食品工程原理 第五章 习题解答
食品工程原理第五周布置习题解答
习题解答食品1301班及食品质安1301、1302班食品工程原理作业（共96题）1-31某塔板冷模实验装置中有三块塔板，塔径D =1.5m ，管路直径d =0.45m ，要求塔内最大气速为2.5m/s ，已知在最大气速下，通过每块塔板的阻力损失约为120mmH 2O ，孔板流量计的阻力损失为400mmH 2O ，整个管路的阻力损失约为300mmH 2O ，设空气温度为30℃，大气压为740mmHg ，试选择一适用的通风机。
（431.5910m /h V =⨯，421.15101170e P Pa mmH O ︒=⨯=，从风机样本查出9-27-101No7（n =2900r/min ）满足要求，该机性能如下：全压1210mmH 2O ，风量17100m 3/h ，轴功率89kW ）2'图2-11解：1122''--、间BE1222212121()()()2T f u u H g z z p p g H ρρρ--=-+-++∑22211212222.50.785 1.5 2.540,,0,27.8m/s 0.7850.454D z z p p u u d ππ⨯⨯⨯-≈=====⨯32737401.29 1.13kg/m 303760ρ=⨯⨯= 241.1327.8(0.40.30.123)10009.81 1.08102T H ⨯=+++⨯⨯⨯=⨯Pa2430.785 1.5 2.53600 1.5910m /h V =⨯⨯⨯=⨯441.221.131.2 1.0810 1.15101170TT T H H H Pa mmH O ρρρ︒︒⎛⎫⎛⎫===⨯⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭从风机样本查出9-27-101N07（n =2900r/min ）满足要求，该机性能如下：全压1210mmH 2O ，风量17100m 3/h ，轴功率89kW 。
1-32 大气状态是10℃、750mmHg(绝压)，现空气直接从大气吸入风机，然后经内径为800mm 的风管输入某容器，已知风管长130m ，所有管件的当量管长为80m ，管壁粗糙度mm 3.0=ε，空气输送量为2×104m 3/h (按外界大气条件计)，该容器内静压强为1.0×104Pa(表压)。
《食品工程原理》第五章 传热
传热
Heat Transfer
第一节 传热概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 热交换 第五节 辐射传热
.
第一节 传热概述
5-1 传热的基本概念
1.传热基本方式
（1）热传导（conduction）
当物体内部或两直接接触的物体间有温度差时， 温度较高处的分子与相邻分子碰撞，并将能量的 一部分传给后者。
G P r 6 r .1 2 6 0 0 6 .4 7 .0 1 4 60 3
查表5-3 a = 0.53, m = 1/4
Nu=a(Pr·Gr)m
N u aL 0. 5(3 4 .1 460 )3 1/ 424.3 λ
αN λ u 24 0.3 .0 7 3.04 W 512/K (m ) L 0.1
δ1
δ2
.
本次习题
p.195
2. 5.
.
5-4 通过圆筒壁的稳态导热
5.4A 通过单层圆筒壁的稳态导热
Φλ2πrLdT
dr
Φ 2π
r2
Lr1
drλT2
r
T1
dT
Φ
2πLλ
lnr2 (T1
T2
)
r1
令
rmΦ rl2n2δ π rr12r1 m/rLλ T1T δln2rr12r2rδrm1
令 Am 2π rm L
.
M 3 Θ 1 L 1 a L T b M T 1 T 1 c M 3 Θ L 1 d M 3 L e L 2 T 2 Θ 1 f L L T 2 g
按因次一致性原则
对质量M 1 = c + d + e 对长度L 0 = a + b – c + d – 3e + 2f + g
食品工程原理课后习题答案
食品工程原理课后习题答案食品工程原理课后习题答案食品工程原理是食品科学与工程专业的一门重要课程，通过学习这门课程，我们可以了解食品的生产、加工、贮藏和保鲜等方面的原理和技术。
在学习过程中，老师通常会布置一些课后习题，以检验我们对所学知识的掌握情况。
下面是一些常见的食品工程原理课后习题及其答案，供大家参考。
1. 什么是食品工程原理？食品工程原理是指通过对食品生产、加工和贮藏等过程中涉及的物理、化学、生物等基本原理的学习和掌握，以及对食品工程技术的应用和发展进行研究的学科。
它主要包括食品的成分、结构和性质，食品加工过程中的热传导、传质、传热和流变学等基本原理，以及食品贮藏和保鲜技术等方面的知识。
2. 食品工程原理的研究对象有哪些？食品工程原理的研究对象主要包括食品的成分、结构和性质，食品加工过程中的热传导、传质、传热和流变学等基本原理，以及食品贮藏和保鲜技术等方面的知识。
具体包括食品的物理性质、化学性质、生物性质等方面的内容。
3. 食品工程原理的研究方法有哪些？食品工程原理的研究方法主要包括实验研究和理论分析两种。
实验研究是通过设计和进行实验，收集和分析实验数据，验证和探索食品工程原理的真实性和有效性。
理论分析是通过建立数学模型和方程，运用物理、化学、数学等基本原理和方法，对食品工程原理进行推导和分析。
4. 食品工程原理中的热传导是指什么？热传导是指物质内部或不同物质之间热量传递的过程。
在食品加工过程中，热传导是指通过热量的传递，使食品内部温度均匀分布的过程。
它是食品加热、冷却和保温等过程中的基本原理。
5. 食品中的水分是如何传质的？食品中的水分传质主要通过扩散过程实现。
扩散是指物质在浓度梯度作用下的自发性传递过程。
在食品加工过程中，水分的传质是指水分从高浓度区域向低浓度区域的自发性传递过程，以达到水分均匀分布的目的。
6. 食品工程原理中的传热是指什么？传热是指热量在物质之间传递的过程。
在食品加工过程中，传热是指通过热量的传递，使食品内部温度升高或降低的过程。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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%，含盐量%，试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为%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℃，离开预热器的温度为℃。
求蒸气消耗量。
5 在碳酸饮料的生产过程中，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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。
初始接种物中含有%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1000kg/m3)。
第一章流体流动一、名词解释1 流体的黏性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。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
食品工程原理练习题参考答案
《食品工程原理》练习题提示第一章 流体流动 一、填空题1、50.44mmHg （真空度）；149.8mmHg （表压）。
2、时间，流动系统内无质量积累，ρ1u 1A 1=ρ2u 2A 2。
3、1.6×10-4m 3/s4、总机械能，沿程阻力，局部阻力。
5、泵的特性曲线，管路特性曲线，工作点。
6、扬程，流量，转速。
7、管路特性曲线，效率点。
8、吸上真空度法，汽蚀余量法。
9、泵的特性曲线，管路特性曲线，最高效率点。
10．1/16，1/32，流体有粘性。
12、20)(2u gR ρρρζ-=13、扬程增大倍数为1倍，1.2倍。
14、用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。
15、计量泵、齿轮泵、螺杆泵。
16、在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大 , 不足以吸上液体；泵内灌液。
17、叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生部分汽化。
18、减小吸入管路的阻力；增大供液池上方压力。
19、旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数。
20、泵内灌液；关闭出口阀；出口阀。
21、一次方；二次方。
22、静压头。
23、点速度，平均速度。
二、选择题 1、D ；2、C3、某设备进出口的压力分别为220mmHg （真空度）及 1.6kgf/cm 2（表压），若当地大气压为760mmHg ，则该设备进出口压力差为（ c ）C 、1.86×105Pa4、关于流体流动的连续方程式：A 1u 1ρ1=A 2u 2ρ2，下列说法正确的是（ A ） A 、它只适用于管内流体的稳定流动 B 、它只适用于不可压缩理想流体C 、它只适用于管内流体的不稳定流动D 、它是流体流动的普遍性方程，可适用于一切流体流动5、B ；6、D ；7、A ；8、D ；9、B ；10、C ；11、D ；12、C ；13、D ；14、D ；15．Ｄ。
三、问答题1．回答文氏管的工作原理和应用。
（P46） 四、计算题1、解：根据题意，设贮槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h液柱）绝压绝压m H s m dQu h u KPa P KPa P m Z m Z f (7.225.481.9284.181.91010022018)/(84.105.0436001345.4,0),(220)(100,20,22322212121=+⨯+⨯-+=∴=⨯⨯========∑ππ2、解：选择泵排出口液面为1-1`面及出口管液面为2-2`面， 由1-1`面2-2`面列柏努利方程：gZ 1+ρ1P +221u+We=gZ 2+ρ2P +222u +∑f L因为u 1=u 2=0，∑++-=fLP Z Z g P ρρ2121)(∑∑∑∑+=+=222221u u d l L L Lf f fζλ，代入数字可得∑=23.18f L)(10313.123.189851081.986.0381.9985541Pa P ⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=∴3、解：根据题意，设高位槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221=Z 2+g P ρ2+gu222+∑hf)/(61.2,23181.92)231(25231,0,0,522222212121s m u u u u g u u h u P P m Z Z f =∴++⨯=++=+=====-∑)/(7.864)/(24.0106.1414.361.243322h m s m d u uA Q ==⨯⨯=⨯==∴π4（P78习题1）、解：根据题意，由柏努利方程，得：2920800,221222122u u u u P-=∴-=∆ρ 又21221221259,259)2012()(u u d d u u =∴===代入上式 )/(413.12s m u =∴)/(10599.1)012.0(414.3413.1434222222s m d u A u Q -⨯=⨯⨯=⨯==∴π5（P79习题11）、解：如图，由1-1`和2-2`列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h又因为Z 2-Z 1=2，P 1=P 2，u 1=0∑∑++=++∆=∴f f h guh g u Z H 2222222又42221039.1007.0124091.2027.0Re ),/(91.2027.04360064⨯=⨯⨯===⨯⨯==u du s m d Qu ρππ039.0,0074.0027.00002.0=∴==λεd291.2)26(291.2027.050039.0222321222⨯+⨯++⨯+⨯⨯=+=∴∑∑ζζζζζλu u d l L f代入数字可得结果为364.4(J/㎏)所以 H=2+)(58.3981.94.36481.9291.22m =+⨯6、解：列泵进口和出口间的能量方程Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f hZ2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,∑fh≈0则%6.60%100120023.223600/1281.91000%10023.2281.91000101325760/1401013259.17.0=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯+⨯+=P P mH e η第二章 传热一、填空题 1、)ln()()(12211221t T t T t T t T -----；2、热传导，牛顿冷却，无因次准数；3、对流传热，热传导； 4、传热系数，传热面积，传热温差（对数平均温差）。
食品工程原理 第五章 习题解答
第五章习题解答1. 什么样的溶液适合进行蒸发？答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。
只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。
2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。
3. 什么叫真空蒸发？有何特点？答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。
将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。
操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。
真空蒸发的特点在于：①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降；③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。
4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。
②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。
二次蒸汽易挟带泡沫。
③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。
④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。
5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。
也可作物料衡算求得。
在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。
蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。
6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。
食品工程原理思考题与习题
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示.已知20%蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1）质量分数；（2）摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3).第一章流体流动一、名词解释1 流体的黏性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。
食品工程原理 第五章 习题解答
第五章习题解答1. 什么样的溶液适合进行蒸发？答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。
只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。
2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。
3. 什么叫真空蒸发？有何特点？答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。
将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。
操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。
真空蒸发的特点在于：①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降；③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。
4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。
②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。
二次蒸汽易挟带泡沫。
③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。
④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。
5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。
也可作物料衡算求得。
在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。
蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。
6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t 与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。
食品工程原理试题思考题及习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3发酵灌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，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1000kg/m3)。
食品工程原理第五章
传 热
图5-1 单层平壁热传导
传 热
实际上，物体内部不同位置上的温度并不相同，因而 导热系数也随之不同。但在工程计算中，对于各处温度不 同的物体，其导热系数可以取固体两侧面温度下λ值求得算 术平均值，或取两侧面温度的算术平均值下的λ值。 式（5-2）表明导热速率与传热推动力成正比，与热阻
成反比；导热距离越大，传热面积和导热系数越小，热阻
传 热
（3）热辐射 热辐射既不依靠流体质点的移动，又不依靠分子之间 的碰撞，而是借助各种不同波长的电磁波来传递能量的。 热辐射的特点是不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量 形式的转换。当两个物体以热辐射的方式进行热能传递时， 放热物体的热能先转化为辐射能，并以电磁波的形式向周 围空间发射，当遇到另一物体时，电磁波的辐射能将部分 或全部地被该物体吸收，又转变为热能。任何物体都能把 热能以电磁波的形式辐射出去，也能吸收别的物体辐射出 的电磁波而转变成热能。当物体的温度越高，则以辐射形 式传递的热量就越多。
传 热
食品生产中对传热过程的要求有以下两种情况:一种是 强化传热过程。要求设备传热性能良好，以达到挖掘传热 设备的潜力或缩小设备的尺寸；另一种是削弱传热过程， 以达到减少热损失，节约能源，维持操作稳定，改善操作 人员的劳动条件等。
传 热
5.1.2 传热的基本理论 1.传热的基本方式 热量的传递是由于物体内部或物体之间的温度不同而 引起的。根据传热机理的不同，传热的基本方式有热传导、 热对流、热辐射三种。
传 热
（1）热传导 它是内能由物体的一部分传递给另一部分或从一个物 体传递给另一个物体，同时无物质质点迁移的传热方式。 物体中温度较高的分子（或原子、自由电子等）因振动而 与相邻温度较低的分子（或原子、自由电子等）发生碰撞， 并将能量的一部分传给后者。热传导的特点是物体中的分
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
第一章流体流动一、名词解释1流体的黏性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。
食品工程原理(赵思明编)思考题与习题参考答案
思考题与习题参考答案绪论一、填空1、经济核算2、物料衡算、经济核算、能量核算、物系的平衡关系、传递速率3、液体输送、离心沉降、混合、热交换、蒸发、喷雾干燥二、简答1、在食品工程原理中，将这些用于食品生产工艺过程所共有的基本物理操作过程成为单元操作。
例如，奶粉的加工从原料乳的验收开始，需要经过预热杀菌、调配、真空浓缩、过滤、喷雾干燥等过程；再如，酱油的加工，也包含大豆的浸泡、加热、杀菌、过滤等工序，这两种产品的原料、产品形式、加工工艺都有较大的不同，但却包含了流体的输送、物质的分离、加热等相同的物理操作过程。
2、“三传理论”即动量传递、热量传递和质量传递。
（1）动量传递理论。
随着对单元操作的不断深入研究，人们认识到流体流动是一种动量传递现象，也就是流体在流动过程中，其内部发生动量传递。
所以凡是遵循流体流动基本规律的单元操作都可以用动量传递理论去研究。
（2）热量传递理论。
物体在加热或者冷却的过程中都伴随着热量的传递。
凡是遵循传热基本规律的单元操作都可以用热量传递的理论去研究。
（3）质量传递理论。
两相间物质的传递过程即为质量传递。
凡是遵循传质基本规律的单元操作都可以用质量传递的理论去研究。
例如，啤酒的灭菌（热量传递），麦芽的制备（动量传递，热量传递，质量传递）等。
三传理论是单元操作的理论基础，单元操作是三传理论具体应用。
3、单元操作中常用的基本概念有物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算。
物料衡算遵循质量守恒定律，是指对于一个生产加工过程，输入的物料总量必定等于输出的物料总质量与积累物料质量之和。
能量衡算的依据是能量守恒定律，进入过程的热量等于离开的热量和热量损失之和。
平衡状态是自然界中广泛存在的现象。
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。
过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递速率增大时，设备尺寸可以减小。
为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方案。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。
已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。
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CO2的( 1)质量分数；(2)摩尔分数。
忽略CO2和水以外的任何组分。
6采用发酵罐连续发酵生产酵母。
20m3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1000kg/m3)。
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第五章习题解答1. 什么样的溶液适合进行蒸发？答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。
只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。
2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。
3. 什么叫真空蒸发？有何特点？答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。
将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。
操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。
真空蒸发的特点在于：①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降；③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。
4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。
②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。
二次蒸汽易挟带泡沫。
③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。
④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。
5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。
也可作物料衡算求得。
在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。
蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。
6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。
蒸发操作时，造成温度差损失的原因有：因蒸汽压下降引起的温度差损失'∆、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''∆和因管路流体阻力引起的温度差损失'''∆。
温度差损失的存在，将使传热推动力降低。
扣除了溶液沸点升高值Δ后的传热温差，叫做有效传热温度差。
7. 何谓蒸发器的生产能力？何谓蒸发器的生产强度？怎样提高蒸发器的生产强度？答：蒸发器的生产能力是指单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，即蒸发量W 。
有时也用热负荷来表示。
蒸发器的生产强度简称蒸发强度，是指单位时间、单位传热表面上蒸发出水分的质量，以U 表示。
提高蒸发强度的基本途径是提高总传热系数K 和传热温度差t ∆。
8. 蒸发时，溶液的沸点比二次蒸气的饱和温度高的原因是什么？答：①溶液中的溶质使溶济蒸汽压下降引起的溶液沸点升高；②蒸发器中液柱静压强而引起的溶液沸点升高；③因蒸气的流动阻力引起的溶液沸点升高。
9. 多效蒸发中，“最后一效的操作压强是由后面的冷凝能力确定的。
”这种说法是否正确？冷凝器后使用真空泵的目的是什么？答：不对。
蒸发室的操作压强是根据工艺操作要求，料液的特性，经济效果等应方面而定的。
最后一效操作压强是由后面冷凝器的真空度确定的，真空度太高时，会导致冷凝器冷凝困难。
冷凝器后使用真空泵的目的是去除不凝性气体。
10. 为什么要采用多效蒸发？效数是否愈多愈好？答：在工业生产中，引入前效的二次蒸汽作为后效的加热热源，后效的加热室作为前效二次蒸汽的冷凝器，多效蒸发操作仅第一效需要消耗生蒸汽。
各效(末效除外)的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率即经济性。
随着多效蒸发效数的增加，温度差损失随之加大。
因此多效蒸发的效数是有一定限制的。
11. 用一单效蒸发器将2000kg/h 的NaCl 水溶液由11%浓缩至25%（均为质量%），试计算所需蒸发水分量。
解：蒸发水分量：010.11(1)2000(1)1120kg /h 0.25x W F x =-=⨯-=12. 在一蒸发器中，将2500kg/h 的NaOH 水溶液由8%浓缩至27%（均为质量%）。
已知加热蒸汽压力为450kPa ，蒸发室压力为100kPa (均为绝压)。
溶液沸点为115℃，比热为3.9 kJ(kg/K )，热损失为70kW 。
试计算以下两种情况的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
①25℃进料；②沸点进料。
解：010.08(1)2500(1)1759kg /h 0.27x W F x =-=⨯-=①25℃进料010(-)'2500 3.9(115-25)17592221702240kg /h 2128L Fc t t Wr Q D r ++⨯+⨯+===/2240/1759 1.27e D W === ②沸点进料'17592221701836kg /h 2128L Wr Q D r +⨯+=== /1836/1759 1.04e D W ===13. 用一单效蒸发器将1500kg/h 的水溶液由5％浓缩至25％（均为质量％）。
加热蒸汽压力为190kPa ，蒸发压力为30kPa （均为绝压）。
蒸发器内溶液沸点为78℃，蒸发器的总传热系数为1450W/(m 2·℃)。
沸点进料，热损失不计。
试计算：①完成液量；②加热蒸汽消耗量；③传热面积。
解：010.05(1)1500(1)1200kg /h 0.25x W F x =-=⨯-= ①完成液量300kg /h F W =-= ②加热蒸汽消耗量：'120023341267kg /h 2210Wr D r ⨯=== ③传热面积：211267221048.3m ()1450/1000(11878)m Q Dr A K t K T t ⨯====∆-⨯-14.某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为28%（均为质量分数）。
蒸发器的传热面积为5m 2，传热系数K=1500W/(m 2·K )，加热蒸汽的温度采用115℃（其汽化潜热为2221kJ.kg -1，冷凝水在饱和温度下排出），蒸发室内蒸汽的温度为57.3℃，二次蒸汽的汽化潜热为2359kJ/kg ，采用沸点进料，经计算知：△′=0.7℃，△″=0；热损失相当于蒸发器传热量的5%。
求：①此蒸发器每小时可处理多少kg 番茄汁？②加热蒸汽耗量为多少kg/h ？解：①求F∵1()Q AK T t =-t 1=T ′+△′+△"=57.3+0.7+0=58℃∴Q=5×1500(115-58)=427500W∴30.954275000.95 0.172kg/s 619.8kg/h '235910Q W r ⨯====⨯ ∴619.81084.65kg /h 0.1210.28F ==- ②求D4275003600692.93kg/h 22211000Q D r ⨯===⨯15.现采用某单效真空蒸发器来浓缩某水溶液。
已知进料量为10t/h ，料液从15%浓缩至浓度为60%（均为质量%），沸点进料；加热蒸汽压力为300kN/m 2（绝压）；冷凝水在饱和温度下排出；冷凝器内的真空度为610mmHg ，各项温度差损失分别为△′=2.5℃，△″=3.5℃，△'''=1℃；热损失为加热蒸汽放出热量的5%，传热系数K =2500w/(m 2·K )，试：①估算单位蒸汽耗量为多少？②估算蒸发器的传热面积为多少m 2？③若产品浓度达不到要求，你认为可采取什么措施？ 解：蒸发量：010.15(1)10000(1)7500kg /h 0.60x W F x =-=⨯-= ①单位蒸汽耗量'2351 1.1420.9521680.95D r W r ===⨯⨯ ②蒸发器的传热面积：21'75002351100029.6m ()2500(133.360.1 2.5 3.51)3600m Q Wr A K t K T t ⨯⨯====∆-⨯----⨯ ③适当增加蒸发器持液量；提高回执蒸气温度；降低二次蒸气温度。
16.在单效真空蒸发器中，将流量为10000kg·h -1的某水溶液从10%连续浓缩至50%。
原料液温度为31℃。
估计溶液沸点升高为7℃，蒸发室的绝对压强为0.2 kgf/cm 2。
加热蒸汽压强为2 kgf/cm 2（绝压），其冷凝水出口温度为79℃。
假设总传热系数为1000 w/(m 2·K)，热损失可忽略。
试求加热蒸消耗量和蒸发器的传热面积。
当地大气压为1 kgf/cm 2。
已知0.2 kgf/cm 2时蒸汽饱和温度为59.7℃，汽化潜热为2356kJ/kg 及焓2605.45kJ/kg ；2 kgf/cm 2时蒸汽饱和温度为119.6℃，汽化潜热为2206kJ/kg 及焓为2708 kJ/kg 。
答：溶液沸点：t 1=59.7+7=66.7℃ 蒸发量：010.10(1)10000(1)8000kg /h 0.50x W F x =-=⨯-= 溶液比热：C p =4.187×(1-x 0)=4.17×(1-0.1)=3.77 kJ/(kg·K)Q =FC p (t 1-t 0)+W r ′+Q L=10000×3.77×(66.7-31)+8000×2356=20193890kJ/h=5609414W(1)蒸汽耗量D =Q /r =20193890/2206=9154 kg/h(2)蒸发器的传热面积：25609414106m 1000(119.666.7)m Q A K t ===∆⨯-17. 欲用一标准式蒸发器将10%的NaOH 水溶液浓缩至25%。
加料量为12t/h 。
原料液的比热为 3.76kJ/K ，进料温度为50℃，加热室内溶液的密度为1200kg·m 3。
料液平均高度为1.4m ，蒸发室内真空度为51.3kPa ，加热蒸汽压力为300kPa 。
热损失可取35kW ，总传热系数为1800 W/(m 2·℃)，当地大气压为101.33 kPa 。
试计算：①蒸发水分量；②加热蒸汽用量；③蒸发器的传热面积解：①蒸发水分量010.10(1)12000(1)7200kg /h 0.25x W F x =-=⨯-= 常压下溶液蒸汽压下降引起的温度差损失：13.07℃'2'''0.0162(273)11.5a T r +∆=∆=℃ 蒸发器内液层中部压强为：12009.81 1.4'51.359.5kPa 210002m gl p p ⨯⨯=+=+=⨯ρ 查表得：=∆"3℃取：'''1∆=℃则料液沸点：T ’=81.2+11.5+3+1=96.7℃②加热蒸汽用量010(-)'12000 3.76(96.750)72002304.5353600 21688683kg /h LFc t t Wr Q D r++=⨯⨯-+⨯+⨯== ③蒸发器的传热面积2186832168100079.2m ()1800(133.396.7)3600m Q Dr A K t K T t ⨯⨯====∆-⨯-⨯。