘度。4-2谷物的粒度为4毫米，密度为1400千克/m3。常温下求得沉降速度。如果这种谷物的淀粉粒的沉淀速度相同，为0.1mm/s，

14、那么就试试它的粒度。4-3机身包含大小不同的尘埃粒子，最小的粒子直径为10米。已知气体流量为3000m3/h(标准状态)，温度为500，密度为0.43 kg/m3，粘度为3.610-5Pas，灰尘粒子的密度为2000 kg/m3。现在有5层的分诊，求各层的沉降面积。4-9果汁中的渣可压缩，压缩指数为0.6。表压力为100kPa时，由压滤机过滤。如果第一个1小时得到2.5m3，其他条件相同的话，第一个1小时得到3.5m3的果汁需要多大的压力？可以忽略介质电阻。用4-10板框过滤器过滤葡萄糖溶液，添加少量硅藻土作为过滤助剂。过滤表压力100kPa至2h，头1h过滤容量8m3。假设硅藻土不能压缩，无

15、视介质电阻，那么(1) 2h能得到多少滤液？(2)过滤2小时后，使用2 m3清水(粘度与滤液相似)，在相同的压力下通过过滤瓶进行冲洗，求出清洗时间。(3)如果滤液杨怡不变，仅过滤差压提高1倍左右，问过滤时间是多少。(4)过滤时间固定的话，仅过滤压力增加一倍，询问滤液量。4-11有在一定压力下从头到尾过滤特定悬浮液的叶过滤器。(q 10)2=250(t 0.4)。表达式中的q显示为L/m2，min。现在实际运行时，先在5min内使压差从0上升到上面的压差，在其间用恒定速度过滤过滤后，将压力保持在一定的压力过滤下，整个过滤时间为20min。试一试：(1)在每个周期中，每1m2个周期可用来过滤表面的

16、滤液有多少？(2)过滤后，用相当于整个过滤液1/5的水冲洗过滤瓶，求出清洗时间(设定不能压缩过滤瓶)。4-12在202.7kPa(2atm)工作压力下，用板式过滤器处理料件。工作周期为3h。在这里过滤1.5h，过滤蛋糕不需要洗。1 m3过滤蛋糕0.05 m3，基于操作条件的过滤常数K=3.310-5m2/s，忽略介质电阻，过滤蛋糕不能压缩。测试计算：(1)每个周期需要多少过滤区域才能获得0.6 m3的过滤馅饼？(2)可选帧长宽比为1m1m时，帧数和帧厚度分别是多少？(3)工作效率提高，整体辅助工作时间缩短到1h，为了最大限度地提高上述板框过滤器的生产能力，工作压力应增加到什么程度？管内有水常温

17、流动，管内径d=100mm，质量流量为15.7kg.s-1，体积流量为_0.0157m3.s-1_ _平均流速为_2.0m.s-1_。2.流体从圆形管道流向层流，如果将流速增加一倍，阻力损失将增加_2_倍。如果直径仅增加一倍，而流速保持不变，则阻力损失将增加_1/4_倍。离心泵流动通常使用出口阀门调整。4.管道中计算的水压头为He=25m水流，20kg.s-1的水泵系统为泵有效运行的_4905w_ 5。用饱和蒸汽加热空气，换热器的壁温接近_饱和水蒸气的温度，传热系数k值接近_空气_对流换热系数。6.实施传热过程的设备主要是_之间的墙再生式直接混合_ _ _ _ _ _ _ 7。中央循环管蒸发器称为_ standard _。由于中央循环管道的截面面积_大_。具有内部单位体积的溶液比其他加热管内的溶液占用的传热面积小_，因此溶液在中央循环管和加热管内加热不同，产生