《食品工程原理》大纲(2014版 赵丹)
《食品工程原理》教学大纲
《食品工程原理》教学大纲《食品工程原理》教学大纲一、课程基本情况1.课程名称：食品工程原理2.课程名称（英文）：PRINCIPLES OF FOOD ENGINEERING3.课程编号：06113064.课程总学时：70学时（讲课64学时，实验6学时）5.课程学分：3.5学分6.课程分类：必修课7.开设学期：第4学期8.适用专业：食品科学与工程专业9.先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《物理化学》、《机械制图》等课程10.后续课程：《粮油食品工艺学》、《畜产食品工艺学》、《果蔬食品工艺学》、《食品机械》、《食品工厂设计》二、课程的性质、目的和任务本课程是食品科学与工程专业主要的必修课之一。
本课程是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上开设的一门专业基础课程，是承前启后，由理及工的桥梁。
主要目的是培养分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在食品生产、科研与设计中达到强化生产过程，提高产品质量，提高设备生产能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染及加速新技术开发等。
主要任务是：研究单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算（或选型）。
三、课程教学的基本要求和主要环节《食品工程原理》是食品科学与工程专业的一门专业基础课程。
在培养学生综合素质的过程中有其特殊的地位和作用。
通过学习，要求掌握研究单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算（或选型）。
培养分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在食品生产、科研与设计中到强化生产过程，提高产品质量，提高设备生产能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染及加速新技术开发等。
初步掌握食品过程开发、设计与操作的有关方法。
理论课以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体以及CAI课件。
对于课程中不属于基本原理、基本方法和基本概念范畴的内容，鼓励学生自学并在课堂模拟教学及讨论。
在教学方法和手段上采用现代教育技术，理论与实践相结合，促进学生掌握相关的教学内容。
食品工程原理实验教学大纲
《食品工程原理实验》教学大纲课程编号：5509925课程名称：食品工程原理实验（Principal of Fundamentals of Food Engineer Experiment）课程类别：专业教育必修教材名称：《食品工程原理实验讲义》学时学分：学时 32学分 1 实验学时 30考试学时2应开实验学期：三年级五学期先修课程：食品工程原理适用专业：食品科学与工程一、课程性质及要求食品工程原理实验是食品类专业的专业基础，是食品工程原理的配套课程。
其主要任务是掌握典型单元操作设备的操作技能和学会借助实验方法来解决纯理论方法不能解决的工程实际问题。
二、内容简介（200字左右）食品工程原理是一门实践性很强的工程学科，生产上所遇到的工程问题大多数无法用纯理论解决，而需借助实验方法加以解决。
因此通过实验不仅可以使学生验证和加深对理论教学的理解，也是培养学生科学实验方法和掌握实验技能的必要环节。
三、主要仪器设备：成套的单元操作教学仪器。
四、教学方法与基本要求教学采用现场讲解、实际操作相结合的方法。
本课程实验属工程类实验，强调独立思考及独立操作能力的培养。
实验前，学生必须经过预习，交出预习报告；在教师现场讲解后才能正式操作；实验结束后按规定的内容和要求交出实验报告。
为保证实验动手能力的培养及实验效果，每次每套设备人数不超过7～9人；部分目前没条件进行的实验可以通过模拟仿真实验加深了解。
为了进一步提高其工程实验能力和实验动手能力，条件合适时增开综合型、设计型实验。
要求学生掌握常用单元操作设备的操作要点；掌握常用流量、压力、温度等过程参数七、说明实验一流体流动阻力实验实验学时数:3(一)实验目的：1、了解流体流经管道或管件时阻力的测定方法。
2、测定流体通过直管时的摩擦阻力，并确定λ与R e的关系。
(二)实验项目内容：流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起流体压强的损耗（能量损失）。
流体在管道中流动时所遇到的阻力有直管摩擦阻力（或成、称沿程阻力）和局部阻力（如流体流经各种管件、阀门及流量计等所造成的压力损失）。
《食品工程原理》教学大纲
《食品工程原理》教学大纲一、课程基本信息课程编码：092112B 092113B中文名称：食品工程原理英文名称：Principles of food engineering课程类别：专业核心课程总学时：80（食品工程原理Ⅰ48；食品工程原理Ⅱ32）总学分：5学分（食品工程原理Ⅰ3学分；食品工程原理Ⅱ2学分）适用专业：食品科学与工程先修课程：高等数学，大学物理二、课程的性质、目标和任务本课程是食品科学与工程专业本科学生必修的专业核心课程，是以力学、动力学、传热学和传质学为基础理论的学科，主要讲授食品工业生产中单元操作的基本原理、常用设备及操作过程的计算方法。
包括流体流动与输送、传热、蒸发、蒸馏、浓缩、干燥、吸收等。
目的使学生掌握保证食品工艺准确实施的必备知识，以便进行食品机械设计制造、选型配套以及维修操作等。
三、课程教学基本要求通过讲授、自学和讨论，可使学生掌握食品加工过程中的动量、热量和质量传递的理论及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等知识；培养工程设计和实践操作的能力。
为学生进一步学习食品机械与设备、食品工厂设计等后续课程提供理论基础。
为今后从事食品加工和机械设备方面的研究和开发等工作奠定理论基础。
四、课程教学内容及要求第一章流体流动与输送（14学时）【教学目标与要求】1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品工厂中输送水、气以及稀溶液等牛顿流体的管道设计与计算工作。
2、教学要求：掌握实际流体与理想流体的区别；掌握流体流动中各能量平衡方程的区别并能熟练运用这些方程解决问题；掌握流体参数的测量原理与方法；掌握流体流动阻力计算方法；了解非牛顿流体种类和简单计算；管路的构成（管、阀件）、复杂管路的特点及计算。
【教学重点与难点】1、教学重点：流体流动中各能量平衡方程的区别并能熟练运用这些方程解决问题；流体流动阻力计算方法。
2、教学难点：经验公式的换算方法；边界层的概念【教学内容】1.1流体基础知识与概念1.2 流体静力学1.3 流体流动的基本方程1.3.1 稳定流动、流速与流量、连续性方程1.3.2 理想不可压缩流体的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的应用1.3.3实际流体稳定流动的能量守恒1.4 管内流动及管路计算1.4.1 管流要素、流动类型及其判别：滞留、湍流、雷诺准数1.4.2 流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算：计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、湍流的流速分布及摩擦阻力系数的确定1.4.3 管路局部阻力及其计算1.5 流速及流量的测量（实验课）1.5.1 毕托管1.5.2 孔板流量计及文丘里流量计1.5.3转子流量计1.6 非牛顿流体1.6.1 非牛顿流体的类型：塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体和时变性流体；稠度指数和流变指数1.6.2 假塑性和胀塑性流体作层流流动时的速度分布和流量1.6.3 非牛顿流体的流动阻力1.7 流体输送机械1.7.1 概述1.7.2 离心泵1.7.2.1离心泵工作原理1.7.2.2离心泵主要性能参数1.7.2.3离心泵的特性曲线1.7.2.4气蚀现象与允许安装高度1.7.2.5泵的工作点1.7.2.6泵的选型。
食品工程原理 课程大纲
食品工程原理课程大纲一、课程基本信息课程名称：食品工程原理及实验（英文名称：Food Engineering Principle and Experiment）课程编号：01405050学分数：5 （其中讲授学分：4实践学分:1）学时：56 （其中讲授学时：64 实践学时：16）先修课程：高等数学物理化学适用专业：食品科学与工程开课学院：课程网站：（选填）二、课程说明食品工程原理是的一门必修课程，主要向该专业学生介绍食品加工过程中的“三传理论”和各单元操作的基本原理、基本规律及常用典型设备的工作原理、基本结构及设计计算等，“三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论”的具体应用。
通过学习使学生掌握组成食品生产工艺过程中各单元操作的基本理论知识，学会初步的工程设计计算方法。
本课程共计80课时，围绕“三传理论”和单元操作展开学习。
该课程主要考核评价方式，包括平时作业、过程考核、实验成绩和期末考试，平时作业占20%、过程考核占20%、实验成绩占20%和期末考试占总成绩的40%。
实验1流体粘度测定实验通过实验掌握粘度测定仪的原理及测定流体粘度的方法。
实验2雷诺实验通过实验观察流体流动过程的不同流型及其转变过程，测定流型转变时的临界雷诺数。
实验3伯努利方程实验通过实验掌握流体流动过程中的质量守恒和能量守恒定律。
实验4流体阻力实验测定直管（光滑管与粗糙管）的摩擦系数汲突然扩大和阀门局部阻力系数C ；实验5离心泵性能测定掌握离心泵性能参数的测定方法及特性曲线的绘制。
实验6对流传热系数测定掌握对流传热系数的影响因素及传热系数的测定方法。
实验7洞道干燥实验通过实验掌握洞道干燥物料水分含量随时间变化的规律。
五、学时分配及教学方法(-)学时分配(-)教学方法本课程采用课堂教学和自学相结合的教学方法。
课堂教学采用多媒体教学与常规教学手段相结合的模式。
由于本课程研究“三传理论”和各单元操作内容繁杂、公式较多，且需要利用物理和数学知识进行工程计算，因此课程难度较大，仅靠较少学时的课堂教学所学到的知识是相当有限的，应该培养学生的自学能力，开阔视野，对所学内容能举一反三、融会贯通。
(完整版)《食品工程原理》教学大纲
《食品工程原理》教学大纲一、本课程的教学目标和任务本课程为食品专业的必修专业基础课。
课程内容主要包括动量传递、热量传递和质量传递的三大传递理论及其在食品工程中的应用，即研究食品工程单元操作的基本原理与应用。
动量传递内容包括流体力学和流体输送机械（泵与风机）的选用、颗粒与流体间的相对运动；热量传递内容包括传热学和蒸发操作等；质量传递内容包括传质过程、吸收与蒸馏、吸附与离子交换，浸出与萃取等单元操作；此外还包括热、质同时传递的过程，如食品的干燥等。
食品工程原理是一门主要研究食品加工过程的技术原理与工程实现的应用基础课程，与机械工程、化学工程等学科的有关课程密切相关，其基础涉及数学、物理、力学、热力学、传热学和传质学等。
本课程以单元操作为主线，研究食品加工过程的有关理论与工程方法，为食品科学与工程及相近专业的学生和工程技术人员学习研究提供参考。
二、本课程的教学要求食品工程原理是食品科学与工程及其相近专业的一门十分重要的专业基础课程，在创新人才培养中具有举足轻重的地位。
由于课程涉及的知识面宽，对理论分析、设计计算、实验探索、工程经验的贯通融合和创新应用方面要求很高。
学习中要注重逐步树立学生的工程观念，从先进实用、安全可靠、经济方便、节能减排等方面认真掌握单元操作和工程系统集成方面的知识。
1．注重培养学生的工程设计和应用的能力。
食品加工工艺千变万化，其实现的途径又可以多种多样，所以要树立学生的工程观念，能够根据生产工艺要求和物料特性，合理地选择单元操作及相应的设备，完成过程分析、设计计算，努力使系统集成达到最优化。
2.注重培养学生的数据攫取能力。
食品工程原理学科研究的历史短，基础数据十分缺乏。
如何通过网络或资料查取有参考价值的数据，或者通过实验测取、生产现场查定相关数据、是进行良好的食品工程设计的重要前提。
3.注重培养学生的实验能力。
学习实验设计、单元操作实验、数据处理、误差分析方法，提高学生的动手能力和实验技能。
食品工程原理教学大纲
《食品工程原理》教学大纲前言食品工程原理讲授食品加工过程的各种工程概念和单元操作的一门课程。
通过本课程的课堂讲授及实验教学，要求学生具备以下能力：(1) 熟悉和了解现代化食品生产中各个单元操作的作用原理，过程描述，典型设备的结构和工艺计算。
(2) 能够分析解决食品生产中出现的问题。
例如，在实际生产中涉及的因数较多，需要研究如何判断它们的主次来确定适宜的设备，以及优惠的操作条件或经济适用的加工方案等；此外，需要了解将实验室试验成果应用到实际生产中去的方法，即过程的开发。
本课程是食品科学与工程专业的必修课，总学时为72学时，其中理论课54学时，实验18学时，4.0学分。
理论课教学方法主要是课堂讲授，配合多媒体等方法进行教学。
教学目的要求和内容引论【目的要求】1、了解食品工程原理研究的主要内容，单元操作的概念和“三传理论”。
2、熟悉物料衡算和能量衡算的计算方法。
3、了解食品工程原理与化工原理的联系。
4、了解国际单位制和量纲含义。
【教学内容】1、单元操作的概念、分类，“三传理论”。
2、食品工程原理的研究内容、课程性质、学习方法。
3、食品工程原理的由来，食品工程原理与化工原理的联系和区别。
4、物料衡算的计算方法。
5、能量衡算的计算方法。
6、单位制和量纲。
【教学方法】讲授、多媒体。
第一章流体流动【目的要求】1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。
2、掌握流体静力学平衡方程式。
3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。
4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。
5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。
6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。
7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。
8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。
【教学内容】2、流体静力学平衡方程式。
3、流量和流速概念。
4、稳定流和不稳定流概念。
食品工程原理课程设计教学大纲
《食品工程原理课程设计》教学大纲一、课程基本信息课程编码：092101D课程名称：食品工程原理课程设计英文名称：Course Design of Food Engineering Principles课程类别：实践课程总学时：2周总学分：1学分适用专业：食品科学与工程二、课程的性质、目标和任务（一）课程性质《食品工程原理的课程设计》是食品工程原理课程教学的总结性教学实践环节，是利用食品工程原理、食品工程制图和机械设计等的基本理论和技术，设计一些简单的食品加工过程或食品加工设备，培养学生理论联系实际、灵活运用所学知识解决实际问题的能力，达到增强学生实践与创新能力的目的。
（二）教学任务及目的《食品工程原理的课程设计》主要目的是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计，就以下几个方面要求学生加强锻炼：1、查阅资料选用公式和搜集数据的能力；2、树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力；3、迅速准确地进行工程计算的能力；4、用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
三、课程教学基本要求课程设计内容可以结合科研成果提出具有一定生产规模的单元操作设计题，也可以从生产实际中调查和搜集题目，另外也可根据资料和手册，编制符合教学要求的题目。
因此要求学生具备一定的工程原理专业课程知识、具有查阅资料、选用公式和搜集数据的能力、具有准确的工程计算能力、图标、文字表达能力及与同学间的协作能力。
四、课程教学内容及要求1、课程设计说明书的基本要求包括以下几个内容：1）目录2）设计题目3）流程示意图4）流程和方案的说明及论证5）设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附属设备的规格型号及数量）6）设计计算与说明7）对设计的评述及有关问题的分析讨论8）参考文献目录2、图纸要求画工艺流程图和装配图一张，制图时必须按照国家有关机械制图标准制图。
《食品工程原理》课程教学大纲
《食品工程原理》课程教学大纲课程名称：食品工程原理课程类别：专业基础课适用专业：食品质量与安全考核方式：考试总学时、学分： 64 学时、4 学分其中实验学时： 0 学时一、课程的性质、目的和任务《食品工程原理》是食品质量与安全专业的一门专业基础课，主要研究食品加工过程中各单元操作的基本原理、主要设备构造和设计计算等内容，是进行食品机械、食品工艺与设备、食品工厂设计等后续课程实施的基础。
本课程的目的是通过系统学习食品加工过程中的工程概念和各单元操作原理，使学生了解食品加工过程中单元操作的基本概念，掌握典型单元操作的基本原理和理论知识，为学习食品机械设备、食品工艺学及食品工厂设计等课程奠定工程技术理论基础。
课程的任务是研究和介绍食品工业生产中传递过程与主要单元操作的基本原理、它们的内在规律、常用设备及过程计算方法，使学生掌握常用的工程方法，具备运用工程方法解决生产实际问题的能力；掌握传递过程及单元操作的基本原理，学会运用其基本理论进行过程的物料衡算、能量衡算和设备选型配套设计计算等工程问题。
二、课程教学要求1.专业知识目标1.1 掌握食品加工过程中有关流体流动及输送机械、机械分离、传热、蒸发、制冷、蒸馏、干燥、结晶与膜分离等常见单元操作的概念、基本理论和基本规律，理解典型设备的工作原理、结构、主要性能参数及选型；1.2 掌握动量传递、热量传递和质量传递的基本原理，运用这些理论并结合所学的物理、化学、数学和物理化学等基础知识，研究食品加工过程中各种单元操作的内在规律和基本原理，能够根据生产上的具体要求对各单元操作进行初步的工艺计算和优化调节；1.3 了解简化模型法、当量法、因次分析法等工程上解决复杂问题的分析方法，正确查阅工程手册、国内外文献获取设计参数或者通过实验测取、生产现场查定相关数据，掌握食品加工过程中各种单元操作的物料和能量衡算计算方法，并能进行过程的选择、设备工艺尺寸的计算及设备的选型计算；1.4 了解食品加工过程中各单元操作典型设备的工作原理、影响因素、常见故障，理解控制传递速率的变化规律，并能够结合生产实际初步分析强化或者削弱过程传递的途径，提出消除故障或改进过程及设备的途径。
04169食品工程原理大纲
第一章流体流动和输送（*计算题）（一）课程内容化工、生物、食品、环境等许多生产领域中的处理对象多为流体，掌握流体流动的规律是解决流体输送以及研究传热、传质过程及设备的重要基础。
本章重点讨论流体流动的基本原理，并运用基本原理分析和解决流体输送过程的计算问题。
（二）学习要求要求通过对本章的学习能理解和掌握流体和流体流动的一些基本概念和基本原理，掌握运用基本原理分析和解决流体输送过程的基本计算问题。
（三）考核知识点和考核要求第一节流体的物理性质[1]了解：流体的压缩性。
[2]理解：连续性假定；流体的密度；流体的黏度。
[3]掌握：牛顿黏性定律。
第二节流体静力学[1]了解：体积力；表面力[2]理解：流体压强的度量。
[3]掌握：压强的静力学测量。
[4]熟练掌握：流体静力学基本方程。
第三节流体流动的基本概念[1]了解：边界层和边界层的分离。
[2]理解：稳态与非稳态流动；流量与流速；流动的形态与雷诺数。
[3]掌握：层流与湍流的特性。
第四节流体流动的质量衡算和能量衡算[1]掌握：质量衡算；能量衡算。
[2]熟练掌握：连续性方程；柏努利方程的应用。
（①大计算题）第五节流体流动的阻力[1]了解：直管阻力损失的实验研究；因次分析法。
[2]理解：直管阻力；局部阻力；当量直径[3]掌握：层流时的速度分布；湍流的速度分布；局部阻力损失的计算。
[4]熟练掌握：直管阻力损失的计算；（大计算题）第六节流体输送管路的计算[1]了解：分支管路计算。
[2]理解：管路特性曲线。
[3]掌握：管径的确定；并联管路计算。
[4]熟练掌握：简单管路计算；管路特性方程。
第七节流速和流量的测定[1]了解：文丘里流量计[2]理解：皮托管、孔板流量计和转子流量计的原理。
[3]掌握：毕托管、孔板流量计和转子流量计的计算方法。
第八节非牛顿流体的流动[1]了解：非牛顿流体及其流动特点第九节液体输送机械[1]了解：离心泵的类型；往复泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵、漩涡泵的工作原理和特点。
《食品工程原理》教学大纲
《食品工程原理》教学大纲
一、基本信息
课程名称
英文名称
总学时
54
学分
3
课程简介
食品工程原理
课程编号 FOOD3106
Principles of Food Engineering
课程类型 专业基础课
理论学时
48
实验学时 6
实践学时
预修课程 高等数学、物理化学
适用对象 食品质量与安全
实验 实践 3
3 6
合计 1 14 3 12 9 9 6 54
四、教学内容及教学要求
绪论（1 学时） 教学内容：
1. 课程简介（研究内容，对象，特点，学习方法） 2. 单元操作的基本概念 3. 物理量的量纲与单位换算 教学要求： 了解食品工程原理课程的性质和地位，食品工程原理课程的特点、内容及任务，现代食品工业的特点，掌握 单元操作中常用的基本概念、单位换算。 重点难点：单元操作中常用的基本概念，单位制及量纲分析
第一章 流体流动（11 学时） 教学内容：
1．流体静力学：流体的物理性质，流体静力学基本方程及其应用 2．流体流动的守恒原理：流体流动的基本概念，质量守恒-连续性方程式，机械能守恒-伯努利方程式，动量 守恒及其与机械能守恒之间的关系
3．流体流动的内部结构：雷诺实验与流体流动类型，直圆管内流体的流速分布，流动边界层
类、微生物类、营养学类等）而言都将是大为裨益的，可为进一步专业学习或从事食品工业
生产及相关领域的工作打下扎实基础。
二、教学目标及任务
食品工程原理是食品专业的一门重要专业基础课程，具有较强的理论性，且与生产实际紧密相联系。本课程 的教学设计针对食品质量与安全专业的学生。通过本课程的学习，要求学生掌握传递的基本原理；熟悉并掌握食 品加工过程中各种单元操作的基本原理；熟悉典型单元操作设备的构造、工作原理和过程计算。培养学生运用基 础理论分析和解决工程实际问题的能力，为将来更好地从事生产开发、设计和生产技术管理等工作打好基础。
《食品工程原理》
大家好
6
④化学工程原理 ●研究对象 传递过程（包括单元操作的过程和设备）。 ●研究内容 单元操作基本原理、基本规律、相互关系和应用。 ●研究方法 实验研究方法，即经验的方法。 数学模型方法，即半理论半经验的方法。
● 通过研究回答工业应用中提出的问题： ⑴ 如何根据各单元操作特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求。 ⑵ 如何进行过程的计算和设备的设计。 ⑶ 如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。
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17
5、运动的描述方法 ①拉格朗日法： 描述同一质点在不同时刻的状态。 （物理学中考察单个固体质点时用） ②欧拉法：描述空间各点的状态及其与时间的关系。 （考察定态流体流动时常用）
食品工程原理
大家好
1
第一章 绪 论
第一节 课程的性质和内容 第二节 单位和单位制 第三节 混合物浓度的表示方法 第四节 单元操作常用的基本概念
大家好
2
第一节 课程的性质和内容
②单元操作 生产过程 →化学反应过程 + 物理加工过程 ↓（归纳） 基本操作过程 ↓ 单元操作
大家好
13
第三节 混合物浓度的表示方法
一、物质的量浓度与物质的量分数 1、物质的量浓度（简称物质的浓度，也称摩尔浓度，单位kmol/m3） 2、物质的量分数（摩尔分数） 二、物质的质量浓度与质量分数 1、质量浓度（也称密度） 2、质量分数三、摩尔比与质量比
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14
第四节 单元操作常用的基本概念
常用单元操作： 流体的流动和输送、传热 、沉降与过滤、干燥、蒸馏、吸收、萃取等。
按过程的物理本质分： 动量传递过程（单相或多相流动）、热量传递过程和物质传递过程。
食品工程原理 第一章 第一节 牛顿流体及其粘度
压缩流体；气体应当属于可压缩流体。但是，如果压 力或温度变化率很小时，通常也可以当作不可压缩流
8
体处理。
3、流体的静压强
静止的流体内部，取通过某点的任意截面的面 积为Δ A，垂直作用于该截面上的总压力为Δ P，在 此情况下，单位面积上所受的压力，称为压力强度， 简称压强，俗称压力。
1 atm=101.325 kPa=101325 N/m2=760 mmHg
=1.033kgf/cm2=10.33 mH2O 静压能：
p1
三、理想流体
不存在粘性
0
理想流体是假想的流体模型，客观上 并不存在，实际流体都是有粘性的。
•实际流体的粘性显现不出来，如静止的流体、等速直线 运动的流体等 •粘性不起主导作用（边界层以外的流动区域）
可以大大简化理论分析过程
院系：食品与环境学院 教师： 赵丹
本章内容
牛顿流体及其粘度 流体流动能量平衡—伯努力方程 管中流动—雷诺实验 简单管路计算 液体输送设备—泵
授课目标
要求：
掌握实际流体与理想流体的区别 掌握流体流动中各能量平衡方程的使用 掌握牛顿流体的管道设计与计算工作 掌握泵的选型配套 柏努利方程式及应用； 流动阻力的计算； 管路计算。
5
m v
pM RT
比容 单位质量流体的体积，称为流体的比容，用符号v
表示，单位为m3/kg，则
v
V m
1
流体的比容是密度的倒数。
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山西农业大学信息学院《食品工程原理》教学大纲课程名称：食品工程原理Food Process Engineering课程编码：102D0007课程类别：专业基础课学时/学分：32适用专业： 2.0一、前言1、课程性质本课程讲述食品生产加工过程中的“三传理论”及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等，三传理论包括动量传递(momentum transfer)、热量传递(heat transfer)、质量传递(mass transfer)；食品生产过程中共有的基本的物理操作过程称为单元操作。
“三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论”的具体应用。
同时，本课程是食品科学与工程专业的一门理论性和实践性很强的重要的专业基础课，是专业课程体系中的基本骨架课程之一。
本课程讲述食品生产加工过程中的“三传理论”及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等，培养学生运用各种技术手段，分析解决工程设计及生产操作中各类实际问题的能力。
本课程作为食品科学与工程专业一门必修主干技术基础课，是一门以力学、动力学、热力学、传热学和传质学为理论基础的专业基础课程。
本课程是高等数学、化学、机械制图等基础课的后继课程；同时，本门课程的学习也为食品机械、食品加工工艺学和食品工厂设计等专业课的学习打基础。
在本专业课程教学中起着承前启后的作用，对自然学科和应用学科起到了搭桥作用。
2、教学目标本课程的教学环节以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，同时对于课程中不属于基本原理、基本方法和基本概念范畴的内容，鼓励学生自学及讨论学生自学以及课外练习。
本课程要求学生能够掌握各单元操作的基本原理；掌握各单元操作在食品工业中的应用；熟悉各单元操作涉及到的设备的构造、工作原理、性能和操作注意事项；了解某些重要设备（如换热器、干燥器、蒸发器等）的简单设计并能够将以上学到的知识应用于食品新工艺的开发、新设备的研制和产品的生产中，使生产能得到改进。
此外，在学习过程中，应注重对自学能力、分析问题解决问题的能力及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风的锻炼和培养。
3、教学要求本课程要求学生重点掌握食品生产加工过程中的“三传理论”及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等。
4、先修课程高等数学、工程制图、基础化学二、课程内容第一章流体力学基础教学内容及总体要求：流体力学是连续介质力学的一门分支，是研究流体（包含气体及液体）现象以及相关力学行为的科学。
可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学，还可按应用范围分为水力学，空气动力学等等。
理论流体力学的基本方程是纳维-斯托克斯方程，简称N-S方程。
纳维-斯托克斯方程由一些微分方程组成，通常只有通过一些边界条件或者通过数值计算的方式才可以求解。
它包含速度、压强p、密度、黏度，和温度T等变量，而这些都是位置(x,y,z) 和时间t的函数。
教学目标：本章要求了解食品工程原理中基础理论流体力学的概念；要求掌握牛顿流体的概念、特征及其在食品工程原理理论研究的基础地位；了解液体输送设备与简单管路的理论基础和基本技术；要求掌握简单管路的计算。
教学方式方法建议：以课堂多媒体教学为主，辅以相关试验与计算，注意理论联系实际和启发式教育，开展习题、作业、讨论等教学方法。
学时：8第一节牛顿流体及其黏度一、粘性与粘度由于粘性的耗能作用，在无外界能量补充的情况下，运动的流体将逐渐停止下来。
粘性对物体表面附近的流体运动产生重要作用使流速逐层减小并在物面上为零，在一定条件下也可使流体脱离物体表面。
又称黏性系数、动力粘度，记为μ。
牛顿黏性定律指出，在纯剪切流动中相邻两流体层之间的剪应力（或粘性摩擦应力）为式中dv/dy为垂直流动方向的法向速度梯度。
黏度数值上等于单位速度梯度下流体所受的剪应力。
速度梯度也表示流体运动中的角变形率，故黏度也表示剪应力与角变形率之间比值关系。
按国际单位制，黏度的单位为帕·秒。
有时也用泊或厘泊(1泊=10-1帕·秒，1厘泊= 10-2泊）。
英文表示式Pa·s(帕·秒) 或mPa·s(毫泊·秒)。
二、牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律表达式：τ=μγ式中：τ--所加的切应力；γ--剪切速率（流速梯度）μ--度量液体粘滞性大小的物理量，简称为黏度，物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。
从流体力学的角度来说，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。
所谓服从内摩擦定律是指在温度不变的条件下，随着流速梯度的变化，μ值始终保持一常数。
水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体；高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体第二节流体流动能量平衡伯努利方程丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。
这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是流体的机械能守恒。
即：动能+重力势能+压力势能=常数。
其最为著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。
伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv^2+ρgh=C ，这个式子被称为伯努利方程。
式中p 为流体中某点的压强，v 为流体该点的流速，ρ为流体密度，g 为重力加速度，h 为该点所在高度，C 是一个常量。
它也可以被表述为p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2。
需要注意的是，由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的，所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。
第三节管中流动一、管中稳定流动连续性方程稳定流动下，单位时间内流进体系的流体质量等于流出体系的流体质量： 不可压缩流体密度不变：不可压缩流体的平均流速与管径平方成反比。
二、雷诺实验与雷诺数雷诺实验装置如图所示：层(滞)流：有条不紊，相互无混杂，一条平稳的直线；湍(紊)流：杂乱无章，相互混杂。
如何区分这两种流动状态，由无量纲准数—雷诺数Re 来判断。
式中：d-管道内径，m ；u-流体平均流速，m/s ；ρ为流体密度，kg/m3；μ为流体粘度，Pa·s。
第四节 简单管路计算流体具有黏性，流动时存在着内摩擦，它是流动阻力产生的根源；固定的管壁或其他形状固体壁面促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。
流动阻力的大小与流体本身的物理性质，流动状况及壁面的形状等因素有关。
流体在管路中流动时的阻力有两种：1、直管阻力——流体流径一定管径的直管时，因流体内摩擦而产生的阻力。
表皮阻力或摩擦阻力。
222111A u A u ρρ=2211A u A u =1、圆管中层流与紊流的区别？2、伯努利方程的意义3、管中阻力的计算方程？第二章传热教学内容及总体要求：传热，是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中对流与热传导同时发生。
教学目标：本章要求了解热传导的定义、意义与基本方法；要求掌握稳定传热过程的计算；了解不稳定传热的定义、意义、基本方法以及应用；要求了解简单的换热器。
教学方式方法建议：以课堂多媒体教学为主，辅以相关试验与计算，注意理论联系实际和启发式教育，开展习题、作业、讨论等教学方法。
学时：8第一节热传导热传导流体力学基础物体或系统内的温度差，是热传导的必要条件。
或者说，只要介质内或者介质之间存在温度差，就一定会发生传热。
热传导速率决定于物体内温度场的分布情况。
热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象叫传热。
热传导是传热三种传热模式（热传导、对流、辐射）之一。
它是固体中传热的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与热对流同时发生。
热传导实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。
[1]在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，晶体中结点上的微粒振动动能较大。
在低温部分，微粒振动动能较小。
因微粒的振动互相作用，所以在晶体内部热能由动能大的部分向动能小的部分传导。
固体中热的传导，就是能量的迁移。
在导体中，因存在大量的自由电子，在不停地作无规则的热运动。
一般晶格震动的能量较小，自由电子第二节对流传热对流传热是热传递的一种基本方式。
热能在液体或气体中从一处传递到另一处的过程。
主要是由于质点位置的移动，使温度趋于均匀。
是液体和气体中热传递的主要方式。
但也往往伴有热传导。
通常由于产生的原因不同，有自然对流和强制对流两种。
根据流动状态，又可分为层流传热和湍流传热。
化学工业中所常遇到的对流传热，是将热由流体传至固体壁面（如靠近热流体一面的容器壁或导管壁等），或由固体壁传入周围的流体（如靠近冷流体一面的导管壁等）。
这种由壁面传给流体或相反的过程，通常称作给热。
对流仅发生于流体中，它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而导致的热量传递过弯管中的对流传热程。
由于流体间各部分是相互接触的，除了流体的整体运动所带来的热对流之外，还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。
在工程上，常见的是流体流经固体表面时的热量传递过程，称之为对流传热。
对流传热通常用牛顿冷却定律来描述，即当主体温度为tf的流体被温度为tw 的热壁加热时，单位面积上的加热量可以表示为q=a(tw-tf)，当主体温度为tf 的流体被温度为tw的冷壁冷却时，有q=a(tf-tw)式中q为对流传热的热通量，W/m2；a为比例系数，称为对流传热系数，W/(m2·℃)。
牛顿冷却公式表明，单位面积上的对流传热速率与温差成正比关系。
第三节辐射传热一、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。
若辐射传热是在两个温度不同的物体之间进行，则传热的结果是高温物体将热量传给了低温物体，若两个物体温度相同，则物体间的辐射传热量等于零，但物体间辐射和吸收过程仍在进行。
二、辐射传热依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。
物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布，但在工业上所遇到的温度范围内，有实际意义的是波长位于0.38～1000um之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76～20um的范围内。
所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。
研究热辐射规律，对于炉内传热的合理设计十分重要，对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。
当某系统需要保温时，即使此系统的温度不高，辐射传热的影响也不能忽视。