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。

3 流体在管道中的流动状态可分为( )和( )两种类型。

4 在过渡区内，流体流动类型不稳定，可能是( )，也可能是( )，两者交替出现，与( )情况有关。

5 流体的流动状态可用( )数来判断。当其>( )时为( )；<( )时为( )。

6 流体在管道中的流动阻力可分为( )和( )两类。

7 当流体在圆管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( )。

8 根据雷诺数的不同，摩擦系数-雷诺数图可以分为( )、( )、( )和( )四个区域。

9 管路系统主要由( )，( )和( )等组成。

10 局部阻力有( )和( )两种计算方法。

三、选择

1 液体的黏性随温度升高而( a )，气体的黏性随温度升高而( )。

A. 升高，降低；

B. 升高，升高；

C. 降低，升高

2 砂糖溶液的黏度随温度升高而( a )。

A. 增大；

B. 减小；

C. 不变

3 层流时流体在圆管内的速度分布规律为( a )形式。

A. 二次曲线；

B. 直线；

C. 指数

四、简答

1 推导理想流体的柏努利方程。

2 举例说明理想流体柏努利方程中三种能量的转换关系。

3 简述流体流动状态的判断方法及影响因素。

4 如何用实验方法判断流体的流型？

5 说明管壁的粗糙度对流体流动阻力的影响。

五、计算

1 某真空浓缩器上真空表的读数为15.5×103 Pa，设备安装地的大气压强为90.8×103 Pa，试求真空浓缩器内的绝对压强。

2 一敞口储槽内贮存有椰子油，其密度为910kg/m3，已知：Z1=0.6m，Z2=1.8m；槽侧壁安装的测压管上段液体是水，测压管开口通大气。求槽内油面的位置高度h。

3 某设备进、出口的表压强分别为－13 kPa 和160 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，求该设备进、出口的压强差。

4 用一串联U 形管压差计测量水蒸气锅炉水面上的蒸气压pv , U 形管压差计指示液均为水银，连接两U 形管压差计的倒U 形管内充满水，已知从右至左四个水银面与基准水平面的垂直距离分别为h1=2.2m 、h2=1m 、h3=2.3m 、h4=1.3m 。锅炉水面与基准水平面的垂直距离为h5=3m 。求水蒸气锅炉水面上方的蒸气压p v 。

5 试管内盛有10cm 高的水银，再于其上加入6cm 高的水。水银密度为13560 kg/m 3，温度

为20℃，当地大气压为101kPa 。求试管底部的压强。

6 在压缩空气输送管道的水平段装设一水封设备如图，其垂直细支管（水封管）用以排除输送管道内的少量积水。已知压缩空气压强为50 kPa （表压）。试确定水封管至少应插入水面下的最小深度h 。

7 贮油槽中盛有密度为960㎏/m 3的食用油，油面高于槽底9.6 m ，油面上方通大气，槽侧壁下部开有一个直径为500 mm 的圆孔盖，其中心离槽底600 mm 。求作用于孔盖上的力。 8 如本题图所示,用套管式热交换器加热通过内管的果汁，已知内管为Φ33.5mm×3.25mm ，外管为Φ6mm×3.5mm 的焊接钢管。果汁密度为1060㎏/m 3，流量为6000㎏/h ；加热媒质为115℃的饱和水蒸气在外环隙间流动，其密度为0.9635㎏/m 3，流量为120㎏/h 。求果汁和饱和水蒸气的平均流速。

2习题2附图

习题4附图

习题7附图

习题 6 附图