食品工程原理复习资料

●离心泵的“气缚”：这是由于泵在启动前没有灌水或灌水不满所造成的。

这种情况下，泵壳内有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，其所产生的离心力很小，而不足以使得叶轮中心处形成低压，液面与中心处的压强差很小，液面位于泵下面的液体不能在压强差的作用下被吸入泵内，这时泵具有空转而不能吸液，排出口不可能有液体排出。

因此，为了防止这种操作不正常现象的发生，在离心泵启动前必需灌满所输送的液体。

●气蚀：离心泵工作时，在叶轮中心区域产生真空形成低压而将液体吸上。

如果形成的低压很低，则离心泵的吸上能力越强，表现为吸上高度越高。

但是，真空区压强太低，以致于低于体的饱和蒸汽压，则被吸上的液体在真空区发生大量汽化产生气泡。

含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。

因气泡的消失产生局部真空，周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料手到破坏。

把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。

要保证不会发生“汽蚀”，泵的安装高度不能太高。

●多效蒸发：将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下一蒸发器，利用其凝结放出的热加热蒸发器中的水，两个或多于两个串联以充分利用热能的蒸发系统。

●单效蒸发：单效蒸发是蒸发时二次蒸汽移除后不再利用，只是单台设备的蒸发。

●蒸发：是指将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分汽化并被排除从而将溶液浓缩的过程，是食品工业中常见的单元操作。

●辐射传热：物体在向外发射辐射能的同时，也会不断地吸收周围其它物体发射的辐射能，并将其重新转变为热能，这种物体间相互发射辐射能和吸收辐射能的传热过程称为辐射传热●热辐射：仅因物体自身温度而发出的辐射能称为热辐射。

●吸收率：是指投射到物体上而被吸收的热辐射能与投射到物体上的总热辐射能之比称为该物体的吸收率。

●黑体：一般物体收到辐射时，对辐射能量总是有吸收、有反射。

吸收部分占总能量的份额称为吸收系数，其值在0-1之间。

如果吸收系数为1,表示全部能量都被吸收而没有反射。

具有这种能力的物体称为绝对黑体。

●微波：频率为300MHz-300GHz的电磁波。

（微波本身不是热，是由微波能转化为热能）●热流量：是一定面积的物体两侧存在温差时，单位时间内由导热、对流、辐射方式通过该物体所传递的热量。

●热阻：热流量在通过物体时在物体两端形成的温度差●热导率：某物质在单位温度梯度时所通过的热流密度。

意义：是表示物质热导能力的物性参数。

不同物质其热导率各不相同。

同一物质其热导率还要随该物质的结构，密度，湿度，压力和温度而变化。

热导率的数值一般由实验确定，并可从有关手册和参考书中查到，在一般情况下，金属热导率最大，固体非金属次之，液体较小，气体最小。

●对流传热：是指流体质点发生相对位移而引起的热量传递过程，或流体微团改变空间位置所引起的流体和固体壁面之间的热量传递过程●温度场：某一时刻空间各点的温度分布●等温线（等温面）：在某一时刻，在温度场中具有相同温度的点连接起来所形成的线或面●温度梯度：是描述温度在特定的区域环境内最迅速的变化会向何方向，以及是何种速率的物理量。

温度梯度是一维的数量●傅里叶定律：在温度场中，导热所形成的某点的热流密度正比于该时刻同一点的温度梯度。

●气溶胶：是指粒径为10（-9）～10（-5）固体颗粒或液滴分散在气体介质中形成的分散体系，因其具有一些胶体的性质，故称为气溶胶。

●沉降：由于分散相和分散介质的密度不同，分散相粒子在力场(重力场或离心力场)作用下发生的定向运动。

●重力沉降：一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。

它是依靠地球引力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降，即重力沉降●乳化：是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。

（特殊的混合操作）●筛分:是一种工业分离的单元操作，往往与粉碎操作密切相关。

筛分是通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。

●筛析：又称过筛分析法，他用标准筛分析粉碎后颗粒的粒度分布。

标准筛是筛孔以标准化的一组筛，应用最广泛的是泰勒标准筛制。

●筛面:筛分器进行筛分的主要工作部件。

●混合:用机械或流体动力方法使两种或两种以上不同物质相互分散，混杂以达到一定的均匀度的单元操作。

●均匀度：是不同物料经过混合所达到的分散掺和程度的度量。

●粉碎：利用机械力将固体物料破碎为大小符合要求的小块，颗粒或粉末的单元操作●真空泵：把能够从密闭容器中排出气体或使容器中的气体分子数目不断减少的设备。

●真空：真空是指低于大气压力的气体的给定空间，即每立方厘米空间中气体分子数大约少于两千五百亿亿个的给定空间。

●真空技术：真空技术是建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。

●风机：是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。

●汽蚀余量：离心泵入口处液体的静压头与动压头之和超过其饱和蒸汽压头的某最小指定值●过程速率：指物理或化学变化过程在单位时间内的变化率●扬程（压头）：单位重量的液体在泵内获得的总能量●分离因数：同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值。

●自然对流：由于流体各部分温度不均匀分布导致的对流传热。

●热通量：是单位时间，单位面积传递的热量，热通量是一强度指标，可用来表示传热设备的传热性能。

●错流：两流体间的流动方向互为垂直交叉的流动。

●热交换：热能从热流体间接（例如经过间壁）或直接传向冷流体的过程●稳定恒温传热：两种流体进行热交换时，再沿传热壁面的不同位置上，在任何时间两种流体的温度皆不变化。

●食工三大传递过程：动量传递，热量传递，质量传递●泵分为：叶片泵，往复泵，旋转泵。

叶片泵中的离心泵是食品生产中最常用的一种●离心泵的工作原理: 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。

由于作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸入口液体池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

●离心泵主要部件：叶轮：作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能。

泵壳：作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。

轴封装置：作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内●离心泵特性曲线：H—Qv（扬程与流量)；P—Qv（轴功率与流量）；n—Qv(效率与流量) ●特性曲线的影响因素：①液体物理性质：生产厂所提供的特性曲线是以清水作为工作介质测定的，当输送其它液体时，要考虑液体密度和粘度的影响。

(1)粘度当输送液体的粘度大于实验条件下水的粘度时，泵体内的能量损失增大，泵的流量、压头减小，效率下降，轴功率增大。

(2)密度：离心泵的体积流量及压头与液体密度无关，功率则随密度增大而增加。

②离心泵的转速：当液体粘度不大，泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速可近似用比例定律计算，即式中：Q1、H1、N1离心泵转速为n1时的流量、扬程和功率。

Q2、H2、N2离心泵转速为n2时的流量、扬程和功率。

当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用上工进行计算误差不大。

若在转速为n1的特性曲线上多选几个点，利用比例定律算出转速为n2时相应的数据，并将结果标绘在坐标纸上，就可以得到转速为n2时的特性曲线。

③叶轮直径：当泵的转速一定时，其扬程、流量与叶轮直径有关。

●离心泵的安装高度：通常是指吸水池测压管水面至离心泵进水口计算断面的高差。

离心泵计算断面按泵的结构形式来确定，对于卧式离心泵，计算断面为通过泵轴心中心线的水平面；对于立式离心泵，计算断面是以通过叶轮叶片的进水边中心的水平面为计算断面。

离心泵的最大安装高度是通过其允许吸上真空高度Hs来进行计算的。

由前面分析已知，要保证水泵运行不发生汽蚀，泵进口断面的吸上真空高度应不大于泵的允许吸上真空高度。

当实际吸上真空高度Hsa等于Hs时，安装高度达到最大值。

该安装高度的最大值称为离心泵的最大安装高度，要保证水泵在运行中不发生汽蚀，其实际安装高度Hss应小于等于该泵的最大安装高度Hss.影响因素：贮液槽液面压力；吸入管路的压头损失；泵吸入口压力●离心泵类型：水泵，食品流程泵，磁力驱动泵，耐腐蚀泵，杂质泵●离心泵的选用步骤：①根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型，②确定输送系统的流量和扬程，③确定泵的型号，④核算泵的轴功率（用前充满水）●往复泵原理：现以活塞式为例来说明往复泵工作原理。

活塞泵主要由活塞在泵缸内作往复运动来吸入和排除液体。

当活塞开始自极左端位置向右移动时，工作室的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸水阀，进入活塞所让出的空间，直到活塞移动到极右端为此，此过程为泵的吸水过程。

当活塞从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀关闭，并打开压水阀而排出，此过程称为泵的压水过程。

活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。

特点：通过活塞对液体直接做工，将外功以压力能的形式直接传递给液体，这与叶片泵有本质区别。

缺点：流量不是很稳定。

同流量下比离心泵庞大;机构复杂;资金用量大;不易维修等。

优点：可获得很高的排压，且流量与压力无关，吸入性能好，效率高;原则上可输送任何介质，几乎不受介质的物理或化学性质的限制;泵的性能不随压力和输送介质粘度的变动而变动。

之后的泵都不具有往复泵的上述突出优点，但它们的结构比较简单，使用操作比较方便，而且还有体积小、重量轻、流量均匀，并能系列化批量生产●风机性能参数：风量，风压，功率，效率●气体压缩的理想压缩循环过程：有四步构成：吸气，压缩，排气，和瞬时降压●往复压缩机的几种工作状态：①理想压缩循环，②有余隙压缩循环●旋转泵原理：依靠泵体内转子的旋转作用而吸入和排出液体。

这类泵虽然在旋转运动的形式上与叶片式相同，但在工作原理上却与往复泵有相似之处，都是靠间歇改变工作室大小，从而挤压液体使之升高压头，以达到输送目的。

故旋转泵也属于正位移泵。

●旋转泵类型：罗茨泵，滑板泵，齿轮泵，螺杆泵（在食品生产中广泛应用）。

●真空技术获得方法：（机械，物理，化学，物理化学）①是通过某此机构的运动把气体直接从密闭容器中排出；②是通过物理、化学等方法将气体分子吸附或冷凝在低温表面上。

，最常用的方法还是按泵的工作原理或其结构特点加以分类。

●真空系统的技术原理：真空系统中最重要的是真空泵的性能和真空导管。

①真空导管中气体的流动形态，②真空导管中气体的流量，③真空导管的流导④真空技术的基本方程。

●真空技术系统参数：分子数密度，平均自由程，分子撞击率●真空泵获得方法：①利用排气方法获得真空②利用吸气剂获得真空③利用冷凝吸附作用●真空泵分类：容积真空泵，射流真空泵，其他类型真空泵；●常用类型真空泵：往复式正空泵，水环式真空泵，旋片式真空泵，蒸汽喷射泵●真空泵出入口压力的要求：入口压力高低反应了泵的抽吸能力，真空度越高，泵的吸入能力越强。