2022年食品工程原理考试试题及答案 .pdf

1、某台离心泵进口真空度为30kPa，出口处表压为0.20MPa，若当地大气压为750mmHg，求泵进，出口绝对压力。解：进口：Pab=Pa-Pvm=750 133-30 1000=69800Pa 出口：Pab=Pa+Pg=750 133+200000=300000Pa 2、罐头厂为连续化高温杀菌，采用静水压密封杀菌装置，杀菌室通入压力为0.2MPa 的蒸汽，求水封室的高度？解：静力学基本方程故高度 H=Z1-Z2=（200000-101000）/9810=10.1m 3、多效真空蒸发操作中未效产生的二次蒸发被送入混合凝冷器中与冷水直接接住而冷凝，为维持蒸发器的真空度，冷凝器上方与真空泵相通，将不凝性气体抽走，同时为避免外界空气深入气压管5，导致蒸发器内真空度降低，气压管必须插入液封槽6 中，水在管内上升至高度 h，若真空表度数为90kpa，试求气压管中水上升的高度h？解：Pa=P+gh Pa-P=Pvm H=90000/9810=9.17m 4 某食品厂有一输水系统，输水管为452.5mm钢管，已知管路摩擦损失=1.6，试求水的体积流量，又欲使水的流量增加30，应将水箱水面升高多少？解：(1)P1=p2=0,u1=0,g(z1-z2)=2.1u2=4.83m/s qv=0.784 0.04 0.04 4.83=0.00607/s(2)水的流量增加30，则管出口流量=1.3 4.83m/s=6.28m/s Z1-z2=8.44m Z1=3+8.44=11.44m 5、某奶粉厂的一段牛奶输送系统，真空蒸发器中的牛奶有泵（效率为65）输送到干燥间名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -的储罐顶部，输送管道342mm，蒸发器内真空度为87.78kpa，储罐与大气相通，牛奶密度为 1080kg/，质量流量为4.5t/h，整个流动系统的阻力的损失为50J/kg，式计算泵的功率。解：u1=0=1.64m/s P2-p1=pvm=88000pa 因此 w=9.81（9-1.5）+88000/1080+1.64 1.64/2+50=206J/kg Pe=wqm=206 4500/3600=258w P=Pe/=258/0.65=397w 6、密度 1030kg/，粘度 0.15pa.s的番茄汁以1.5m/s 流速流过长5m的76mm 3.5mm钢管，计算直管阻力。解：d=76-3.5 2=0.069m Re=(0.069 1.5 1030)/0.15=711 故 Re2000，故为层流=64/Re=64/711=0.09=0.09 51030/0.069/2=7.4J/kg 在内径为100mm 无缝钢管内输送一种溶液，其流速为1.8m/s，溶液的密度为1100kg/，黏度为 2.1mpa.s,试求每 100m长无缝钢管的压力降，倘若管子由于腐蚀，其绝对粗糙度增至原来的10 倍时，管内压力降增大的百分率是多少？Re=94000 无缝钢管的绝对粗糙度=0.2mm，/d=0.0002/0.1=0.002 依据 Re=94000和/d=0.002，=0.024 pf=0.024 1000.1 11002=43kpa 增大 10 倍后，/d=0.0002 10/0.1=0.02，=0.049 pf=0.049 1000.1 11002=87kpa 压力降增大的百分率为=（87-43）/43=104%列 18 将 5的鲜牛奶以5000kg/h 的流量从储奶罐输送至杀菌器进行细菌，这条管路系名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -统所用的管子为38mm 1.5mm的不锈钢管，管子长度12m，中间有一只摇板式向单向阀，三只 90 度弯头，式计算管路进口至出口的摩擦阻力吗，已知鲜奶5时的黏度为3mpa.s，密度为 1040kg/解：=qv/A=1.39m/s Re=16900 有一段内径40mm的无缝钢管，管长 30m，管段内有一全开的截止阀，管内水的流速为1.5m/s，求水流过该段管路的阻力。解：Re=60000 设：=0.25mm，则/d=0.25/40=0.00625，由 Re，=0.036 长度为 le=13mm =0.036(30+13)0.04/2=43.5J/kg 一根水平安装的光滑管，长20m，内径 50mm，以 0.18min 的稳定流量输送水，求沿管程的阻力损失和所需功率，已知水的黏度为0.001pa.s，水的密度为1000kg/解：=qv/A=1.53m/s Re=76400=0.019 =0.019 20/2/0.05=8.87J/kg P=hf.qm=hf.qv=8.87 0.18 60 1000=26.2w 钢管管路总长100m，水流量 27/h，输送过程中允许压头损失为4H2O柱，求管子的直径，已知水密度为1000kg/，黏度为0.001pa.s，钢管的绝对粗糙度为0.2mm 解：u=27/3600/0.785=0.00955/m/s=4=得 d=0.163m Re=9550/d 值范围 0.02-0.03，故=0.028 d=0.163m=0.0797m 相对粗糙度=0.0002/0.0797=0.0251 Re=9550/d=120000 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -根据 Re值得=0.026 u=27/3600/0.785/=1.47m/s Re=0.0805 1.47 1000/0.001=118000 故压头损失为=0.0262 100/0.0805=3.57m 用换热器冷却苹果，流量为50kg/h，比热容 cp 为 3817J/kg。k，入口温度80，出口温度20，套管环隙逆流通冷水，入口温度10，出口温度17，传热系数K为 568w/(.k)求：（1）需要的冷却水流量？（2）换热平均温差及换热面积？（3）若改为顺流，两流体出口温度同前，换热平均温差及所需换热面积又为何值？解：=503817(80-20)=9560000J/h 或=9560000J/h/3600=2660w=9560000/4816(17-10)=326kg/h 80 20=(63-10)/=28.8k A=2660/568/28.8=0.162 80 20=(70-3)/=21.3k A=2660/568/21.3=0.220面积为 0.1的面包在烤炉内烘烤，炉内壁面积为1，温度为 250，面包温度为100，炉内壁对面包构成密封闭空间，炉壁为氧化的钢材表面，黑度为0.8，面包黑度为0.5，求面包得到的辐射热流量解：=2.8W/=A1()=2.8 0.1（）=-155w 例 5 14 20生马铃薯的相对介电常数为64，耗损角正切为0.23，若用频率为915MHz的微波照射，求衰减系数和微波穿透深度。=3/915=0.328m 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -