食品工程原理实验 ppt课件
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食品工程原理第七章 传质原理PPT课件
46 18
（3）质量比
WF=wF/(1-wF)=0.0404/0.9596=0.0421 WD=0.938/0.062=15.13 （4）摩尔比
XF= xF/(1-xF)=0.0162/0.9838=0.0165 XD=0.855/0.145=5.896
7. 气体的总压与组分的分压 气体混合物的组成还常常用总压和分压表示。 yA=pA/p YA=pA/(p-pA)
传质通量：
质量通量：rAu=rA(rAuA+rBuB)/r=wA(nA+nB) rBu=wB(nA+nB)
摩尔通量：cAum=cA(cAuA+cBuB)/c=xA(NA+NB) cBum=xB(NA+NB)
第二节 传质原理
一、质量传递的方式
（一）分子传质 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它是由分子的无 规则热运动而形成的物质传递现象。
解：（1）rA=cAMA=0.02×44=0.88kg/m3 rB=cBMB=0.05×28=1.4kg/m3 r=rA+rB=0.88+1.4=2.28kg/m3
摩尔比与摩尔分数的关系： XA=xA/(1-xA)
当混合物为气液两相体系时，常以X表示液相中的摩尔比， Y表示气相中的摩尔比。
[例7-1]在蒸馏塔中将含乙醇5%（体积分数，下同）的乙醇 —水溶液蒸馏，得到含乙醇95%的产品。试分别用质量分 数、摩尔分数、质量比和摩尔比表示进料和产品的浓度。 纯乙醇的密度可取为800kg/m3，水的密度取1000kg/m3。 解：（1）质量分数
（3）质量比
WF=wF/(1-wF)=0.0404/0.9596=0.0421 WD=0.938/0.062=15.13 （4）摩尔比
XF= xF/(1-xF)=0.0162/0.9838=0.0165 XD=0.855/0.145=5.896
7. 气体的总压与组分的分压 气体混合物的组成还常常用总压和分压表示。 yA=pA/p YA=pA/(p-pA)
传质通量：
质量通量：rAu=rA(rAuA+rBuB)/r=wA(nA+nB) rBu=wB(nA+nB)
摩尔通量：cAum=cA(cAuA+cBuB)/c=xA(NA+NB) cBum=xB(NA+NB)
第二节 传质原理
一、质量传递的方式
（一）分子传质 分子传质又称为分子扩散，简称为扩散，它是由分子的无 规则热运动而形成的物质传递现象。
解：（1）rA=cAMA=0.02×44=0.88kg/m3 rB=cBMB=0.05×28=1.4kg/m3 r=rA+rB=0.88+1.4=2.28kg/m3
摩尔比与摩尔分数的关系： XA=xA/(1-xA)
当混合物为气液两相体系时，常以X表示液相中的摩尔比， Y表示气相中的摩尔比。
[例7-1]在蒸馏塔中将含乙醇5%（体积分数，下同）的乙醇 —水溶液蒸馏，得到含乙醇95%的产品。试分别用质量分 数、摩尔分数、质量比和摩尔比表示进料和产品的浓度。 纯乙醇的密度可取为800kg/m3，水的密度取1000kg/m3。 解：（1）质量分数
食品工程原理课件课件
长保质期。
包装标识与信息
包装上应清晰标注食品名称、成 分、生产日期等信息，以满足消
费者知情权。
食品工程中的新技术应用
新型杀菌技术
01
如脉冲强光杀菌、紫外线杀菌等，可以提高食 品杀菌的效率和安全性。
新型分离技术
02
如膜分离、超临界萃取等，可以高效地提取和 分离食品中的有用成分。
新型冷冻技术
03
如超声波冷冻、真空冷冻等，可以改善食品的 冷冻效果和保鲜质量。
学习效果
通过食品工程原理课件的学习，学生可以掌握食品工程的基本原理和方法，为进一步学习其他食品工程 课程或从事食品工程领域的工作打下坚实的基础。
展望
技术发展
随着科技的不断发展，食品工程领域将会有更多的新技术、新 工艺和新设备涌现。未来的食品工程原理课件需要不断更新和
升级，以适应技术发展的需求。
学科交叉
新型干燥技术
04
如真空干燥、冷冻干燥等，可以保持食品的原 有品质并延长保质期。
05 案例分析
案例一：果汁加工过程控制
总结词
工艺流程、质量保障
详细描述
果汁加工过程控制主要涉及原料选择、清洗、破碎、榨汁、过滤、杀菌和灌装等工艺流程。在加工过程中，需要 严格控制温度、压力、时间等参数，确保果汁的质量和安全。同时，还需要对果汁的成分进行检测和控制，以满 足消费者的需求。
食品工程ppt课件
8
流体物料输送
食品流体的输送是在管道中进行,并借助于泵来实现的。泵的 作用除了增加流体的能量外，其相当部分的能量消耗于流体 与管壁、流体质点间的摩擦损失，以及流体流经阀门、管件 等局部位置的阻力损失。食品生产中常用的泵有离心泵、螺 杆泵和旋转泵。
由于果蔬汁液具有不同程度的腐蚀性，含脂食品又易于氧化， 营养丰富的食品又极适宜于微生物的滋长，所以输送食品的 管路和输送设备必须采用不锈钢材料,而且结构上要完善地密 封,联接件要便于拆卸和清洗 。
9
• 清洗 • 果蔬原料在其生长、收获和贮运过程会受到尘埃、农药、
微生物和其他污物的污染，因此在加工前必须彻底清洗。 此外，在食品生产中还必须对包装容器和加工设备进行清 洗，以确保食品卫生。 • 回收的饮料瓶或玻璃瓶罐要用洗瓶机清洗。对洗瓶机的要 求是：能洗净粘附于瓶上的污物；瓶内不Leabharlann Baidu存洗涤剂和活 菌；瓶子离开机器时温度要适宜，只允许残留微量的水。 • 设备清洗 在食品生产中，对工艺设备和管路的清洗是保 证产品卫生和加工过程顺利进行的重要措施。设备清洗的 目的是要去除附着于设备上的污物及致病菌，有时要求达 到无菌。
3
食品工程 是研究食品工业生产中所用加工方法、过程
和装置的一门技术科学。 1.简介
2. 发展历程 3. 基本操作单元 4. 食品机械和设备要求 5. 食品生产中的自动控制 6. 未来发展的展望
流体物料输送
食品流体的输送是在管道中进行,并借助于泵来实现的。泵的 作用除了增加流体的能量外，其相当部分的能量消耗于流体 与管壁、流体质点间的摩擦损失，以及流体流经阀门、管件 等局部位置的阻力损失。食品生产中常用的泵有离心泵、螺 杆泵和旋转泵。
由于果蔬汁液具有不同程度的腐蚀性，含脂食品又易于氧化， 营养丰富的食品又极适宜于微生物的滋长，所以输送食品的 管路和输送设备必须采用不锈钢材料,而且结构上要完善地密 封,联接件要便于拆卸和清洗 。
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• 清洗 • 果蔬原料在其生长、收获和贮运过程会受到尘埃、农药、
微生物和其他污物的污染，因此在加工前必须彻底清洗。 此外，在食品生产中还必须对包装容器和加工设备进行清 洗，以确保食品卫生。 • 回收的饮料瓶或玻璃瓶罐要用洗瓶机清洗。对洗瓶机的要 求是：能洗净粘附于瓶上的污物；瓶内不Leabharlann Baidu存洗涤剂和活 菌；瓶子离开机器时温度要适宜，只允许残留微量的水。 • 设备清洗 在食品生产中，对工艺设备和管路的清洗是保 证产品卫生和加工过程顺利进行的重要措施。设备清洗的 目的是要去除附着于设备上的污物及致病菌，有时要求达 到无菌。
3
食品工程 是研究食品工业生产中所用加工方法、过程
和装置的一门技术科学。 1.简介
2. 发展历程 3. 基本操作单元 4. 食品机械和设备要求 5. 食品生产中的自动控制 6. 未来发展的展望
食品工程PPT课件
基本操作单元
• 食品工程所研究的基本单元操作一般包括：物料输送、清洗、 分级、破碎、分离、混合、乳化、传热、浓缩、 干燥、 制冷、 真空操作和包装。
• 食品制造过程通常由其中的几个基本单元操作过程组成。大部 分单元操作过程是由传质、传热和流体流动的基本定律所决定 的。这些过程的实质既包含热量的传递，又包含着质量的传递， 而决定过程进行的关键则是热量传递。
食品科学与工程
L/O/G/O
食品科学
简介 1）、定义 食品科学：借用Food Science （Norman）的定义，食品科 学可以定义为应用基础科学及工程知识来研究食品的物理、化学 及生化性质及食品加工原理的一门科学。 2）、所跨学科 食品科学关键于跨学科，包括: 化学类（有机化学、生物化 学、食品化学、分析化学等）、生物学、食品科学、食品工程、 微生物学、化工和食品技术、肉制品加工、乳制品加工、蛋制品 wk.baidu.com工等。 3）、食品科学分类 食品科学大致分为食品化学、食品工程、食品微生物学等几 个分支。
学科发展历程
食品工程的发展过程和食品生产行业的历史同样悠久，可以追 溯到古代发酵和蒸发过程。 从历史上看，食品加工的出现远较化学加工为早。人类以家庭 烹调和手工方式加工食品的历史延续了许多世纪，但食品工业 的出现则仅是近百年的事。长期以来，食品工业是以作坊的形 式,凭经验和传统方法为其生产基础。 19世纪末,科学原理才开始进入食品加工领域。食品加工科学化 的一个重要方面是引入和运用化工单元操作，并发展形成食品 工程单元操作，从而促进了食品工业向着大规模、连续化和自 动化的方向发展。 1952年，美国M.E.帕克撰写了《食品工程原理》一书，其他国 家也相继出版了有关食品工程原理和食品工程单元操作的教科 书，这是食品工程这门科学基本形成的重要标志。
食品工程原理实验
拓展应用领域
食品工程原理实验的研究成果不仅可以应用于食品加工领域，还可以拓展到其他相关领域，如食品安全 检测、食品营养研究等。在未来的研究中，我们将积极探索这些潜在的应用领域，为食品工程领域的发 展做出更大的贡献。
THANK YOU
感谢聆听
04
实验中的注意事项及安全规范
实验安全操作规范
实验前准备
熟悉实验流程，了解设备操 作规范，检查实验器材是否 完好，确保实验环境安全。
个人防护
规范操作
穿戴实验服、护目镜、手 套等个人防护用品，避免
直接接触有害物质。
严格按照实验步骤进行操作 ，禁止随意更改实验条件或 尝试未经授权的实验方法。
设备使用
环境良好。
05
食品工程原理在实际应用中的案例分析
案例一：乳制品加工过程中的原理应用
加热处理
乳制品加工中常用加热处理来改善产品的质地、口感和稳定性。例如，通过加热牛奶可以 使蛋白质变性，形成稳定的乳液。
均质化处理
均质化是将乳制品中的脂肪球破碎成更小的颗粒，以提高产品的口感和稳定性。这一过程 中涉及到流体力学和机械力学的原理。
数据整理
对采集到的原始数据进行分类、编码 和归档，以便于后续的数据处理和分 析。
数据处理方法
80%
数据清洗
去除重复、异常或无效数据，保 证数据的质量和一致性。
食品工程原理实验的研究成果不仅可以应用于食品加工领域，还可以拓展到其他相关领域，如食品安全 检测、食品营养研究等。在未来的研究中，我们将积极探索这些潜在的应用领域，为食品工程领域的发 展做出更大的贡献。
THANK YOU
感谢聆听
04
实验中的注意事项及安全规范
实验安全操作规范
实验前准备
熟悉实验流程，了解设备操 作规范，检查实验器材是否 完好，确保实验环境安全。
个人防护
规范操作
穿戴实验服、护目镜、手 套等个人防护用品，避免
直接接触有害物质。
严格按照实验步骤进行操作 ，禁止随意更改实验条件或 尝试未经授权的实验方法。
设备使用
环境良好。
05
食品工程原理在实际应用中的案例分析
案例一：乳制品加工过程中的原理应用
加热处理
乳制品加工中常用加热处理来改善产品的质地、口感和稳定性。例如，通过加热牛奶可以 使蛋白质变性，形成稳定的乳液。
均质化处理
均质化是将乳制品中的脂肪球破碎成更小的颗粒，以提高产品的口感和稳定性。这一过程 中涉及到流体力学和机械力学的原理。
数据整理
对采集到的原始数据进行分类、编码 和归档，以便于后续的数据处理和分 析。
数据处理方法
80%
数据清洗
去除重复、异常或无效数据，保 证数据的质量和一致性。
食品工程原理(精)
平衡状态是自然界中广泛存在的现象。
以食盐的溶解和结晶为例：
食盐浓度>饱和浓度：结晶
食盐浓度<饱和浓度：溶解 该温度下的饱和浓度为该物系的平衡浓度。
平衡关系可用来判断过程能否进行，以及进行
的方向和能达到的限度。
4.4 传递速率（rate of transfer process）
以食盐的溶解为例：
不饱和食盐溶液：溶解速率（单位时间内溶解的食
三传理论
动量传递(momentum transfer)：流体流动时，其内部发生动
量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体 流动基本规律的单元操作，到可以用动量传递的理论去研究。
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物
体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，到可以用 热量传递的理论去研究。
教材简介
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
学时安排
总学时：90计划学时 其中 讲课60学时， 实验30学时， 习题和大作业（课程设计）两周。
参考文献
1. 高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 2. 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出 版社。1999。 3. 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。
依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量之
以食盐的溶解和结晶为例：
食盐浓度>饱和浓度：结晶
食盐浓度<饱和浓度：溶解 该温度下的饱和浓度为该物系的平衡浓度。
平衡关系可用来判断过程能否进行，以及进行
的方向和能达到的限度。
4.4 传递速率（rate of transfer process）
以食盐的溶解为例：
不饱和食盐溶液：溶解速率（单位时间内溶解的食
三传理论
动量传递(momentum transfer)：流体流动时，其内部发生动
量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体 流动基本规律的单元操作，到可以用动量传递的理论去研究。
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物
体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，到可以用 热量传递的理论去研究。
教材简介
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
学时安排
总学时：90计划学时 其中 讲课60学时， 实验30学时， 习题和大作业（课程设计）两周。
参考文献
1. 高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 2. 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出 版社。1999。 3. 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。
依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量之
03食品工程原理
➢沉20降20/公3/2式3 可用于沉降和上浮等情况。
5) 壁效应 (wall effect) ：
当颗粒在靠近器壁的位置沉降时，由于器壁的影响，其沉 降速度较自由沉降速度小，这种影响称为壁效应。
6)干扰沉降（hindered settling）：
当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间相互距离较近时， 颗粒沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降。干 扰沉降速度比自由沉降的小。
1.11
4(9.81)2 (2.0 10 3 )2
1.58 10 4 m 158 m
校核流型
Re dp u c tc 1.5 8 1 2. 5 4 0 1 3 1 .1 5 0 1 0.77 5.9 4
故属于过渡区，与假设相符。
2020/3/23
沉降室的设计计算
已知含尘气体的流量，粉尘的排放标准，气固两相的物 理参数。
➢加速阶段； ➢匀速阶段。
沉降速度（terminal velocity） ：也称为终端速度，匀速阶段颗
粒相对于流体的运动速度。
当du/d =0时，令u= ut，则可得沉降速度计算式
ut
4gdp(p ) 3
2020/3/23
将不同流动区域的阻力系数分别代入上式，得球形颗粒在各
区相应的沉降速度分别为：
层流区（Re<1）
u gdp2(p)
t
5) 壁效应 (wall effect) ：
当颗粒在靠近器壁的位置沉降时，由于器壁的影响，其沉 降速度较自由沉降速度小，这种影响称为壁效应。
6)干扰沉降（hindered settling）：
当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间相互距离较近时， 颗粒沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降。干 扰沉降速度比自由沉降的小。
1.11
4(9.81)2 (2.0 10 3 )2
1.58 10 4 m 158 m
校核流型
Re dp u c tc 1.5 8 1 2. 5 4 0 1 3 1 .1 5 0 1 0.77 5.9 4
故属于过渡区，与假设相符。
2020/3/23
沉降室的设计计算
已知含尘气体的流量，粉尘的排放标准，气固两相的物 理参数。
➢加速阶段； ➢匀速阶段。
沉降速度（terminal velocity） ：也称为终端速度，匀速阶段颗
粒相对于流体的运动速度。
当du/d =0时，令u= ut，则可得沉降速度计算式
ut
4gdp(p ) 3
2020/3/23
将不同流动区域的阻力系数分别代入上式，得球形颗粒在各
区相应的沉降速度分别为：
层流区（Re<1）
u gdp2(p)
t
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图1 实验装置流程示意图
四、实验步骤
➢ 1．灌泵、排气 ➢ 2. 关闭出口阀（流量调为零），启动离心泵，待
泵运行稳定（达到额定转速）后，方可逐步调节 电动调节阀（调节流量）
➢ 3. 通过电动调节阀调节流量，并分别记录各流量 下的流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机 功率N电及转速n。
➢ 5．测取10组左右的数据后，停泵（先关出口阀， 后关泵）。同时记录下本实验离心泵相关数据。
U dWGCdX
Ad Ad
方法。 • 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒
速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验 分析方法。 • 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。
➢ 内容
• 1. 绘制干燥曲线（失水量~时间关系曲线）； • 2. 根据干燥曲线作干燥速率曲线； • 3. 读取物料的临界湿含量； • 4. 对实验结果进行分析讨论。（上完理论课讨论）
二、基本原理
按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干 燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操 作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认 为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上 气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作 为恒定干燥条件下的干燥操作。
1、干燥曲线的绘制 干燥曲线：物料的含水率X随着时间的变化曲线。
H f
压强表 真空计
离心泵
储槽
由于，两截面间的管长较短，故阻力损失∑Hf 可 忽略不计，速度平方差也很小，亦可忽略。故：
Hh0
pmpv
g
其中，h0=0.1m, pm和pv可测，为两表读数。
2、轴功率N的测量与计算
N=N电×k
其中， N电可测，为电功率表显示值； k可取0.95。
3、效率η与计算
η= Ne/ N ＝QHg /N
食品工程原理实验 ppt课件
3 工作过程
➢启动前，前段机壳须灌满被输送的液体， 以防止气缚。
➢启动后，叶轮旋转，并带动液体旋转。 ➢液体在离心力的作用下，沿叶片向边缘抛出，获得能量，液体
以较高的静压能及流速流入机壳( 沿叶片方向，u, P静 )。由于
涡流通道的截面逐渐增大， P动 P静 。液体以较高的压力排出 泵体，流到所需的场地。 ➢由于液体被抛出，在泵的吸扣处形成一定的真空度，泵外流体的 压力较高，在压力差的作用下被吸入泵口，填补抛出液体的空间。
三、实验装置
1－风机；2－管道；3－进风口；4－加热器；5－厢式干燥器；6－气流均布器； 7－称重传感器； 8－湿毛毡； 9－玻璃视镜门； 10，11，12－蝶阀 图1 实验装置流程示意图
四、实验步骤
➢ 1.放置托盘，开启总电源，开启风机电源； ➢ 2.打开仪表电源，旋转加热按钮至适当加热电压。在U型
离心泵特性曲线测定 （先实验）
一、实验目的和内容
➢ 目的
1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2．掌握离心泵特性曲线测定方法；
➢ 内容
1. 分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线 2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。
二、基本原理
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要 依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、 轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线，它 是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内 部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性 关系曲线，只能依靠实验测定。
➢叶片不断转动，液体不断被吸入、排出，形成连续流动。
泵压头(扬程H)的测定
如右图所示，在泵的进出 口处分别安装真空表和压力 表，在真空表与压力表之间 列柏努得方程式，即
压强表 真空计
离心泵
储槽
H h p m p v u 2 2 u 1 2 0 g 2 g
H f
（2-1）
式中：pM —压力表读出压力（表压），N/m2； pV—真空表读出的真空度，N/m2；
X G Gc Gc
1、在X—τ坐标系中根据以上数据描点作图得干 燥曲线
恒定干燥条件下的干燥曲线
2、在干燥曲线上做切线，得到相应的干基含水率X所对 应的干燥速率，在U—X坐标系中做干燥速率曲线。
恒定干燥条件下的干燥曲线
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
注意：本实验所作出的图不一定和上图一模一样。
3、C点即为临界湿含量
4、转速改变时的换算
Q1
n1
Q2
n2
( ) H1
n1 2
H2
n2
( ) N1
n1 3
N2
n2
(2-6)
三、实验装置
1－水箱；2－离心泵；3－温度传感器；4－泵进口压力传感器；5－灌泵口；6－泵出口 压力传感器；7－涡轮流量计；8-转速传感器；9－电动调节阀；10－旁路闸阀；11－管路 出口阀（实验室本装置无）；
五、原始数据记录及数据处理
（1）记录实验原始数据如下表1：
实验日期： 实验人员： 学号：
装置号：
离心泵型号＝ ，额定流量＝ ，额定扬程＝ ，额定功率＝ 泵进出口测压点高度差H0 ＝ ，流体温度 t ＝
序号
流量Q m3/h
泵进口压力p1 泵出口压力p2 电机功率N电 泵转速n
kPa
kPa
kW
r/min
湿漏斗中加入一定水量，并关注湿球温度，干燥室温度 （干球温度）要求达到恒定温度（例如70℃）； ➢ 3.将恒重过的毛毡加入一定量的水并使其润湿均匀，注意 水量不能过多或过少；
➢ 4.当干燥室温度恒定在70℃时, 将湿毛毡十分小心地放置 于称重传感器上；
➢ 5.立刻记录时间和脱水量，每分钟记录一次重量数据；每 两分钟记录一次干球温度和湿球温度；
➢ 6.待毛毡恒重时，即为实验终了，关闭仪表电源，非常小 心地取下毛毡。；
➢ 7.关闭风机，切断总电源，清理实验设备。
五、原始数据记录及数据处理
时间/(min) 绝干物料重/(g) 湿物料重/(g) 干球温度/(℃) 湿求温度/(℃) 干基含水率X （计算得到）
0
105 ℃
烘至
1
恒重
2
得到
3
4
5
……
恒定干燥条件下的干燥曲线
物料的含水率： X G Gc Gc
2、干燥速率曲线的绘制
X G Gc Gc
干燥速率曲线：物料的干燥速率随着干基含水率X的变化曲线。
干燥速率U：单位干燥面积、单位时间内所除去的湿分（水分）
质量。
U dWGCdX
Ad Ad
恒定干燥条件下的干燥曲线
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
u1、u2—吸入管、压出管中液体的流速，m/s；
ΣHf—两截面间的压头损失，m。
补充三： 离心泵的特性曲线
特性曲线（characteristic curves）：在固定的转速
下，离心泵的基本性能参数（流量、压头、功率和效 率）之间的关系曲线。
强调：特性曲线是在固定转速下测出的，只适用于 该转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值。
4B20
26
n=2900r/min
η
80
24
70
22
H
60
20
50
18
8 40
16
N
6 30
14
4 20
12
2 10
10
00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ｑ,l/s
0 20 40 60 80 100 120 m3/s
离心泵的特性曲线
1、扬程H的测定与计算
H h p m p v u 2 2 u 1 2 0 g 2 g
图上绘有三种曲线
Ｈ－Q曲线 Ｎ－Q曲线 η－Q曲线
4B20
26
n=2900r/min
ηΒιβλιοθήκη Baidu
80
24
70
22
H
60
20
50
18
8 40
16
N
6 30
14
4 20
12
2 10
10
00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ｑ,l/s
0 20 40 60 80 100 120 m3/s
离心泵的特性曲线
（2）根据原理4的公式，按比例定律校合转速后，计算各流 量下的泵扬程、轴功率和效率，如表2：
序号
流量Q’ m3/h
扬程H’ m
轴功率N’ 泵效率η’
kW
%
干燥特性曲线测定 （先实验）
一、实验目的和内容
➢ 目的 • 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操
作方法。 • 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验
四、实验步骤
➢ 1．灌泵、排气 ➢ 2. 关闭出口阀（流量调为零），启动离心泵，待
泵运行稳定（达到额定转速）后，方可逐步调节 电动调节阀（调节流量）
➢ 3. 通过电动调节阀调节流量，并分别记录各流量 下的流量Q、泵进口压力p1、泵出口压力p2、电机 功率N电及转速n。
➢ 5．测取10组左右的数据后，停泵（先关出口阀， 后关泵）。同时记录下本实验离心泵相关数据。
U dWGCdX
Ad Ad
方法。 • 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒
速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验 分析方法。 • 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。
➢ 内容
• 1. 绘制干燥曲线（失水量~时间关系曲线）； • 2. 根据干燥曲线作干燥速率曲线； • 3. 读取物料的临界湿含量； • 4. 对实验结果进行分析讨论。（上完理论课讨论）
二、基本原理
按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干 燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操 作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认 为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上 气流速度、与物料的接触方式不变，则称这种操作 为恒定干燥条件下的干燥操作。
1、干燥曲线的绘制 干燥曲线：物料的含水率X随着时间的变化曲线。
H f
压强表 真空计
离心泵
储槽
由于，两截面间的管长较短，故阻力损失∑Hf 可 忽略不计，速度平方差也很小，亦可忽略。故：
Hh0
pmpv
g
其中，h0=0.1m, pm和pv可测，为两表读数。
2、轴功率N的测量与计算
N=N电×k
其中， N电可测，为电功率表显示值； k可取0.95。
3、效率η与计算
η= Ne/ N ＝QHg /N
食品工程原理实验 ppt课件
3 工作过程
➢启动前，前段机壳须灌满被输送的液体， 以防止气缚。
➢启动后，叶轮旋转，并带动液体旋转。 ➢液体在离心力的作用下，沿叶片向边缘抛出，获得能量，液体
以较高的静压能及流速流入机壳( 沿叶片方向，u, P静 )。由于
涡流通道的截面逐渐增大， P动 P静 。液体以较高的压力排出 泵体，流到所需的场地。 ➢由于液体被抛出，在泵的吸扣处形成一定的真空度，泵外流体的 压力较高，在压力差的作用下被吸入泵口，填补抛出液体的空间。
三、实验装置
1－风机；2－管道；3－进风口；4－加热器；5－厢式干燥器；6－气流均布器； 7－称重传感器； 8－湿毛毡； 9－玻璃视镜门； 10，11，12－蝶阀 图1 实验装置流程示意图
四、实验步骤
➢ 1.放置托盘，开启总电源，开启风机电源； ➢ 2.打开仪表电源，旋转加热按钮至适当加热电压。在U型
离心泵特性曲线测定 （先实验）
一、实验目的和内容
➢ 目的
1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2．掌握离心泵特性曲线测定方法；
➢ 内容
1. 分别绘制一定转速下的H～Q、N～Q、η～Q曲线 2．分析实验结果，判断泵最为适宜的工作范围。
二、基本原理
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要 依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H、 轴功率N及效率η与泵的流量Q之间的关系曲线，它 是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内 部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性 关系曲线，只能依靠实验测定。
➢叶片不断转动，液体不断被吸入、排出，形成连续流动。
泵压头(扬程H)的测定
如右图所示，在泵的进出 口处分别安装真空表和压力 表，在真空表与压力表之间 列柏努得方程式，即
压强表 真空计
离心泵
储槽
H h p m p v u 2 2 u 1 2 0 g 2 g
H f
（2-1）
式中：pM —压力表读出压力（表压），N/m2； pV—真空表读出的真空度，N/m2；
X G Gc Gc
1、在X—τ坐标系中根据以上数据描点作图得干 燥曲线
恒定干燥条件下的干燥曲线
2、在干燥曲线上做切线，得到相应的干基含水率X所对 应的干燥速率，在U—X坐标系中做干燥速率曲线。
恒定干燥条件下的干燥曲线
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
注意：本实验所作出的图不一定和上图一模一样。
3、C点即为临界湿含量
4、转速改变时的换算
Q1
n1
Q2
n2
( ) H1
n1 2
H2
n2
( ) N1
n1 3
N2
n2
(2-6)
三、实验装置
1－水箱；2－离心泵；3－温度传感器；4－泵进口压力传感器；5－灌泵口；6－泵出口 压力传感器；7－涡轮流量计；8-转速传感器；9－电动调节阀；10－旁路闸阀；11－管路 出口阀（实验室本装置无）；
五、原始数据记录及数据处理
（1）记录实验原始数据如下表1：
实验日期： 实验人员： 学号：
装置号：
离心泵型号＝ ，额定流量＝ ，额定扬程＝ ，额定功率＝ 泵进出口测压点高度差H0 ＝ ，流体温度 t ＝
序号
流量Q m3/h
泵进口压力p1 泵出口压力p2 电机功率N电 泵转速n
kPa
kPa
kW
r/min
湿漏斗中加入一定水量，并关注湿球温度，干燥室温度 （干球温度）要求达到恒定温度（例如70℃）； ➢ 3.将恒重过的毛毡加入一定量的水并使其润湿均匀，注意 水量不能过多或过少；
➢ 4.当干燥室温度恒定在70℃时, 将湿毛毡十分小心地放置 于称重传感器上；
➢ 5.立刻记录时间和脱水量，每分钟记录一次重量数据；每 两分钟记录一次干球温度和湿球温度；
➢ 6.待毛毡恒重时，即为实验终了，关闭仪表电源，非常小 心地取下毛毡。；
➢ 7.关闭风机，切断总电源，清理实验设备。
五、原始数据记录及数据处理
时间/(min) 绝干物料重/(g) 湿物料重/(g) 干球温度/(℃) 湿求温度/(℃) 干基含水率X （计算得到）
0
105 ℃
烘至
1
恒重
2
得到
3
4
5
……
恒定干燥条件下的干燥曲线
物料的含水率： X G Gc Gc
2、干燥速率曲线的绘制
X G Gc Gc
干燥速率曲线：物料的干燥速率随着干基含水率X的变化曲线。
干燥速率U：单位干燥面积、单位时间内所除去的湿分（水分）
质量。
U dWGCdX
Ad Ad
恒定干燥条件下的干燥曲线
恒定干燥条件下的干燥速率曲线
u1、u2—吸入管、压出管中液体的流速，m/s；
ΣHf—两截面间的压头损失，m。
补充三： 离心泵的特性曲线
特性曲线（characteristic curves）：在固定的转速
下，离心泵的基本性能参数（流量、压头、功率和效 率）之间的关系曲线。
强调：特性曲线是在固定转速下测出的，只适用于 该转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值。
4B20
26
n=2900r/min
η
80
24
70
22
H
60
20
50
18
8 40
16
N
6 30
14
4 20
12
2 10
10
00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ｑ,l/s
0 20 40 60 80 100 120 m3/s
离心泵的特性曲线
1、扬程H的测定与计算
H h p m p v u 2 2 u 1 2 0 g 2 g
图上绘有三种曲线
Ｈ－Q曲线 Ｎ－Q曲线 η－Q曲线
4B20
26
n=2900r/min
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80
24
70
22
H
60
20
50
18
8 40
16
N
6 30
14
4 20
12
2 10
10
00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ｑ,l/s
0 20 40 60 80 100 120 m3/s
离心泵的特性曲线
（2）根据原理4的公式，按比例定律校合转速后，计算各流 量下的泵扬程、轴功率和效率，如表2：
序号
流量Q’ m3/h
扬程H’ m
轴功率N’ 泵效率η’
kW
%
干燥特性曲线测定 （先实验）
一、实验目的和内容
➢ 目的 • 1. 了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操
作方法。 • 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验