能量衡算的依据是能量守恒定律
制药工程工艺设计重点
绪论1、制药工程工艺设计的内容：包括将新产品的实验室小试转变为中试直至工业化规模生产,也包括现有生产工艺进行的技术革新与改造。
因此，大到建设一个完整的现代化制药基地,小到改造药厂的一个具体工艺都是制药工程工艺设计的工作范围。
2、三个需要：适应市场需要、满足客户需要、控制成本需要.（了解)3、三更新：更新设计观念、更新设计方法、更新科技知识。
（了解）4、制药工程工艺设计分类:根据制药工程项目生产的产品形态不同,医药工程羡慕设计可分为原料药生产设计和制剂生产设计（根据具体的剂型,制剂生产设计又包括片剂生产车间设计、针剂车间设计等）。
根据医药工程项目生产的产品不同，医药工程项目设计可分为合成药厂设计、中药提取药厂设计、抗生素药厂设计以及生物制药厂设计和药物制剂厂设计。
(了解）第一章2、可行性研究的的任务和意义：(1）任务：可行性研究主要对拟建项目在技术、工程、经济和外部协作条件上是否合理和可行，进行全面分析、论证以及方案比较。
（2）意义：1、作为建设项目投资决策和编制设计说明书的依据；2、作为向银行申请贷款的依据；3、作为建设项目主管部门与各相关部门商谈合同、协议的依据；4、作为建设项目开展初步设计的基础；5、作为拟采用新技术、新设备研制计划的依据;6、作为建设项目补充地形、地质勘察工作和补充工业化试验的依据；7、作为安排计划、开展各项建设前期工作的参与；8、作为环保部门审查建设项目中对环境影响的依据.3、设计阶段的划分：一般按工程的重要性、技术的复杂性，并根据计划任务书的规定,可将设计分为三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计三种情况.三阶段设计包括初步设计、技术设计和施工图设计，两阶段设计包括扩大初步设计和施工图设计，一阶段设计只有施工图设计。
4、初步设计阶段的主要成果:初步设计成果是初步设计说明书和图纸（带点控制工艺流程图、车间布置图及重要设备的装置图）。
5、施工设计图设计阶段的主要设计图纸：（1）施工阶段管道及仪表流程图（带控制点的工艺流程图）；（2）施工阶段设备布置图及安装图；（3）施工阶段管道布置图及安装图;（4）非标设备制造及安装图；（5）设备一览表；（6)非工艺工程设计项目的施工图.6、施工图设计阶段的深度:施工图设计的深度应满足下列要求:（1）设备及材料的安排和订货;（2)非标设备的设计和安排；（3）施工图预算的编制；（4）土建和安装工程的要求.（了解）7、制药工程项目试车的总原则：从单机到联机到整条生产线；从空车到以水代料到实际物料。
《制药工程学》：名词解释和单项选择题复习资料
《制药⼯程学》：名词解释和单项选择题复习资料《制药⼯程学》:名词解释和单项选择题复习资料⼀、名词解释:1. 项⽬建议书：是法⼈单位根据国民经济和社会发展的长远规划、⾏业规划、地区规划，并结合⾃然资源、市场需求和现有的⽣产⼒分布等情况，在进⾏初步的⼴泛的调查研究的基础上，向国家、省、市有关主管部门推荐项⽬时提出的报告书。
2. 设计任务书：⼀般由建设单位的主管部门组织有关单位编制，也可委托设计、咨询单位或⽣产企业(改、扩建项⽬)编制。
设计任务书是确定⼯程项⽬和建设⽅案的基本⽂件，是设计⼯作的指令性⽂件，也是编制设计⽂件的主要依据。
3. 风玫瑰图：是当地⽓象部门根据多年的风向观测资料，将各个⽅向的风向频率按⽐例和⽅位标绘在直⾓坐标系中，并⽤直线将各相邻⽅向的端点连接起来，构成⼀个形似玫瑰花的闭合折线。
风玫瑰图表⽰⼀个地区的风向和风向频率。
4. ⼚区利⽤系数：是反映⼚区场地有效利⽤率⾼低的指标。
制药企业的⼚区利⽤系数⼀般为60～70%。
5. 绿地率：是药⼚总平⾯设计中不可缺少的重要技术经济指标。
6. 空⽓吹淋室：是⼀种可强制吹除附着于⼯作⼈员⾐服上的尘粒的⼩室设备，⼜称空⽓风淋室，常设于洁净室的⼊⼝处。
可分为⼩室吹淋室和通道式吹淋室，前者⼜可分为喷嘴型吹淋室和条缝型吹淋室。
7. 缓冲室：是按相邻⾼等级洁净室的等级设计、体积不⼩于6m3的⼩室，其内设有洁净空⽓输送设备。
8. ⽓闸室：是设置于洁净室⼊⼝处的⼩室。
也可理解为设置于两个或两个以上房间之间的具有两扇或两扇以上门的密封空间。
9. 防爆车间：⼜称为甲类⼚房，其⼚房应是单层的，内部不能有死⾓，以防爆炸性⽓体或粉尘的积累。
10. 柱⽹：⼚房建筑的承重柱在平⾯中排列所形成的⽹格。
11. 跨度：相邻纵向定位轴线间的距离。
12. 柱距：横向定位轴线间的距离。
13. ⽣产车间：是⼚内⽣产成品或半成品的主要⼯序部门。
可以是多品种共⽤，也可以为⽣产某⼀产品⽽专门设置。
食品工程原理题范文
一．名词解释1.筛分：用过筛分器将大小不同的固体颗粒分成两种或多种粒级的过程。
2.微胶囊造粒技术：将固体液体或气体物质包埋封存在一种微胶囊内成为一种固定微粒产品的技术。
3.乳化：是一种特殊的混合操作，它是将两种通常不互溶的液体进行亲密混合，使一种液体粉碎成小球粒分散到另一种液体中。
4.膜分离：利用化学的位差能来实现溶质多组分的分离。
5.水分活度：水蒸气分压与同温下纯水的饱和蒸汽压之比。
6.粉碎：利用一定的机械手段，由大块变小块，使各指标均匀一致。
7.功能性食品：强调其成分对人体能充分显示身体防御功能，调节生理节律，预防疾病和促进康复等有关功能的工程化食品。
8.曳力：当流体以一定速度流过静止的团体颗粒时，由于存在流体粘性，对颗粒有作用力，称为曳力。
9.冷冻浓缩：利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理的一种浓缩方法。
10.极限压力：又称极限真空度，是泵的进口处能达到的最低压力。
11.晶体：为化学均一的固体，具有规则的形状，其结构是以各原子、离子和分子等质点，在空间的晶格上的对称排列为特征。
12.热通量：是指单位传热面积上的传热速率，即热流量与传热面积之比。
13.均质：也称匀浆，是使悬浮液体系中的分散物质微粒化、均质化的处理过程。
14.浓缩：是从溶液中除去部分溶剂的单元操作，使溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。
15.稳定流动：在流动系统中，若任意截面上流体的流速、压力和密度等有关物理量仅随位置改变，而不随时间改变。
16.渗透：由于半透膜两侧具有浓度差，纯水将向盐水侧扩散渗透，渗透的推动力是渗透压。
17.平均自由程：在一定能体积的容器中，一个分子与另一个分子发生连续两次的碰撞，此分子所行径的平均路程。
二．填空1.流体流动时有时层流有时湍流，这与外界哪些条件有关（管道直径）、（流体流动速度）、（流体本身密度）、（流体的粘度）。
2.粉碎按原料粒度和成品颗粒由大到小分为以下几种（粗粉碎）、（中粉碎）、（微粉碎）、（超微粉碎）。
热量衡算——精选推荐
第二章 能量衡算2.1 能量衡算概述物料衡算完成后，对于没有传热要求的设备，可以由物料处理量，物料的性质及工艺要求进行设备的工艺设计，以确定设备的型式，台数，容积以及重要尺寸。
对于有传热要求的设备则必须通过能量衡算，才能确定设备的主要工艺尺寸。
无论进行物理过程的设备或是化学过程的设备，多数伴有能量传递过程，所以必须进行能量衡算。
2.2 能量衡算目的对于新设计的生产车间，能量衡算的主要目的是为了确定设备的热负荷。
根据设备热负荷的大小，所处理物料的性质及工艺要求在选择传热面的型式，计算传热面积，确定设备的主要尺寸。
传热所需要的加热剂或冷却剂的用量也是以热负荷的大小为依据而进行计算的。
对于有些伴有热效应的过程，其物料衡算也要通过与能量衡算的联合求解才能得出最后的结果。
2.3 能量衡算依据能量衡算的主要依据是能量守恒定律。
能量守恒定律是以车间物料衡算的结果为基础而进行的。
2.4 能量衡算过程 2.4.1 反应釜的热量衡算反应工段的热量衡算主要体现在反应釜和夹套。
对于有传热要求的的设备，其热量衡算为：654321Q Q Q Q Q Q ++=++；式中 1Q —物料带入到设备的热量kJ ； 2Q —加热剂传给设备的热量kJ ； 3Q —物理变化及化学反应的热效应kJ ； 4Q —物料离开设备所带走的热量kJ ； 5Q —消耗于提高设备本身温度的热量kJ ； 6Q —设备向环境散失的热量kJ 。
物料热量衡算以天为单位。
1Q 与4Q 的计算1Q 与4Q 均可按照下式计算：()tkJ mc Q Q p ∑=41 式中m —输入或输出设备的物料量，kgp c —物料的平均比热容，()C kg kJ ︒⋅/t —物料的温度，℃。
该式的计算标准是标准状态，即Pa C 3101013.10⨯︒及为计算标准。
固体和液体的比热容可以采用下式计算：Mn c c p ∑⋅=α184.4； []1式中：αc —元素的原子比热容，()C kg kJ ︒⋅/ ；n —分子中同一原子的原子数；M —化合物的分子量，kmol kg /。
2010热量衡算数据
（1—12）
qvb =Tb·（39.8lgTb－0.029Tb）/M kJ/kg 式中 Tb—液体的沸点 K；
M—液体的分子量。
（1—13）
3、熔融热的计算
不同物质的熔融热可根据以下公式求出：
元
素
qF =（8.4～12.6）TF
热量衡算中，过程热效应 Q3 的符号为：放热为正；吸热为负。 （1）、学反应热 QR 为计算各种温度下的反应热，规定当反应温度为 298K 及标准大气压时反应热的数值
为标准反应热，习惯上用 ΔH°表示，负值表示放热，正值表示吸热。这与在热量衡算中所 规定的符号正好相反，为避免出错，现用符号 q○r 表示标准反应热，放热为正，吸热为负， 则 q。r =－ΔH°。
2）、燃烧需氧原子数法标准燃烧热
里查德认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物所需的氧原子数成直线
关系。即：
q°c =∑a＋x∑b kJ/mol
（1—19）
式中 a、b—常数，与化合物结构相关，其值见《药厂反应设备及车间工艺设计》（P213～217
表 6—6 和表 6—7）；
X—化合物完全燃烧时所需的氧原子数。
无机化合物
qF =（20.9～29.3）TF
有机化合物
qF =（37.7～46.0）TF
其中：qF —— 熔融热 J/mol；
TF —— 熔点 K。
（1—14） （1—15） （1—16）
5
4、溶解热的计算
气态溶质的溶解热可取蒸发潜热的负值；固态溶质的溶解热则近似可取其熔融热的 值。
5、浓度变化热效应的计算
由无限稀释热可以求出浓度变化的热效应。本设计涉及到氢氧化钠、盐酸的水溶液浓
化工基础知识试题库完整
化工基础知识题库一、填空题1。
化学工业是以（化学方法)为主要生产手段、改变物质的（性质)、（状态）和(组成）。
生产化学产品的工业。
2. 化工生产常用（煤）、（石油）、（天然气）、（矿石）、（水 )、(空气）、(农副产品 )等天然资源为化工原料.3。
进行物料衡算的依据是(质量守恒定律）.4。
进行能量衡算的依据是（能量守恒定律）.5．物理量的单位可以根据概括为（基本单位)和（导出单位)两大类。
6．国际单位制中.功、热、能的计量单位名称是(焦耳）。
其符号是（J）7．国际单位制中.功率（辐射能量）的单位名称是（瓦特）。
其符号是（W）8．国际单位制中.功率（压强）的单位名称是（帕斯卡）。
其符号是（Pa）。
9．游标卡尺是一种比较精密的测量(长度)的工具。
它主要由（一条直尺)和(一条可沿直尺滑动的游标）两部分构成。
1/10mm的游标卡尺的测量准确为（0.1mm）。
10．液体的相对密度是指液体的密度与(277K纯水)的密度之比。
11．标准大气压下.277k纯水的密度（1000Kg/m3 ）。
12．某流体的相对密度为1.2，那么它的密度为(1。
2×103 Kg/m3）.13．用铝、铁、铅分别制成同样大小的球体.则它们中质量最大的是(铅）球；质量最小的是（铝)球。
14．三个质量相同的球体.他们分别由铝、铁、铅制成。
则其中体积最大的是（铝）球.体积最小是(铅）球。
15．衡量流体粘性大小的物理量称为（粘度)。
它可由（实验测得）或（有关手册）查到。
16．1厘泊=（0。
01）泊；293K水的粘度=(1cp)。
17.温度对流体的粘度有一定的影响，当温度升高时，液体的粘度（降低），气体的粘度（升高)。
18.溶液由（溶质）和（溶剂）组成,能溶解其它物质的叫（溶剂）,被溶解的物质叫（溶质)，最常用的溶剂是（水）。
19．在20℃时碳酸钠的溶解度是21.5g.即是（21。
5)g 碳酸钠溶解在(100）g水里。
形成了（21。
5%)g的碳酸钠饱和溶液.20．化学反应方程式是用（分子式）来表示物质进行化学反应的式子。
化工计算能量衡算
化工计算能量衡算能量衡算在化工工程中起着重要的作用，它是对化工过程中能量的流动和转化进行定量分析的方法。
通过能量衡算，可以评估化工过程的能源效率、分析能量损失和寻找节能措施，从而降低能耗和减少环境污染。
能量衡算的基本原理是能量守恒定律和热力学第一定律。
能量守恒定律表明在一个封闭的系统中，能量的总量不变，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律则描述了能量的转化过程中，能量的转化量等于外界对系统做功与系统从外界吸收的热量之和。
在化工过程中，能量衡算可以分为热平衡和物质平衡两个方面。
热平衡主要关注能量的转化和传递过程，物质平衡则主要关注物质的进出和转化过程。
热平衡是能量衡算的重要部分，它涉及到反应器、换热器、蒸馏塔等设备的能量平衡。
对于反应器而言，通过测量进出口温度、压力以及反应热等参数，可以计算出反应过程中的能量变化。
对于换热器而言，通过测量进出口温度、流体流量以及传热系数等参数，可以计算出传热过程中的能量变化。
对于蒸馏塔而言，通过测量进出口温度、压力以及回流比等参数，可以计算出蒸馏过程中的能量变化。
通过对这些设备进行能量平衡计算，可以评估它们的能量效率，找出能量损失的原因，并采取相应措施进行改善。
物质平衡是能量衡算的另一个重要部分，它涉及到化工过程中物质的进出和转化过程。
通过对物质的进出口流量、浓度以及反应速率等参数进行测量，可以计算出物质的转化率和反应速率，进而计算出化工过程中所需的能量。
物质平衡计算还可以用于确定化工过程的最优操作条件，从而达到节能的目的。
除了这些基本原理和方法，能量衡算还可以通过建立模型和使用计算软件进行复杂的能量计算。
化工过程中的能量转化往往非常复杂，涉及到多个反应过程、多个换热器以及各种流体流动过程。
通过对这些过程进行建模，并使用计算软件进行模拟和优化，可以更加准确和高效地进行能量衡算。
总之，能量衡算是化工工程中的重要环节，它可以评估能源效率、分析能量损失和寻找节能措施。
西安交通大学《化工传递过程》第二章 期末考试拓展学习7
西交《化工传递过程》第二章动量传递概论与动量传递微分方程单元操作中常用的一些基本概念在研究化工单元操作时，经常用到下列四个基本规律，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率等。
这四个基本概念贯串于本课程的始终，在这里仅作简要说明，详细内容见各章。
1.物料衡算依据质量守恒定律，进入与离开某一化工过程的物料质量之差，等于该过程中累积的物料质量，即∑mf - ∑mp= A （0-1）式中：∑mf——输入量的总和∑mp——输出量的总和；A——∑累积量对于连续操作的过程，若各物理量不随时间改变，即为稳定操作状态时，过程中不应有物料的积累。
则物料衡算关系为：∑mf ＝∑mp（0-2）用物料衡算式可由过程的已知量求出未知量。
物料衡算可按下列步骤进行：（1）首先根据题意画出各物流的流程示意图，物料的流向用箭头表示，并标上已知数据与待求量。
（2）在写衡算式之前，要计算基准，一般选用单位进料量或排料量、时间及设备的单位体积等作为计算的基准。
在较复杂的流程示意图上应圈出衡算的范围，列出衡算式，求解未知量。
例0-1 用连续操作的蒸发器把含盐浓度为（质量分率）的含盐水溶液蒸发到浓度为（质量分率）的浓盐水溶液，每小时含盐水溶液的进料量为Fkg。
试求每小时所得浓盐水溶液量W及水分蒸发量V各为多少。
解：计算基准取1小时，由于是连续稳定操作，总物料衡算式为F＝V＋W由此两式解得 W=（xF /xw）F，V=（1-xF/xw）F2.能量衡算本教材中所用到的能量主要有机械能和热能。
能量衡算的依据是能量守恒定律。
机械能衡算将在第一章流体流动中说明；热量衡算也将在传热、蒸馏、干燥等章中结合具体单元操作有详细说明。
热量衡算的步骤与物料衡算的基本相同。
3.物系的平衡关系过程的平衡问题说明过程进行的方向和所能达到的极限。
当过程不是处于平衡态时，则此过程必将以一定的速率进行。
例如传热过程，当两物体温度不同时，即温度不平衡，就会有净热量从高温物体向低温物体传递，直到两物体的温度相等为止，此时过程达到平衡，两物体间也就没有净的热量传递。
化工原理智慧树知到答案章节测试2023年青海民族大学
绪论单元测试1.任何一个物理量方程，只要理论上合理，其等号两边各项的量纲必定相等。
（）A:错B:对答案:B2.能量衡算的依据是能量守恒定律。
（）A:对B:错答案:A3.过程的传递速率与推动力成反比，与阻力成正比。
（）A:对B:错答案:B第一章测试1.对一圆形输水管路，在1和2截面处的管内径分别为d1=2.5cm，d2=10cm，试求1和2截面处的流速比（）。
A:16:1B:1:16C:1:8D:8:1答案:A2.工程上，通常用体积流量除以截面积所得的值来表示流体在管路中的速度，此种速度称为（）。
A:体积流速B:平均速度C:质量流速D:摩尔流速答案:B3.用真空表测量某台离心泵进口的真空度为50kPa，出口用压力表测量的表压为190 kPa，若当地的大气压力为120kPa，试求进口绝对压力P1和出口绝对压力P2（）。
A:P1=70 kPa，P2=310 kPaB:P1=170 kPa，P2=310 kPaC:P1=310 kPa，P2=170 kPaD:P1=70 kPa，P2=240kPa答案:A4.流体在圆管内作滞流流动时，阻力与流速的（ C ）成比例，作完全湍流时，则呈（）成比例。
B:零次方C:五次方D:平方答案:D5.下列四种流量计，哪种不属于差压式流量计（）A:转子流量计B:孔板流量计C:文丘里流量计D:喷嘴流量计答案:A6.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的2倍。
（）A:错B:对答案:A7.当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
（）A:错B:对答案:B8.尽管黏性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑黏性的影响，对静止的流体可不考虑黏性的影响。
（）A:对B:错答案:B9.在完全湍流区，流体在直管内流动的摩擦系数仅与管子的相对粗糙度有关，而与雷诺数无关，且流体流动阻力与流速的平方成正比。
（）A:错B:对答案:B10.常用的讨论流体流动的局部阻力的方法有阻力系数法和当量长度法两种。
能量衡算
3.4烷基化反应工段
3.4.1反应器HECHENG1
物料 温度/℃ 压力/bar 气相分率 反应器HECHENG1能量衡算表 MIX5 460.0 1.000 1.000 PRO1 460.0 1.000 1.000
摩尔流量 /(kmol/h) 质量流量/(kg/h) 体积流量/(m3/h) 焓 值/(Gcal/h) ΣHin/(Gcal/h) ΣHout/(Gcal/h) Q/(Gcal/h) W/(Gcal/h) ΔE/(Gcal/h)
3.4.3甲醇分流器FENLIU1
物料 温度/℃ 压力/bar 气相分率 摩尔流量/(kmol/h) 质量流量/(kg/h) 体积流量/(m3/h) 焓值/(Gcal/h) ΣHin/(Gcal/h) ΣHout/(Gcal/h) Q/(Gcal/h) W/(Gcal/h) 甲醇分流器FENLIU1能量衡算表 JIACHUN1 JIACHUN2 JIACHUN4 300.0 300.0 300.0 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 620.OOO 319.982 300.018 19866.1392 10252.9144 9613.22476 29545.2211 15248.2886 14296.9325 -27.532795 -14.209676 -13.32312 -27.532795 （JIACHUN2+ JIACHUN4）=-27.532796 -0.000001 0
能量衡算
1.概述
在化工生产过程中，物料在不同单元间发生质量传递的同时，也伴随着能量 的消耗、释放和转化。其中能量变化可以通过能量衡算确定。能量衡算是以热力 学第一定律为依据， 对生产过程或设备的能量平衡进行定量的计算，计算过程中 要供给或移走的能量。能量是热能、电能、化学能、动能、辐射能的总称。化工 生产中最常用的能量形式为热能，故化工设计中经常把能量计算称为热量计算。 （1）确定传热设备的热负荷：为设计传热型设备如反应器、结晶器、塔式 设备、输送设备、压缩系统、分离等设备的形式、尺寸、传热面积等，以及各种 控制仪表等提供参数； （2）确定单位产品的能耗指标； （3）为非工艺专业（热工、电、给水、冷暖）的设计提供设计条件等
化学体系的能量平衡分析
化学体系的能量平衡分析能量平衡分析是化学研究中的重要内容之一，它可以帮助我们了解化学反应中能量的转化和守恒规律。
通过能量平衡分析，我们可以计算出化学反应的热效应、热力学参数等重要信息，对于理解和控制化学反应过程具有重要意义。
一、能量平衡的基本原理能量平衡是基于能量守恒定律的基本原理。
根据能量守恒定律，一个封闭系统中的能量总量在任何时刻都保持不变。
在化学反应中，反应物的能量转化为产物的能量，反应前后的能量总量应保持不变。
因此，我们可以通过能量平衡来分析化学反应中的能量转化过程。
二、能量平衡的计算方法能量平衡的计算方法主要包括热量平衡和焓变计算两种。
1. 热量平衡热量平衡是通过测量反应过程中释放或吸收的热量来进行能量平衡分析的方法。
在实验中，我们可以使用热量计等仪器来测量反应过程中的热量变化。
根据热量守恒定律，反应过程中释放的热量等于吸收的热量，即反应前后的热量总量保持不变。
通过测量反应过程中的热量变化，我们可以计算出反应的热效应。
2. 焓变计算焓变计算是通过计算反应物和产物之间的焓变来进行能量平衡分析的方法。
焓是热力学中的一个重要概念，表示物质在恒压条件下的能量。
在化学反应中，反应物和产物之间的焓变可以通过测量反应物和产物的温度变化来计算。
根据焓守恒定律，反应物和产物之间的焓变等于反应过程中释放或吸收的热量。
通过计算反应物和产物之间的焓变，我们可以得到反应的热效应和热力学参数。
三、能量平衡分析的应用能量平衡分析在化学研究和工业生产中具有广泛的应用。
它可以帮助我们了解化学反应的能量转化过程，优化反应条件，提高反应效率。
以下是能量平衡分析的几个应用示例：1. 燃烧反应燃烧反应是一种常见的化学反应，通过能量平衡分析可以计算出燃烧反应的热效应和燃烧热。
这对于燃料的选择和利用具有重要意义。
2. 合成反应合成反应是一种将多个反应物合成为一个产物的化学反应，通过能量平衡分析可以计算出合成反应的热效应和焓变。
这对于合成反应的优化和控制具有重要意义。
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。
第一章流体流动试题集及参考答案
流体流动试题集及参考答案一、填空题：1、按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同,可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。
2、化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。
3、当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强850mmHg为真空度为-100mmHg.4、液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是表压或真空度。
从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关5、转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。
6、静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。
7、流体体积流量用Q=uS来计算；质量流量用G=Qρ来计算；而流体流速用u=Q/S来计算。
8、当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速减少,动压头减少,静压头增加。
9、柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头,当流速再增大时,液位高度降低；因为阻力损失增大,10、理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力而实际流体是指具有粘性或有摩擦力。
流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。
11、压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头值,流速再增大时,液位高度降低；因为阻力损失增大12、P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。
mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。
13、雷诺准数的表达式为Re=dｕρ/μ。
当密度ρ＝1000kg/m粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s在管中流动时,其雷诺准数等于10其流动类型为湍流14、流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为Wm＝0．8WｍａｘRe≤2000的流型称为滞流，其平均速度为Wm＝0.5Wｍａｘ。
制药工艺设计(5.1.1)--能量衡算及热数据的估算习题答案
三、简答题 1 简述能量衡算的意义。 答：第一，在设计过程中进行能量衡算，可以决定过程所需要的能量，从而计算出生产过 程能耗指标，以便对工艺设计方案进行比较，选定先进的生产工艺。第二，能量衡算的数据 是设备选择和计算的依据。第三，能量衡算是组织、管理、生产、经济核算和最优化的基础。 2 简述单元设备热量衡算的步骤。 答：明确衡算对象，划定衡算范围，绘制设备的热平衡图；搜集有关数据；选择计算基准 计算各种形式热量的值；列热量平衡表；求出加热剂或冷却剂等载能介质的用量；求出每 顿产品的动力消耗定额、每小时最大用量以及每天用量和年消耗量。 3 简述加热剂或冷却剂的选用原则。 答：在较低压力下可达到较高温度；化学稳定性高；没有腐蚀作用；热容量大，冷凝热大 无火灾或爆炸危险性，无毒性；温度易于调节，价格低廉。
2（王志祥著制药工程学例题） 根据第三章物料衡算中的物料衡算表格计算，已知甲苯和浓硫酸的温度均为 30℃，脱水器 的 排 水 温 度 为 65℃ ， 磺 化 液 的 出 料 温 度 为 140℃ ， 甲 苯 与 硫 酸 的 标 准 化 学 反 应 热 为 117.2KJ.mol-1(放热)，设备(包括磺化釜、回流冷凝器和脱水器，下同 )升温所需的热量为 1.3×105KJ, 设备表面向周围环境的散热量为 6.2×104KJ，回流冷凝器中冷却水移走的热量 共 9.8×105KJ。试对甲苯磺化过程进行热量衡算，并绘制热量衡算表。根据计算结果分析如 需要加热，则计算需要多少蒸汽，如要冷却，请计算需要多少冷却水。 有关热力学数据为：原料 甲苯的定压比热为 1.71KJ.kg-1.℃-1；98%硫酸的定压比热为 1.47KJ.kg-1.℃-1；磺化液的平均定压比热为 1.59KJ.kg-1.℃-1；水的定压比热为 4.18KJ.kg1.℃-1；
物料衡算与能量衡算概述
物料衡算与能量衡算概述物料衡算和能量衡算是工程和科学领域中常用的两种衡算方法。
它们通过对物质和能量的流动、转化和交换进行计量和分析，帮助我们深入了解和优化各种过程。
物料衡算是对物质流动进行计量和分析的方法。
它涉及到物质的进入、转化、分配和产出。
物料衡算可以应用于各种领域，如化学工程、环境工程、制造业等。
通过物料衡算，我们可以了解物质的流动路径、转化效率、丢失情况等，从而优化生产过程、减少资源浪费和环境污染。
物料衡算的基本原理是质量守恒定律。
质量守恒定律指出，在封闭系统中，物料的总质量是恒定的。
根据这一原理，我们可以建立物料衡算的数学模型，通过收集输入、输出和转化过程中的数据，计算出不同组分的质量变化和物料平衡。
能量衡算是对能量流动进行计量和分析的方法。
它涉及到能量的转换、传输和耗散过程。
能量衡算可以应用于热力学、能源工程、电力系统等领域。
通过能量衡算，我们可以了解能量的流向、转化效率、损耗情况等，从而提高能源利用效率、降低能源消耗和环境影响。
能量衡算的基本原理是能量守恒定律。
能量守恒定律指出，在封闭系统中，能量是守恒的，不能被创造或毁灭。
根据这一原理，我们可以建立能量衡算的数学模型，通过收集输入、输出和转化过程中的能量数据，计算出能量的变化和能量平衡。
物料衡算和能量衡算是相互关联的。
在许多实际问题中，物料和能量是同时存在和相互转化的。
比如，在化学反应过程中，原料物料进入反应器，经过反应转化为产物，并伴随能量的释放或吸收。
这时，物料衡算和能量衡算可以结合起来，共同揭示反应过程中物质和能量的变化和平衡。
总之，物料衡算和能量衡算是重要的工程和科学分析方法，通过对物质和能量的衡量和分析，帮助我们深入了解和优化各种过程。
物料衡算和能量衡算的应用可以促进可持续发展和资源节约的实现。
物料衡算和能量衡算作为工程和科学领域中的重要分析方法，广泛应用于化工、环境、制造等许多领域。
通过物料和能量的衡算，我们可以深入了解和优化各种过程，并促进可持续发展和资源节约的实现。
物料衡算与能量衡算概述
物料衡算与能量衡算概述物质衡算是指在化学等相关领域中，对物质的转化过程进行计算、推导和分析的过程。
这种衡算分为平衡和不平衡两种情况。
在平衡衡算中，假设没有产生或消失物质的情况下，通过观察、实验和数据收集，可以建立起物质之间的关系，并用化学方程式表示。
通过分析化学方程式中的反应物和生成物的摩尔比例关系，可以计算出物质的应有摩尔数或质量。
平衡衡算通常用于确定反应物和生成物的物质量之间的关系。
在能量衡算中，主要计算的是物质转化中伴随的能量变化。
能量衡算是根据能量守恒定律，在一个封闭系统中分析物质变化的能量转移过程。
通过考虑反应实际发生时的热交换、温度变化或焓变化等因素，可以计算出反应的能量变化。
能量衡算通常用于评估反应的热效应、反应的热力学性质和计算化学反应的热平衡常数。
在物质衡算和能量衡算中，常用的计算方法包括摩尔计算、质量计算和体积计算。
通过摩尔计算可以确定反应物和生成物之间的摩尔比例关系。
质量计算则是根据物质的质量和摩尔质量之间的关系计算出物质的摩尔数或质量。
体积计算则是根据反应物和生成物的摩尔比例关系以及气体的状态方程计算出气体的体积。
物质衡算和能量衡算在化学 reaction 的研究中非常重要。
通过衡算，可以了解化学反应的定量关系，探究反应热力学性质，预测反应的产物以及确定反应的条件和效率。
这种衡算方法在工业生产、环境保护和药物研发等领域具有重要的应用价值。
物料衡算和能量衡算是化学等领域研究中非常重要的工具和方法。
在化学反应和化学工艺过程中，通过对物质的转化和能量的转移进行衡算和计算，可以深入了解反应的过程和性质，为科学研究和工程实践提供重要的指导和依据。
物料衡算是通过观察、实验和数据收集，对物质的转化过程进行计算和推导的方法。
关于物质衡算的基本规则是质量守恒和摩尔守恒。
质量守恒是指在一个封闭系统中，物质不能被创造也不能被消灭，因此，反应物的质量必须等于生成物的质量。
摩尔守恒是指在一个反应中，摩尔比例关系是恒定的，反应物和生成物之间的摩尔比必须符合化学方程式中的系数。
物料衡算和能量衡算概述
物料衡算和能量衡算概述物料衡算和能量衡算是重要的工程技术方法，用于分析和评估生产过程中的物质流动和能源消耗情况。
物料衡算是计算和跟踪物料进入和离开系统的方法，而能量衡算则是评估能源在系统中的利用情况。
物料衡算的基本原理是物质守恒定律，即在一个封闭的系统中，物质的总量应保持恒定。
通过跟踪物料的进出流量，并对物料在过程中的转化和转移进行记录和检测，可以更好地了解生产过程中物质的变化情况。
物料衡算可应用于各种行业，例如化工、制造业和环境工程等。
能量衡算是评估能源利用情况的方法，其基本原理是能量守恒定律，即能量在一个封闭的系统中不会凭空消失或产生。
通过分析能源输入和输出的数量和质量，并计算能源在不同过程中的转化损失，可以评估能源利用的效率和效益。
能源衡算在能源管理和环境保护中起到了重要作用，可帮助企业降低能源消耗和减少环境污染。
物料衡算和能量衡算常常结合使用，相互补充。
通过将物料流和能量流结合起来分析，可以更精确地评估生产过程中的资源利用效率，并提出改进措施。
这些技术方法对于企业实施节能减排、提高生产效率和降低生产成本具有重要意义。
总之，物料衡算和能量衡算是分析和评估生产过程中物质流动和能源消耗的重要工程技术方法。
它们基于守恒定律的原理，通过计算和跟踪物料和能量的进出流量，评估资源利用效率，为企业的持续发展和可持续发展做出贡献。
物料衡算和能量衡算是工程领域中的重要方法，用于分析和评估生产过程中的物质流动和能源消耗情况。
这些衡算方法的应用范围广泛，可以应用于各个行业和领域，包括制造业、化工、能源与环境等。
下面将对物料衡算和能量衡算进行更详细的介绍。
物料衡算是一种计算和追踪物料进入和离开系统的方法，目的是了解物料在生产过程中的变化情况。
物料衡算基于物质守恒定律，即在一个封闭的系统中，物质的总量应保持不变。
通过记录和追踪每个物料的进出流量，并对物料在过程中的转化和转移进行计算和检测，可以更好地了解生产过程中物质的变化情况。
Aspen物料衡算与能量衡算
2.1 衡算方法
基本概念 物料平衡的理论依据是质量守恒定律，即在一个孤立体系中 不论物质发生任何变化(不包括核反应)它的质量始终保持不变。
在化工过程中，能量衡算是根据能量守恒定律，利用能量传
递和转化的规则，以确定能量比例和能量转变定量关系的过程。
能量衡算的理论依据是热力学第一定律，即体系的能量总变化
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
6/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 (1) 选择合适的因次模板。因次模板是ASPEN PLUS软件为 不同工艺过程编制的因次集，分为普通模拟过程与石油加工过 程两大类，每大类又含有若干套，每套都包含英制与公制两种 因次集，如表2-1。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
含虚拟组分 真空
BK10, IDEAL
P<1MPa
SR-POLAR,
PRWS, RKSWS 及其衍生方程
南
京
工 业
模拟
大 学
体系
包 宗 宏
不含电解质 含极性物质
含电解质
P>1MPa
有二元交互 作用参数
无二元交互 作用参数
不含极性物质
ELECNRTL, PITZER 及其衍生方程
PSRK, PR, RKS 及其衍生方程
连续流动系统的总能量衡算式是柏努利方程式，即：
南
京
工
业
大 学
在进行设备的能量衡算时，位能变化、动能变化、外功等项
包 相对较小，可忽略不计，因此稳流系统总能量衡算可简化为热
宗 宏
量衡算。
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2.1.3 衡算的基本步骤
(1)收集数据资料。一般需要收集的数据和资料包括生产规模 和生产时间(即年生产时数)、有关的定额、收率、转化率、原 料、辅助材料、产品、中间产品的规格、与过程计算有关的物 理化学常数等。
化工高级工化工总控工考试题库
技能鉴定题库 (请保密★★★★★)判断题部分1. 当压缩比大于 8 时，通常采用多级压缩。
(T)2. 压缩机的压缩比(p 2/p 1 )越大，所消耗的功率也越多。
(T)3. 压缩机的压缩比越小，所消耗的功率越小，所以级数越多越好。
(F)4. 往复式压缩机气缸内的余隙要尽可能小。
( )5. 离心式压缩机的 Q ~ ε曲线是一条在气量不为零处有一最高点的驼峰状曲线。
( )6. 当阀门关小时， 管路流量下降， 阀门局部阻力损失增大， 这说明改变阀门开度实质是改变阀门的局部阻力系数ξ，使局部阻力增大或减小，从而达到调节流量的目的。
( )7. 在并联管路中，当增加阻力小的支管阻力可同时增加各支管阻力时均可使各处支管流量趋于均匀，但其代价就是使并联管路的阻力损失 ( T )8. 凡是利用泵体内容积周期性变化而吸收和排出液体的泵，统称为正位移泵。
( T ) 9. 层流时，λ与 Re 为直线关系 。
( )10. 所有的泵都可用出口阀来调节流量。
( )11. 单相静止的连续流体内部，不同垂直位置上的( p /ρ+zg)为常数。
( Y ) 12. 理想流体在水平管内定常流动，若动能增加，则压强必降低。
( Y ) 13. 能量衡算得依据是能量守恒定律。
( Y )14. 流体层间单位面积上的内摩擦力在数值上等于流体的粘度。
( ) 15. 液体的粘度随温度的升高而增加。
( N )16. 等压面必须在连续静止的同种流体的同一水平面上。
( Y )17. 理想流体在等径管内定常流动 ,某截面上的位能降低 ,其静压能必降低。
( N ) 18. 指示液的密度必须大于被测流体的密度。
( N ) 19. 压强的大小可用液体柱高度表示。
( Y )20. 静止流体内部、液面上方压强变化时，其流体内部各点压强都发生同样大小的变化。
( Y ) 21. 层流时，阻力损失与 u 的一次方成正比。
( Y ) 22. 层流时，阻力损失与 d 的一次方成正比。
能量衡算的依据是能量守恒定律
13
单元操作的分类
按操作的理论基础划分：
以动量传递理论为基础——流体输送、搅拌、沉 降、过滤，离心分离
以热量传递理论为基础——加热、冷却、蒸发、 冷凝
以质量传递理论为基础——蒸馏、吸收、吸附、 萃取
因此，冷却水的流量
qm2
100 70kg2/8h46 10 4186
476
31
例0-4 高压灭菌锅中装有1000罐青豆罐头。灭菌时罐头被加热 到100℃，离开灭菌锅前要求被冷却到40℃ 。已知冷却水进口 温度为15℃ ，出口温度为35℃ ，试计算共需要多少冷却水。 已知青豆罐头的比热为4.1kJ/kg·℃,金属罐的比热为 0.50kJ/kg·℃ ，每一金属罐的重量是60g，罐头净重0.45kg。 假设将灭菌锅锅壁降到40℃需要1.6×104kJ，且忽略热量损失。
动能和势能的总和
本课程所用到的能量主要有机械能和热能。
能量衡算的依据是能量守恒定律。
热量衡算的步骤与物料衡算的基本相同。
能量守恒定律:能量既不会消灭，也不会创生,它只会从一种形 式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在 转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
27
能量衡算的依据是能量守恒定律，对热量 衡算可以写成：
论。
17
茶饮料生产工艺流程
18
二、食品工程原理的基本概念
物料衡算 能量衡算 物系的平衡关系 传递速率 经济核算
19
1、物料衡算（material balance）
为弄清生产过程中原料、成品及损失的物料数量， 必须进行物料衡算。
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绪论
食品工程原理的研究内容 食品工程原理的基本概念 单位与单位换算
6
一、食品工程原理的研究内容 食品工业：利用物理和化学方法将自然界的各种物质加工
成食物的工业。 包括的门类繁多，如粮食加工、食用油脂、肉类加工、乳品、
糕点、制糖、制盐、制茶、卷烟、酿酒、罐头等二十多个不同 行业。
特点：原料来源广泛；生产具有季节性；产品销售具有普遍
原料
前处理
食品加工
后处理
产品
除去杂质达到 必要的纯度， 物理变化过程
除物理操作外， 生成新的物质， 化学变化过程， 如食品风味形成
精制、分离达 必要的纯度， 物理变化过程
食品生产过程包括化学反应过程和物理加工过程。
食品工程原理研究：食品生产过程中除化学反应的物理过程。
9
举例：
全脂乳粉生产的工艺流程
设备可通用。例如上面的奶粉和制油工业中，虽 然生产过程不同，但都可以使用同样的加热器进 行加热。
13
单元操作的分类
按操作的理论基础划分：
以动量传递理论为基础——流体输送、搅拌、沉 降、过滤，离心分离
以热量传递理论为基础——加热、冷却、蒸发、 冷凝
以质量传递理论为基础——蒸馏、吸收、吸附、 萃取
性质 基础 内容
课程简介
工程性、实践性强 专业基础课 具有桥梁作用
数学、 物理化学、 机械制图等
“三传理论” “单元操作”
任务
学时：72学时
开发、设计、
操作、强化强 生 提产 高化过 效开 过 济 行 耗：操 行 以 不设 备 要 工程 率发 程 合 性 低改适 同操作计 的 艺尺和 （： 及 理 、 ）造应 要作：： 型 对寸设 包选设 性 污现生 求和如选号 设（备 括择备 、 染有产调何择及 备根以 增合（ 技 小的的节进设主 的据适按 术 、的经 可 能
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4
相关网站
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上述三种理论，我们称之为“三传理论”。
14
举例
名称
原理
流体 依据外力的作用将流体从一个设备 输送 输送到另一个设备
使冷热物料间由于温度差而发生热 传热 量传递，以改变物料的温度或相态
的操作
利用均相气体混合物在液体溶剂中 吸收 溶解度的不同以实现气体混合物的
分离操作
精馏
利用均相液体混合物中各组分的挥 发度不同使液体混合物分离的操作
德州扒鸡
天
北京烤鸭
津
狗
不
理
包ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
子
河南烩面
长 沙 臭 豆 腐
东北小鸡炖蘑菇
桂林米粉
四 川 水 煮 1鱼
主讲人：张琴
2
• 授课章节：绪论、细菌 学时安排：4学时
• 教学目标：了解食品工程原理的研究内容
了解食品工程原理的基本概念
掌握单位与单位换算 • 重点：食品工程原理的基本概念
单位与单位换算 • 难点：单位与单位换算 • 教学方法：讲授法、多媒体教学
F≥12%
80～85℃，30s F≥40～45%
空牛气乳温温度度14800～～4250℃100℃，
再如：大豆萃取法制油的工艺流程
大豆 → 预处理（筛选、粉碎、去皮、压 片）→ 浸取（正己烷） → 过滤 → 蒸发脱溶 剂 → 离心脱胶→ 碱炼（脱酸） → 脱色（白 土） → 脱臭 →… →检验→成品（产品）
物料的加热或冷却过程也称为物体的传热过程。凡遵循 传热基本理论的单元操作均可用热量传递理论研究。
质量传递（mass transfer）:
两相间的传递过程称为质量传递。凡遵循传质基本理 论 规律的单元操作均可用质量传递理论研究。
16
单元操作与三传理论的关系
单元操作和三传理论都是食品工程技术的理论和 实践基础。 三传理论是单元操作的理论基础；单元操作是三 传理论在生产中的具体应用。 有些单元操作都会包含两种或两种以上的传递理
对于物料衡算来说，则是进入与离开某一加 工过程的物料质量之差等于该过程中积累的物 料质量。
20
物料衡算是质量守恒定律的一种表达形式，即
设备 泵 风机
传递原理 动量传递
换热器 热量传递
吸收塔 （填料）
质量传递
蒸馏塔 （板式）
质量传递
15
2、三传理论
动量传递（momentum transfer）:
流体流动时，其内部伴随着动量传递，故流体流动过 程 也称为动量传递过程。凡遵循流体流动基本规律的单元操 作均可用动量传递理论研究
热量传递（hear transfer）:
性；生产具有一定的地方性 。
7
原料特点
⑴热敏性：如蛋白质遇热容易变性，要求温度低、 时间短。
⑵易氧化性：如脂肪成分在高温下易氧化变质， 要求少量空气、O2少，时间短、不锈钢。
⑶易腐败性：如微生物生长繁殖。
产品要求
⑴营养卫生，色、香、味 ⑵经济性
工序
一个生产过程是由许多生产工序组合而成
8
从原料到成品（产品）这个过程叫食品的生产过程
论。
17
茶饮料生产工艺流程
18
二、食品工程原理的基本概念
物料衡算 能量衡算 物系的平衡关系 传递速率 经济核算
19
1、物料衡算（material balance）
为弄清生产过程中原料、成品及损失的物料数量， 必须进行物料衡算。
质量守恒定律：
在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于 反应后生成各物质的质量总和。
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1、单元操作
上述产品的原料形式、加工工艺都有很大的不同， 但都包含了流体的输送、物质的分离、加热等不同
的物理操作过程。这些工序就是单元操作。
单元操作原理、设备结构是食品工程原理研究的范畴。
12
单元操作的特点
均为物理操作，只改变物料的状态或物理性质， 不改变其化学性质。
食品生产过程中共有的操作，例如：加热操作， 在奶粉生产中浓缩需要加热，在大豆油生产中脱 臭也需要加热。