食工原理试卷
食工原理期末考试试卷（上）A 2004.1
一概念题（30分）
1．水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将_减小____，摩擦系数___增大___，管道总阻力损失__不变____。
2．离心泵的主要结构有：____泵壳______、___叶轮_____和____轴封装置___________。
3．一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将___下降_____。
4．降尘室的生产能力只与降尘室的___面积___有关，而与____高度_____无关。
5．流化床中有两种不同的流化形式，即_______散式流化_________和________聚式流化_______ 。
6．两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃, 热流体从100℃被冷却到70℃，逆流时的?t m=________50__________℃。并流时的?t m=________43.3__________℃。
7．板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中滤液穿过厚
8．搅拌器放大时使用的一种重要工具是相似原则。在流化搅拌系统中，需要考
虑试验系统（模型）与实际生产系统之间的三种相似，
____运动相似_ 、_____动力相似__ 。
9．层流底层越薄_ C__。
A) 近壁面速度梯度越小B)流动阻力越小
C)流动阻力越大D)流体湍动程度越小
10．双液体U形差压计要求指示液的密度差_C__。
A)大B)中等
C)小D)越大越好
11．在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值_C__。
A)与光滑管一样；B)只取决于Re；
C)只取决于相对粗糙度；D)与粗糙度无关。
12．离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( C )情况下测定的。
A)效率一定；B)功率一定；
C)转速一定；D)管路(l＋∑l e)一定。
13．离心泵调节阀的开度改变时，则( C )
A)不会改变管路性能曲线B)不会改变工作点
C)不会改变泵的特性曲线D)不会改变管路所需的压头14．转子流量计的工作原理主要是靠流体（C ）。
A)流动的速度B)对转子的浮力
C)流动时在转子的上、下端产生了压强差。
15．某板框过滤机，在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液，经两小时后，滤渣刚好充满滤框得滤液15m3，则第一小时可得滤液为：_____C_____。(过滤介质阻力略而不计)
A)7.5m3B)10m3 C)15/2m3 D)缺条件, 无法计算。16．（判断题）（正确的打√错误的打×）
（1）稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。_____
（2）在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。___√___
（3）滴状冷凝的传热系数小于膜状冷凝表面传热系数。____×____
（4）沸腾传热时，壁面与沸腾流体的温差愈大，则α愈大___√___。
1．减小；增大；不变
2．泵壳；叶轮；轴封装置
3．下降
4．面积；高度
5．散式流化；聚式流化
6．50℃；43.3℃
7．框厚度之半；框的厚度；框的面积
8．几何相似；运动相似；动力相似
9．C 10．C 11．C 12．C 13．C 14．C 15．C
16．（1）×（2）√（3）×（4）√
二、计算题（70分）
1(20分)如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。求：（1）Z A为多少m?（2）阀门全开时的流量。（3）阀门全开时B处的表压(阀全开时l e/d=15，设摩擦系数λ=0.018)
解：（1）阀关时：(ZA +1.8)×1000=0.5×13600 ZA =5m 4分
（2）阀全开：对A-A和C-C截面列柏努利方程：8分
gZA +pA / +u2A /2=gZc+pC / +u2c /2+ hfA-C
pA =0(表压), uA =0(大截面), Zc=0(基准面), pc =0(表压)
9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u2c /2)
解出：uc =3.02m/s
/4)×0.1 V=(2×3.02×3600=88.29 m3/h
（3）对A-A到B-B截面列柏努利方程：8分
gZA +(pA / )+(u2A /2)=gZB +(pB / )+(u2B /2)+ hfA-B
pA =0, uA ≈0, ZB =0 , uB =uC =3.02m/s
9.81×5=(pB / )+ (3.0252/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.022/2
解出pB =1.75×104 N/m2 （表压）
2（15分）用3B57A离心泵将20℃水由水池送到操作压力为1.18×105P a(表压)的塔内。流程如图所示。已知管径为φ108mm×4mm，水池液面到排出管出口处的高度为15m，吸入管路和排出管路的阻力损失分别为1.5m和3m（包括进出口阻力损失），要求输水量为45m3/h。水密度ρ＝998.2kg/m3。试求：
1.管路需要的压头为多少m？
2.在图中读出泵实际工作（输水量为45m3/h）的各特性参数值为多少？
3. 已知该泵的允许汽蚀余量Δh=
4.2m，求泵的安装高度？
泵工作地区的大气压为9.81×104 P a。20℃水的饱和蒸汽压为2.33×103 P a。
解：(1)取水池面为0－0面，流体(水)从管线流到塔内处为1－1截面，并以0－0
面为基准面，在0－0和1－1截面间列柏努力方程为：7分He＝Δz＋Δp/ g+∑Hf
＝Z2＋(p1－p0)/ g＋1.5+3
u＝45/(3600×0.785×0.12) =1.59 m/s
He＝15+1.18×105/(9.81×998.2)+1.5+3=31.55 m水柱
当Q＝45m3/h时，管路需要的压头He＝31.55m水柱。
(2) 3分泵工作时Q＝45 m3/h，H＝40m N＝7.5KW ， ＝64％。
(3) Z=m 5分3(15分)某板框压滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4h后得
滤液80m3，过滤介质阻力可略去不计。试求：①若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？②若其它情况不变，但操作时间缩短为2h，可得多少滤液？③若在原表压下过滤4h后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。
解：(1) V2＝K S2θ V/80＝0.8/0.4 4分
∴V＝80×2＝160m
(2) V/80＝∴V＝80/ ＝55.6m 4分
(3) KS2＝V2/θ＝802/4＝1600 m6/h 7分
∵(V＋Ve )2 ＝KS2 (θ＋θe )
2(V＋Ve )ｄV＝KＳ2ｄθ
ｄV/ｄθ＝KS2/(2(V＋Ve ))＝KS2/2V
θw＝Vw/((1/4)(ｄV/ｄθ)E )＝Vw/((1/4)KS2/(2V)) ＝5/((1/4)×1000/(2×80)) ＝2 h
4（20分）有一单壳程单管程列管换热器，管外用120℃饱和蒸汽加热，干空气以12m/s的流速在管内流过，管径为φ38mm×2.5mm, 总管数为200根。已知空气进口温度为26℃, 要求空气出口温度为86℃，试求
(1)该换热器的管长应为多少m？
(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而管径增大为φ54mm×2mm。总管数减少20%，此时的出口温度为多少？(不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失,忽略蒸汽冷凝、管壁和垢的热阻)。
定性温度下空气的物性数据如下：c p＝1.005kJ/kgK,
ρ＝1.07kg/m3,μ＝1.99×10-5 Pa·s, λ＝0.0287W/mK,Pr＝0.697。
解：（1）空气流量＝12×200×(π/4)×0.0332×1.07＝2.2 kg/s 10分
Q＝2.2×1.005×（86-26）＝132.7 kJ/s
＝(0.023×0.0287/0.033)×(0.033×12×1.07/[0.0199×10-3])0.8×0.6970.4
=0 .023×0.0287/0.033×2901×0.866 ＝50.3 W/m2?K
忽略蒸汽冷凝，管壁和垢的热阻K＝
tm＝((120-26)-(120-86))/lｎ[(120-26)/(120-86)]＝59
A＝(132.7×103)/(50.3×59)＝44.7m2
管长L＝44.7/(200×π×0.033)＝2.16 m
(2) 原管截面＝(200×π/4)×0.0332＝0.171 m2 10分
现管截面＝(160×π/4)×0.052＝0.314 m2
现管内流速u′＝(0.171/0.314)×12＝6.54 m/s
′＝(0.023×0.0287/0.05)×[0.05×6.54×1.07/(0.0199×10-3)]0.8×0.866
＝28.5 W/m2?K
或
W/m2?K
A′＝×0.05×2.16 160×＝54.3 m2
Q＝2.2×1.005×(t出－26)×103
＝28.5×54.3×((120-26)-(120-t出)/ln((120-26)/(120-t出)))
＝28.5×54.3×(t出－26)/ln((120-26)/(120-t出))) lｎ(94/(120－t出))
＝28.5×54.3/(2.2×1.005×103)
t出＝73.3℃
食工原理期末考试试卷（上）A
1．减小；增大；不变
2．泵壳；叶轮；轴封装置
3．下降
4．面积；高度
5．散式流化；聚式流化
6．50℃；43.3℃
7．框厚度之半；框的厚度；框的面积
8．几何相似；运动相似；动力相似
9．C 10．C 11．C 12．C 13．C 14．C 15．C
16．（1）×（2）√（3）×（4）√
二、计算题（70分）
1(20分)
解：（1）阀关时：(Z A +1.8)×1000=0.5×13600 Z A =5m 4分
（2）阀全开：对A-A和C-C截面列柏努利方程：8分
gZ A +p A /ρ+u2A /2=gZ c+p C /ρ+u2c∑/2+ h fA-C
p A =0(表压), u A =0(大截面), Z c=0(基准面), p c =0(表压)
9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u2c /2)
解出：u c =3.02m/s
/4)×0.1πV=(2×3.02×3600=88.29 m3/h
（3）对A-A到B-B截面列柏努利方程：8分
gZ A +(p A /ρ)+(u2A /2)=gZ B +(p B /ρ)+(u2B∑/2)+ h fA-B
p A =0, u A≈0, Z B =0 , u B =u C =3.02m/s
9.81×5=(p B /ρ)+ (3.0252/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.022/2
解出p B =1.75×104 N/m2 （表压）
2（15分）
解：(1)取水池面为0－0面，流体(水)从管线流到塔内处为1－1截面，并以0－0 面为基准面，在0－0和1－1截面间列柏努力方程为：7分
H e＝Δz＋Δp/ρg+∑H f
＝Z2＋(p1－p0)/ρg＋1.5+3
u＝45/(3600×0.785×0.12) =1.59 m/s
H e＝15+1.18×105/(9.81×998.2)+1.5+3=31.55 m水柱
当Q＝45m3/h时，管路需要的压头H e＝31.55m水柱。
(2) 3分泵工作时Q＝45 m3/h，H＝40m N＝7.5KW，η＝64％。
(3) Z=
08
.4
5.1
2.4
81
.9
2.
998
10
33
.2
10
81
.93
4
0=
-
-
?
?
-
?
=
-
?
-
-
吸
f
v L
h
g
P
P
ρm 5分
3(15分)
解：(1) V2＝K S2θτV/80＝0.8/0.4 4分∴V＝80×2＝160m
(2) V/80＝4/2∴V＝80/2＝55.6m 4分
(3)KS2＝V2/θ＝802/4＝1600 m6/h 7分∵(V＋V e )2 ＝KS2 (θ＋θe )
2(V＋V e )ｄV＝KＳ2ｄθ
ｄV/ｄθ＝KS2/(2(V＋V e ))＝KS2/2V
θw＝V w/((1/4)(ｄV/ｄθ)E )＝V w/((1/4)KS2/(2V)) ＝5/((1/4)×1000/(2×80)) ＝2 h
4（20分）
解：（1）空气流量＝12×200×(π/4)×0.0332×1.07＝2.2 kg/s 10分 Q ＝2.2×1.005×（86-26）＝132.7 kJ/s
α＝(0.023×0.0287/0.033)×(0.033×12×1.07/[0.0199×10-3])0.8×0.6970.4 =0 .023×0.0287/0.033×2901×0.866 ＝50.3 W/m 2·K
忽略蒸汽冷凝，管壁和垢的热阻 K ＝α
?t m ＝((120-26)-(120-86))/l ｎ[(120-26)/(120-86)]＝59
A ＝(132.7×103)/(50.3×59)＝44.7m 2
管长L ＝44.7/(200×π×0.033)＝2.16 m
(2) 原管截面＝(200×π/4)×0.0332＝0.171 m 2 10分 现管截面＝(160×π/4)×0.052＝0.314 m 2
现管内流速u ′＝(0.171/0.314)×12＝6.54 m/s
α′＝(0.023×0.0287/0.05)×[0.05×6.54×1.07/(0.0199×10-3)]0.8×0.866
＝28.5 W/m 2·K
或 566.05033)1254.6(2
.08
.02.08.0=???
??=??? ??'??? ??'='d d u u αα
48.283.50566.0566.0=?=?='αα W/m 2·K
A ′＝×0.05×2.16π160×＝54.3 m 2
Q ＝2.2×1.005×(t 出－26)×103
＝28.5×54.3×((120-26)-(120-t 出)/ln((120-26)/(120-t 出)))
＝28.5×54.3×(t 出－26)/ln((120-26)/(120-t 出))) l ｎ(94/(120－t 出)) ＝28.5×54.3/(2.2×1.005×103)
t 出＝73.3℃
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。 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
食品工程原理试题
食工原理复习题及答案(不含计算题) 一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽；空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的
______________，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。 ***答案*** 标准式，较大，要小，自然 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 11. 非结合水份是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。 ***答案*** 201 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp
《食品工程原理》试题
2004 – 2005 学年第二学期食品科学与工程专业 食品工程原理试卷（A）卷 题号一二三四五…合计 得分 阅卷人 一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）； 2. 给热是以和的差作为传热推动力来考虑 问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失 的方法有 、 ； 6. 蒸发器主要由 室和 室组
成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、 、 三种； 8. 形状系数不仅与 有关，而且 与 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ） （A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律； （D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2. 确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实 验测定 3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸 汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0； （D）t=t w=t d=t as 5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ ） （A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“”号，错者打“”号。） 1. （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2. （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关， 又与其黑度有关； 3. （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4. （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条 件； 5. （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽 度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1. （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位 426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m· ℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度 为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为 φ25×2.5mm的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K 冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知 水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，
《食品工程原理》习题答案
《食品工程原理》复习题答案 第一部分 动量传递（流动、输送、非均相物系） 一.名词解释 1.过程速率：是指单位时间内所传递的物质的量或能量。 2.雷诺准数：雷诺将u 、d 、μ、ρ组合成一个复合数群。Re 值的大小可以用来判断流动类型。 3.扬程（压头）：是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。 4.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。 二.填空题 1.理想流体是指 的流体。（黏度为零） 2.对于任何一种流体，其密度是 和 的函数。（压力，温度） 3.某设备的真空表读数为200mmHg ，则它的绝对压强为 mmHg 。当地大气压强为101.33×103 Pa 。（560mmHg ） 4.在静止的同—种连续流体的内部，各截面上 与 之和为常数。（位能，静压能） 5.转子流量计读取方便，精确，流体阻力 ，不易发生故障；需 安装。（小，垂直） 6.米糠油在管中作流动，若流量不变,管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的______倍。（2） 7.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。（1/2） 8.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。 （1/16） 9.实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能 守恒，因实际流体流动时有 。 （不，摩擦阻力） 10.任何的过程速率均与该过程的推动力成 比，而与其阻力成 比。（正，反） 11.在离心泵吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为 。（逆止阀） 12. 是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。(滤网) 13.离心泵工作时流体流速与压力的变化为: 高压流体泵壳通道 逐渐扩大的的离心力机械旋转所造成的气压流体被甩出后常压流体)()((低速流体、高速流体) 14.泵的稳定工作点应是 特性曲线与 特性曲线式M 的交点。（管路，泵或H-q v ） 15.产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。 （转速，20℃的水或水） 16.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_____，扬程_________。 （减少；增大） 17.根据操作目的（或离心机功能），离心机分为过滤式、 和 三种类型。 （沉降式、分离式） 18. 常速离心机、高速离心机、超速离心机是根据 的大小划分的。（分离因数） 19.某设备进、出口的表压分别为 -12 kPa 和157 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。 (答：-169kPa ) kPa 16915712-=--=-=?出进P P P 三.选择题 1.在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积( A )关系。 A ．反比 B.正比 C.不成比 2.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，层流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( B )。A. u ＝3/2 u max B. u ＝1/2 u max C. u ＝0.8u max 3.湍流的特征有( C )。 A.流体分子作布朗运动中 B.流体质点运动毫无规则，且不断加速 C.流体质点在向前运动中，同时有随机方向的脉动 D.流体分子作直线运动 4.微差压计要求指示液的密度差( C )。
食工原理
第二章 1．根据使用的过滤设备、过滤介质及所处理的物系的性质和产品收集的要求，过滤操作分为间歇式与连续式两种主要方式。 2.当流体自上而下通过固体颗粒床层时，随着颗粒特性和气体速度的不同，存在着三种状态：固定床、流化床和气体输送。 3.食品乳化液通常有两种类型，即水包油与油包水型。 4.热传递的基本传递方式可以归纳为三种：热传导、热对流和热辐射。 5.以间壁式的热交换器为例，参与热交换的冷热流体被一固体壁隔开。这时，热冷流体之间的热量传递过程是： ①热流体与所接触的固体壁面之间进行对流传热； ②在固体壁内，高温的固体表面向低温的固体表面的热传导； ③固体壁面与其接触的冷流体之间的对流传热。 6.纯金属的热导率λ与电导率λe的关系：λ/λeT=L。热导率的单位为W/（m·K） 7.影响对流传热洗漱的因素很多，主要有： ①流体的状态：液体或气体，以及过程是否有相变，有相变时的对流传热系数比无相变时的对流传热系数大很多； ②流体的物理性质：影响较大的物性有密度、比热容、热导率和黏度等； ③流体的运动状态：层流、过渡流或湍流； ④流体的对流状态：自然对流或强制对流； ⑤传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、管径、管子长度和排列、放置方式等。 8．冷凝的两种形式是：膜状冷凝和滴状冷凝。 9.影响冷凝传热的其他因素： ⑴蒸汽的流速和流动方向。 ⑵不凝性气体 ⑶过热蒸汽 ⑷冷凝面的高度、布置方式及结构。如在垂直壁面上开若干纵向沟槽，使冷凝水沿沟槽流下，以达到减薄冷凝液膜，提高对流传热系数的目的。 10.流化床中传热的特点： ①固体粒子的热容远较气体为大，因此，热惯性大； ②粒子剧烈运动，粒子与气体之间的热交换强度高； ③剧烈的沸腾运动所产生的对流混合，消灭了局部热点和冷点。 11.黑体：指能全部吸收辐射能的物体。 镜体：指能全部反射辐射能的物体。 透热体：指辐射能全部透过物体。 1.在列管式的换热器中用冷水将其工艺气体从180℃冷却到60℃，气体走壳程，对流传热系数为40W/（m2·K）。冷水走管程，对流传系数为3000W/( m2·K)。换热管束由φ25mm× 2.5mm的钢管组成，钢材的热导率为45W/(m·K)。若视为平面壁传热处理，气体侧的污垢热阻为0.00058 m2·K/W。问换热器的总传热系数是多少？ 解：气体对流传的热阻R1=1／α1=1/40=0.025 m2·K/W 冷却水对流传的热阻R2=1/α2=1/3000=0.00033 m2·K/W 管壁导热热阻R=b/λ=0.0025/45=0.000056 m2·K/W 总传热系数为：
食品工程原理课程设计(换热器设计)
食品工程原理 课程设计说明书米糠油冷却用列管式换热器的设计 姓名：马坦 学号：201111010704 班级：食工1107 2013年12月13日
目录 一、设计依据及指导思想----------------------------------------------------------3 二、主要参数说明-------------------------------------------------------------------3 三、设计计算-------------------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案------------------------------------------------------------------5 2、确定物性数据------------------------------------------------------------------5 3、计算总传热系数---------------------------------------------------------------6 4、计算传热面积------------------------------------------------------------------7 5、工艺结构尺寸------------------------------------------------------------------7 6、换热器核算---------------------------------------------------------------------9 1）热量核算--------------------------------------------------------------------9 2）换热器内流体的流动阻力-----------------------------------------------11 3）换热器主要结构尺寸和计算结果总表-------------------------------13 7、离心泵的选择------------------------------------------------------------------13 四、设计结果--------------------------------------------------------------------------16 五、参考文献--------------------------------------------------------------------------16
食品工程原理课程设计
华中农业大学HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 题目：食品工程原理课程设计 班级：食工1002班 姓名：张国秀 学号： 2010309200212 日期： 指导老师：
列管式换热器设计任务书 一、设计题目：列管式换热器的设计 二、设计任务及操作条件 1、处理能力：6000㎏/h 2、设备形式：列管式换热器 3、操作条件 ①油：进口温度140℃，出口温度40℃； ②冷却介质：循环水，进口温度30℃，出口温度40℃； ③允许压强降：不超过107 Pa； 4、确定物性数据： 定性温度:可取流体进出口温度的平均值。 壳程油品的定性温度T=（140+40）/2=90℃ 管程循环水的定性温度t=(30+40)/2=35℃ 根据定性温度分别查取壳程和管程流体的有关物性数据：油在90℃时密度ρ0=825㎏/m3 比热容Cp0 =2.22 kJ/(㎏·℃) 黏度μ0=0.000715Pa·s 导热系数λ0=0.140 W/(m·℃) 水在35℃时密度ρi=994㎏/m3 比热容Cp i=4.08 kJ/(㎏·℃) 黏度μi=0.000725Pa·s 导热系数λi=0.626W/(m·℃) 5、每年按330天计算，每天24小时连续运行。
目录 第一节概述及设计方案简介 (5) 1 概述 (5) 1.1 换热器 (5) 1.2换热器的选择 (5) 1.3 流动空间的选择 (7) 1.4 流速的确定 (7) 1.5 材质的选择 (7) 1.6 管程结构 (8) 1.7 壳程结构 (9) 1.8 壳程接管 (10) 2 设计方案 (10) 3 主要符号参考说明 (11) 第二节工艺计算及主体设备设计计算 (12) 2.1 计算传热系数 (12) 2.1.1 计算管程对流传热系数 (12) 2.1.2 计算壳程对流传热系数 (12) 2.1.3 计算总传热系数 (12)
食工原理课后习题答案第3-6章
第三章 3-1 试求粒度为50m 的某谷物的粉粒在20℃和100℃的常压空气中的沉降速度。并分析其计算结果。已知该谷物的密度p =1480kg/m 3。 解：（1）=1.81×10-5Pa .s =1.205kg/m 3 u t =(50×10-6)2×(1480-1.205)×9.81/(18×1.81×10-5)=0.111m/s Re t =0.111×50×10-6×1.205/(1.81×10-5)=0.37<1 （2）=2.19×10-5Pa .s =0.946kg/m 3 u t =(50×10-6)2×(1480-0.946)×9.81/(18×2.19×10-5)=0.092m/s Re t =0.092×50×10-6×0.946/(2.19×10-5)=0.199<1 3-2 密度为1850 kg/m 3的微粒，在20℃的水中按斯托克斯定律沉降，问直径相差一倍的微粒，其沉 降速度相差多少？ 解： u t ’/u t =(d ’/d )2 u t ’=4u t 3-3 已测得密度为1100kg/m 3的某球形豆制品颗粒在15℃水中的沉降速度为2.8mm/s ，求此豆制品颗 粒的直径。 解： m 1043.281.9)10001100(0028.000115.018)(184p t -?=?-??=-=g u d ρρμ Re t =2.43×10-4×0.0028×1000/0.00115=0.59<1 3-4 用落球粘度计测定20℃时密度为1400kg/m 3的糖蜜的粘度。该粘度计由一光滑钢球和玻璃筒组 成，如附图所示。试验测得密度为7900 kg/m 3，直径为0.2mm 的钢球在盛有此糖蜜的玻璃筒中的沉 降速度为10.2mm/s ，问此糖蜜的粘度为多少？ 解： =d 2(p -)g /18u t =(2×10-4)2×(7900-1400)×9.81/(18×10.2×10-3)=0.0139Pa .s Re t =2×10-4×10.2×10-3×1400/0.0139=0.2055<1 3-5 一矩形降尘室，长10m ，宽5m ，其中有20块隔板，隔板间的距离为0.1m ，用以分离含尘气体 中的微粒，微粒的密度是2500kg/m 3，微粒中最小粒径为10m ，气体的粘度为0.0218cP ，密度为 1.1kg/m 3。试求：（1）最小微粒的沉降速度；（2）若需将最小微粒沉降下来，气体的最大流速不能 超过多少m/s ？（3）此降尘室能够处理的气体量为多少m 3/h ？ 解：（1）u tmin =(10×10-6)2×(2500-1.1)×9.81/(18×0.0218×10-3)=6.247×10-3m/s Re t =6.247×10-3×10×10-6×1.1/(0.0218×10-3)=0.00315<1 （2）t t =0.1/u tmin =16s u =10/16=0.6247m/s （3）q v h =u tmin BLn =6.247×10-3×10×5×21×3600=23614m 3/h 3-6 拟用长4m 、宽2m 的降尘室净化3000m 3/h 的常压空气，气温为25℃，空气中含有密度2000kg/m 3的尘粒，欲要求净化后的空气中所含尘粒小于10m ，试确定降尘室内需设多少块隔板？ 解：u t =(10×10-6)2×(2000-1.185)×9.81/(18×1.835×10-5)=5.94×10-3m/s q v 1=5.94×10-3×4×2×3600=128m 3/h 3000/128=23.4 即应有24层，需23层隔板。 3-7 有一旋风分离器分离气流中的颗粒，在正常操作时，其进口气速为20m/s ，由于突然事故，使
食工原理期末考试
《食工原理》期末考试卷（B）2005.9 一、概念题〖共计30分〗 1. 某二元物系的相对挥发度 ＝3，在具有理论塔板的精馏塔内于全回流条件下作精馏操作， 已知y n＝0.4，则y n+1＝。(由塔顶往下数)。全回流操作应用场合通常是。 2. 塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时，填料塔 单位高度填料层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点，其中下转折点称 3.判断题：在精馏塔任意一块理论板上，其液相的泡点温度小于气相的露点温度。( ) 4.某连续精馏塔，已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172，则其馏出液组成x D=＿＿。 5.总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K L=1/k L+H/k G, 其中1/k L表 示，当项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。 6.判断题：亨利定律的表达式之一为p*=Ex，若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该 气体为易溶气体。( ) 7. 根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系＿＿。 (A)大于液相传质分系数； (B)近似等于液相传质分系数； (C)小于气相传质分系数； (D)近似等于气相传质分系数。 8. 填料塔内提供气液两相接触的场所是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 9.吸收操作中，当气液两相达到平衡时，其吸收推动力＿＿＿，吸收速率＿＿＿。 10.当湿空气的总压一定时，相对湿度仅与其＿＿＿＿和＿＿＿＿有关。 11. 在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件：(1)大里的空气干燥少量的湿物料；(2)少量 的空气干燥大里的湿物料；则正确的判断是( )。 (A).(1)对(2)不对(B).(2)对(1)不对；(C)(1)(2)都不对(D). (1)(2)都可以 12. 在一定的物料和干燥介质条件下：(1)临界湿含量是区分结合水与非结合水的分界点。(2) 平衡湿含量是区分可除水份与不可除水份的分界点。正确的判断是：( ) (A)两种提法都对(B)两种提法都不对(C)(1)对(2)不对(D)(2)对(1)不对 13. 氮气与甲醇充分且密切接触，氮气离开时与甲醇已达传热和传质的平衡，如系统与外界 无热交换，甲醇进出口温度相等，则氮气离开时的温度等于( ) (A) 氮气进口温度(B)绝热饱和温度(C) 湿球温度(D) 露点温度 14. 指出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度 无关( )。(A)相对湿度(B)湿球温度(C)露点温度(D)绝热饱和温度 15. 我校蒸发实验所用蒸发器的类型是，这种蒸发器中不存在的一种温差损失 是。 16. 进行萃取操作时应使: ( ) (A)分配系数大于1 (B)分配系数小于1 (C)选择性系数大于1 (D) 选择性系数小于1 17. 一般情况下，稀释剂B组分的分配系数k值: ( ) (A)大于1 (B)小于1 (C)等于1 (D) 难以判断，都有可能 18. 萃取操作依据是__________________。萃取操作中选择溶剂主要原则: ____________， _______________和_________________。 19. 单级萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂S' 代替溶剂S， 则萃取相量与萃余相量之比将＿＿＿＿(A)增加；(B)不变；(C)降低，萃取液的浓度(指溶质) 将＿＿＿＿(A)增加；(B)不变；(C)降低。 二、计算题〖20分〗
食工原理课程设计指导书
食工原理课程设计指导书 《食工原理课程设计》指导书 一、课程设计的目的及意义： 现代食品工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师，还应当具备按工艺要求进行生产设备的选型配套，生产线的相关工程设计能力。可见，食品科学与工程专业的学生有必要进行工程设计能力的培养和训练。特别是对于本专业毕业时只作毕业论文而不作毕业设计的绝大多数学生来说，这种培养和训练显得尤为重要。 食品工程原理课程设计(以下简称课程设计)是在学完《食品工程原理》后的一个阶段性、实践性教学环节。通过完成某一工程设计任务，培养学生综合运用《食品工程原理》及相关先修课程的基础知识和解决实际问题的工作能力。课程设计要求学生按设计任务书的要求，在规定时间内完成某一涉及食品工程单元项目的设计任务。应予指出，课程设计不象平时做的练习题有一个共同的答案。设计本意上应含有创新思维成分，设计结果以优劣予以评价。课程设计任务书不象习题题目那样给出充分的条件和数据。设计计算中的很多数据往往需要设计者查阅相关手册和资料，进行系统的收集、分析比较和选用，任何一个数据的选定均要说明理，这就需要综合运用所学的各类知识，经过全面、细致地分析和
思考方能确定。课程设计不是一个单纯的解题过程，而应是一个含有创作成分的实践过程。课程设计中不仅要通过调查研究，确定工艺流程及设计方案，所确定的流程和方案应能保证日后的设计、施工和投入运行都能得到完全地实施，即工程的可行性。还要对工艺设备进行选型配套设计计算，编制设计计算说明书，并用工程图将设计结果表达出来，以便指导工程施工。 在课程设计中着重以下几种能力的训练和培养： 1. 培养正确、系统的设计思想，全盘考虑工程设计任务，兼顾技术上的先进性、可行性和经济合理性，以人为本，注意操作者安全及劳动条件的改善和环境的保护，并用这种设计思想去分析和解决实际问题。 2. 培养从生产现场和文献资料中进行调查研究的能力。通过现场调查，参考和分析已建工程的经验和教训，结合本设计的客观实际，确定设计方案。通过查阅资料，选用公式，收集数据，进行具体设计计算。 3. 培养熟练、准确的工程计算能力。 4. 培养用简洁的文字、规范清晰的图表来表达自己设计思想和结果的能力。二、课程设计题目：果汁饮料蒸发浓缩工艺与设备设计 利用双效顺流蒸发器浓缩桔子汁，进料流量为20XXkg/h，固形物质量分数14％，沸点进料，第一效沸点
食工原理课后习题与答案第1-2章
第一章 1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。试计算常压下400℃时该混 合气体的密度。 解：M m =M i y i=×28+×44+×32+×18= m= pM m/RT=×103××103×673)=0.545kg/m3 1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为和。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为。 问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少 解：成都p R=95-8=87kPa（真空度） 拉萨p R=62-8=54kPa（真空度） 1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强 降。在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。 解：p B=R3H2O g+R2Hg g=×1000×+×13600×=（表） p A=p B+R 1Hg g=+×13600×=（表） p=p A-p B=（表） 1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密 度为0，空气密度为，试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角为30o时，若要忽略贮液器内 的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少 D α d R 1 R 1 p 2 p h ρ 解：由静力学方程p=R(0-)g=R1sin(0-)g=R1(0-)g/2 (1) 若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R’=R-h 液柱长度：R1’=R1-h/sin=R1-2h p’=R ’(0-)g=R1’(0-)g/2=(R1/2-h)(0-)g 又D2h/4=d2R1’/4 即h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2] 所以p’=R1(0-)g/[2+4(d/D)2] (2) 相对误差为 (p-p’)/p≤ 代入式（1）和（2）： (p-p’)/p=1-1/[1+2(d/D)2]≤
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)。
食工原理课程设计 甲苯-乙苯连续精馏塔设计
合肥学院 HEFEI UNIVERSITY 食工原理课程设计 题目:甲苯-乙苯连续精馏塔设计 系别: 生物与环境工程系 专业: 12食品科学与工程 学号: 1202061011 姓名: 方平 指导教师: 于宙 二零一四年十月二十七日
目录 第一部分设计任务书 1、设计题目 (5) 2、设计概述 (5) 3、设计内容 (6) 第二部分精馏塔的设计 1 精馏塔的物料衡算 (7) 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (8) 1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (8) 1.3物料衡算 (8) 2 塔板数的确定 (9) 2.1甲苯、乙苯的温度-组成 (10) 2.2确定操作的回流比R (11) 2.3求操作线方程 (12) 2.4图解法求理论塔板层数 (13) 3 塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 (14) 3.1操作压力计算 (14) 3.2操作温度计算 (14) 3.3平均摩尔质量计算 (15) 3.4平均密度计算 (15) 3.5液体平均表面张力计算 (18) 3.6液体平均粘度计算 (20) 4 精馏塔的气、液相负荷计算 (22) 4.1精馏段气、液相负荷计算 (22) 4.2提馏段气、液相负荷计算 (22) 5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (23) 5.1塔径的计算 (23)
5.2精馏塔有效高度的计算 (25) 6 塔板主要工艺尺寸的计算 (25) 6.1溢流装置计算 (25) 6.2塔板布置 (27) 7 筛板的流体力学验算 (30) 7.1塔板压降 (30) 7.2液面落差 (32) 7.3液沫夹带 (32) 7.4漏液 (33) 7.5液泛 (33) 8 塔板负荷性能图 (34) 8.1精馏段塔板负荷性能图 (35) 8.2提馏段塔板负荷性能图 (37) 9 精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (41) 10 精馏塔接管尺寸计算 (42) 10.1塔顶进气管 (42) 10.2塔顶回流液管 (43) 10.3进料管 (43) 10.4塔釜出料管 (43) 10.5塔釜进气管 (43) 11 主要辅助设备的选型 (44) 11.1冷凝器的设计 (44) 11.1.1确定设计方案 (44) 11.1.2确定物性数据 (44) 11.1.3计算热负荷 (45) （1）壳程液流量 (45) （2）壳程流体的汽化潜热 (45) （3）热负荷 (46) 11.1.4逆流平均温差 (46)
食品工程原理习题和答案完整版
食品工程原理习题和答 案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
食品工程原理 第一章 P31： 1. 2. 4. 8. 9. 10. 11. 第二章 P78: 【1】一食品冷藏室由内层为19mm厚的松木，中层为软木层，外层为51mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为 ℃,混凝土外壁面温度为℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为,3,W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。 1）所需软木的厚度2b?由：
【4】将粗碎的番茄通过内径为60mm的管子从20℃加热到75?℃。其流量为1300kg/h,管内壁面温度为105℃,求对流传热系数。 已知粗碎的番茄物性数据如下：ρ=1050kg/m3；cp=kJ/（kg·K）； μ=mPa·s℃时),mPa·s(105?℃时)；λ=W/(m·K)。 解：流体在管内被加热。管中流速： 5. 一带有桨式搅拌器的容器内装有温度为℃的料液。用夹套内的蒸汽加热。容器内径为m,搅拌器直径为m,转速为r/s,容器壁温为℃。料液的物性为: ρ=977?kg/m3 ；Cp=kJ/（kg·K）；μ=100?mPa·s℃时),mPa·s℃时)料液热导 率)/。求料液对容器壁的对流传热系数。 解：该对流属于流体在搅拌槽内强制对流。 8. 10.在逆流换热器中，用初温为20?℃的水将kg/s的液体［比热容为 kJ/(kg·K)、密度为850kg/m3］由80℃冷却到30?℃。换热器的列管
直径为Φ25?mm×mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850W/（m2·K）和1?700W/（m2·K）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50?℃，求水的流量和换热器的传热面积。 解：传热量为 12. 【14】某列管换热器的管程走冷却水，有机蒸汽在管外冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20?℃和30?℃。使用一段时间后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷却水出口温度降为26?℃。已知换热器的传热面积为m2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃, 冷却水流量为kg/s,求污垢热阻。 解：无污垢时的传热量： 【16】有一套管换热器，内管为Φ19?mm×2mm，管长为2m，管内的水与环隙中的油逆流流动。油的流量为270kg/h，进口温度为100℃，水的流量为360kg/h，进口温度为10℃。若忽略热损失，且知以管外表面
食工原理习题
【1】精馏塔进料量为W h=50000kg/h，ρ=960kg/s，其它性质与水接近。试选择适宜管径。 【2】20℃的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，基下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。当大气压强为101.33×103Pa。 【3】有一输水系统，如本题附图所示，水箱内水面维持恒定，输水管直径为φ60×3mm，输水量为18.3m3/h，水流经全部管道（不包括排出口）的能量损失可按Σh f=15u2公式计算，式中u为管道内水的流速（m/s）。试求： （1）水箱中水面必须高于排出口的高度H； （2）若输水量增加5%，管路的直径及其布置不变，管路的能量损失仍可按上述公式计算，则水箱内的水面将升高多少米？ 【4】水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，试计算管内截面2-2’、3-3’、4-4’、5-5’处的压强。大气压强为 1.0133×105Pa。图中所标注的尺寸均以mm计。
【5】本题附图所示的真空高位槽为一简易的恒速加料装置（马利奥特容器）。罐的直径为1.2m，底部连有长2m、直径为φ34×2mm的放料钢管。假设放料时管内流动阻力为12J/kg（除出口阻力外，包括了所有局部阻力）。罐内吸入3.5m深的料液，料液上面为真空，试提出一个简单的恒速放料方法，使容器内A－A面以上的料液在恒速下放出，并计算将容器中料液全部放出所需的时间θ。
09级食工原理课程设计任务书(总)
《食工原理课程设计》任务书 （2009级食品专业学生适用） 一、设计题目：（从以下题目中选做一个） 1、果汁蒸发浓缩工艺流程设计 2、果汁预热器设计 3、果汁蒸发器设计 4、浓缩果汁贮罐设计 5、换热器设计 二、设计条件： 1、题1-4的设计条件： 在真空双效顺流蒸发设备中将番茄汁从固形物质量分数4.3％浓缩到28％，进料流量为1.39kg/s ，番茄汁进入预热器的温度为25℃，用水蒸汽将其加热后以沸点进料（即以沸点进入第一效蒸发器）。第一效沸点60℃，加热蒸汽压力为118kPa ；冷凝器真空度为93 kPa 。末效出料中固形物质量分数为28％。第一效采用自然循环，总传热系数为900W/(m 2.K)；第二效采用强制循环，总传热系数为1800W/(m 2.K)。除效间流动温差损失（0.5～1.5K ）外，其它温差损失忽略不计，各效热利用因数为0.98，固形物比热容忽略不计。蒸发浓缩后的番茄汁经过水冷却器冷却到30℃后泵入成品贮罐。 2、题5的设计条件： 某生产过程的流程如图所示，反应器的混合气体经与进料物流换热后，用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后，进入吸收塔吸收其中的可溶组分。已知混和气体的流量为227301㎏/h ，压力为6.9MPa ,循环冷却水的压力为0.4MPa ，循环水的入口温度为29℃，出口温度为39℃ ，试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 物性特征： 混和气体在35℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）： 密度 31/90m kg =ρ，定压比热容 1p c =3.297kj/kg ℃ 热导率 1λ=0.0279w/m ，粘度 Pas 51105.1-?=μ
食品工程原理复习题及问题详解
食工原理复习题及答案 一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽；空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管溶液占有的______________，因此，溶液在中央循环管和加热管受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。 ***答案*** 标准式，较大，要小，自然 8. 圆管中有常温下的水流动,管径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而外层包上隔热层表面温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案***