2022年食品工程原理思考题与习题 .pdf

《2022年食品工程原理思考题与习题 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年食品工程原理思考题与习题 .pdf（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 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

2、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。假设鲜橘汁进料流量为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。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

3、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别离器中，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%。试计算从离心机中别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)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 36 页2 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、4 层流边界层二、填空1 通常把 ( )流体称为理想流体。2 牛顿黏性定律说明，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 ( )； B. C. = 4 正位移泵的流量与( )有关。A. 泵的转速与结构B. 管路阻力C. 泵的压头5 离心泵的压头、流量均与流体的( )无关。A. 黏度B 黏度密度C. 温度6 液体的黏性随温度升高而( )，气体的黏性随温度升高而( )。A

5、. 升高，降低B. 升高，升高C. 降低，升高7 余隙系数越大，压缩比越大，则容积系数( )。A. 越小B. 越大C. 不变8 正位移泵的压头与( )有关。A. 泵的转速B. 管路阻力C. 流量四、简答1 离心泵发生气蚀现象的原因是什么？危害是什么？应如何防止？2 根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。3 简述实际流体柏努利方程的物理意义。4 简述离心泵的结构和工作原理。5 简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 36 页7 五、计算1 已知离心泵吸入管内径为100mm，吸入

6、管路总压头损失为12u2/2gu 为吸管内水的流速， m/s ，泵入口处真空表读数为45.33kPa。试求吸水管内的流量m3/h 。已知水的密度为 103m3/kg。233/min 的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中，管道出口比原料贮槽的液面高23m，吸入管内径为90mm，泵出口管内径为52.5mm。假设管路系统的摩擦损失为53.8J/kg，泵的效率为 70%，试计算泵的扬程和功率。33/min 的流量从一出口贮槽中吸上来，泵的入口管为内径50.8mm，长 6.1m 的 40 号钢管，有三个弯头。 水从泵中流出来后经过一长61m，内径 50.8mm 的带两个弯头的管段后再排到大气中，排出口

7、比贮槽的液面高6.1m。 1计算总摩擦损失； 2计算泵所作的的功；3.泵的有效功率。43/h 的水以 0.1m/s 的速度从 10m 下的加热罐中抽至水龙头处。假设罐的压力保持在600kPa的表压下，试求泵的能量。忽略管道阻力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 36 页8 第三章非均相物系的别离一、名词解释1 非均相物系2 临界粒径3 重力沉降4 离心沉降5 沉降速度6 过滤速率二、填空1 滤饼过滤有和两种典型的操作方式。在实际操作中常用的操作方式。2 沉降室应做成形或在室内设置 。3 沉降室的生产能力与和有关。4 除尘系

8、统可以由 、 和组成。5 在除尘系统中，含尘气体可先在中除去较大尘粒，然后在中除去大部分尘粒。6 过滤有 ( )和( )两种基本方式。7 板框过滤机的工作过程主要有( )，( )和( )等。8 滤饼过滤开始后会迅速发生( )现象。在滤饼过滤中，真正起过滤作用的是( )。9 滤饼阻力的大小主要取决于(过滤介质 )及其 ( )。10 非均相物系的别离遵循的基本规律。三、选择1 在相同条件下,板框过滤机的洗涤速率为终了过滤速率的( )。2 对于可压缩性滤饼,其压缩系数为( )。A.s=0；B.s1 3 过滤的推动力为( )。4 一台试验用离心泵，开动不久， 泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压

9、力表逐渐上升，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( )。A. 忘了灌水； B. 吸入管路堵塞；C. 压出管路堵塞；D. 吸入管路漏气四、简答1 简述旋风别离器的结构和设计原理。2 简述影响重力沉降的因素(以斯托克斯区为例)。3 设计一个含尘气体的别离系统，并简述各个设备的作用。4 简述降尘室的结构和设计原理。5 根据过滤基本方程，简述影响过滤的因素。6 简述板框压滤机的工作过程。7 设洗水的粘度和温度黏度液相同,试证明洗涤速率是最后过滤速率的1/4。8 简述先恒速后恒压过滤的特点。9 简述用试验法求过滤常数的方法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

10、 - - - -第 8 页，共 36 页9 五、计算1 试计算直径d90 m, 密度 s为 3000kg/m33，黏度为1.81 10-5Pa? s，水的黏度 10-3Pa? s。2 某悬浮液中固相密度为2930kg/m3，其湿饼密度为1930kg/m3，悬浮液中固相颗粒的质量分率为 25g/升水。该悬浮液于400mm 汞柱的真空度下用小型转筒真空过滤机做试验，测得过滤常数 K=5.1510-6m2/s。现用一直径为1.75m，长 0.98m 的转筒真空过滤机生产。操作压力于试验相同，转速为1r/min，浸没角为125.5 ，滤布阻力可忽略，滤饼不可压缩。试求此过滤机的生产能力和滤饼的厚度。3

11、 已知含尘气体中尘粒的密度为2000kg/m3。气体温度为375K，黏度 P3。现用一标准型旋风别离器别离其中的尘粒，别离器的尺寸为D=400mm ，h=D/2，B=D/4 。含尘气体在进入排气管以前在别离器内旋转的圈数为N=5，气体流量Q=1000m3/h。试计算其临界粒径。4 预用沉降室净化温度为20流量为250m3/h 的常压空气，空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3，要求净化后的空气不含有直径大于10m 的尘粒，试求所需净化面积为多大?假设沉降室低面的宽为2m，长5m，室内需要设多少块隔板?已知20时，空气黏度为1.81 10-5Pa?s 。5 假设分别采取以下各项措施,试分析真空

12、转筒过滤机的生产能力将如何变化。已知滤布阻力可以忽略，滤饼不可压缩。1转筒尺寸按比例增大1 倍； 2转筒浸没度增大1 倍； 3操作真空度增大1 倍 1 倍。6 用单碟片的碟式离心机澄清含有颗粒的黏性液体，颗粒密度为1461kg/m3，溶液的密度为801kg/m3，黏度为10P，离心机转筒的r2=0.02225m，r1=0.00716m，碟片的半锥角为45。，如果转速为2300r/min3/h。计算出口流体中最大颗粒的直径。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 36 页10 第四章粉碎筛分混合乳化一、名词解释1 粉碎2 粒度3

13、球形度4 筛分5 混合6 均匀度7 乳化8 均质二、填空1 根据被粉碎物料和成品粒度的大小，粉碎被分为 、 、 和四种。2 物料粉碎时所受到的作用力包括 、 和三种。3 粉碎操作方法包括 、 、 和四种。4 磨齿排列有四种方式，即 、 、 和 。5 整个混合过程存在 、 和三种混合方式。6 从结构来看，桨叶有 、 、 和四种形式。7 固体混合机按照结构可分为和两种；按照操作方式可分为和 。8 乳化液形成的方法基本上可分为和两种。9 均质机按其结构及上作原理大致可分为 、 、 。三、选择1 对于中粉碎，成品粒度范围为( )。A. 5-50mm B. 5-10mm C. 100 m 以下2 对于立

14、方体形颗粒，球形度s为 。3 当乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB) 时，此乳化剂为亲水性乳化剂。A. 10 B. 10 C. =10 四、简答1 食品加工中如何选用粉碎机？2 筛面的运动方式有哪些？3 简述固体混和中的离析现象及防止方法。4 影响乳化液稳定性的主要因素有哪些？5 乳化单元操作中乳化剂的作用有哪些？6 简述肢体磨的结构及工作原理。五、计算1 试计算立方体形颗粒的球形度和形状系数。2 如下表所示的粒度分布数据，试计算面积平均直径、体积平均直径和沙得平均直径。粒度范围 /m020 2040 4060 6080 80100 100120 120140 140160 160180 1802

15、00 200220 220240 颗粒计数5 20 50 106 95 88 52 26 10 6 4 2 3 lkg 谷物从最初粒度4mm 磨碎到最后粒度1mm 需要能量4.6kJ。假设将此谷物从最初状态磨碎至粒度为0.2mm，所需的能量是多少? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 36 页11 4 有带旋桨式搅拌桨的混合器来搅拌某工业产品。已知容器直径为1.63m，器内液层深度为 1.5m，甘油的密度为1200kg/m3，黏度为16。假设搅拌器转速为500r/min ，测得电机功率为 12kW ，试求搅拌器的直径。精选

16、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 36 页12 第五章流态化与气体输送一、名词解释1 悬浮速度2 临界流化速度3 流化数4 密相流化床5 夹带别离高度6 气力输送二、填空1 按照流化状态，流态化可分为流态化和流态化两种形式。2 为防止从床层中带出固体颗粒，流化床操作气速必须保持在( )和( )之间。3 流化床中常见的不正常现象主要有( )和( )。4 在流化床中，如果床层过高，可以增加( )，破坏 ( )，防止 ( )现象发生。5 气力输送的形式主要有( )式气力输送、 ( )式气力输送和( )式气力输送三种。6 同一气力输

17、送装置，输送松散物料可选( )的混合比。三、选择1 在流态化阶段，流化床床层的压强降与( )有关。A流体流速；B床层高度；C A 和 B 2 当流体通过床层时分布不均匀，则大量流体与固体颗粒不能很好地接触，就会产生 “短路” ，这种现象称为 。A沟流现象B断流现象C腾涌现象3 就物料颗粒群在水平管道中的运动状态而言，停滞流又可称为 。A均匀流B管底流C疏密流D集团流4 以下哪种气力输送的形式适用于输送细小、贵重或危害性大的粉状物料。A吸运式B压送式C混合式D循环式5 利用两相流旋转时离心力的作用使物料与气流别离的卸料器为 。A容积式B三角箱C离心式D压力式四、简答1 气力输送的特点是什么？2

18、粮食工业中常采用的气力输送装置有哪些形式？有什么特点？3 物料颗粒在水平管的悬浮机理及运动状态如何？4 影响物料在弯管中运动最终速度的因素有哪些?试分析论述一下。5 在两相流理论中将其压损分为哪几部分？各代表什么意义？6 如何选择输送风速？五、计算1 某物料密度为1196 kg/m3的空气流过流化床时，空床流速为/s，试求压力降。当空床流速为何值时，流化才开始？试求此时压力降值。2 某物料颗粒的平均粒径为0.4mm，密度为 1690kg/m33，平均黏度P。试求其临界流化速度。3 某固体颗粒为130 目,临界粒径为dp=1.44 10-4m，颗粒密度为s=1068kg/m3，液相黏度精选学习资

19、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 36 页13 为 f.0246cP，密度为f3，求最大流化速度。4 鲜豌豆近似为球形，其直径为5mm，密度为1060 kg/m3。拟于 -20冷气流中进行流化冷冻。 豆床在流化前的床层高度为0.3m，空隙率为0.4.冷冻进行时， 空气速度等于临界速度的 1.6 倍。试大体估计：流化床的临界流化速度和操作速度；通过床层的压力降；试估算冷气流与颗粒外表之间的传热膜系数。已知-20空气的导热系数为2.36 10-2W/m K 2，同时估计从风机到加料器的压力损失约为1.04 kN/m23。精选学习资料

20、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 36 页14 第六章传热学一、名词解释1 对流传热2 自然对流3 强制对流4 热辐射5 黑体二、填空1 常用的列管换热器的温度补偿方式有 、 和等。2 强化传热的途径主要有 、 和等3 热传导是借助于来进行热量的传递的。热传导主要发生在或中。4 热量的传递是由于而引起的。根据传热原理，传热有 、 和三种方式。5 在对流传热中，雷诺准数等于 ，它表示 。6 在对流传热中，努塞尔准数等于 ，它表示 。7 影响对流传热的因素主要有 、 、 和等。8 用冷却水将一定量的热流体由100冷却到 40，冷却水初温为

21、15， 在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I 是令冷却水终温为30， 方案 II 是令冷却水终温为 35，则用水量W1W2，所需传热面积A1A2大于、小于、等于 。9 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90，出口温度为50，冷水进口温度为 15，出口温度为53，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的冷热水物性数据视为相同三、选择1 在与等温面垂直的方向上，( ) 2 液体的沸腾传热应控制在( )区,以获得较大的传热膜系数. 3 在相同传热面积条件下,逆流操作时所需加热剂用量较并流操作( ). 4 间壁式换热器任一侧流体的对流换热过程中, 热阻主要集中在( ). 5 已知圆筒壁 (

22、外半径为r3)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:A 层的导热系数( )B层的导热系数；应将( )放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等)。A. 等于B. 大于C. 小于D. A 层四、简答1 简述影响对流传热系数的因素。2 举例说明板式换热器在食品中的应用。3 根据传热速率方程简述影响间壁式换热器的因素。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 36 页15 4 举例说明套管式换热器在食品中的应用。5 简述套式换热器的特点及其应用。五、计算1 某平壁厚度b=0.37m，内外表温度t1=1650，外外表温度t2=300，平壁

23、材料热导率t，W/(m2 )。假设将热导率分别按常量取平均热导率和变量计算，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。22，其厚度为0.01m，测得的数据如下，试求：1材料的平均热导率；（1）设该材料的热导率为)1(0ta，试求0和 a。电热器材料外表温度 /电压 /V 电流 /A 高温侧低温侧140 300 100 114 200 50 3(m2 )的保温材料。操作稳定后，又测得炉内外表温度为740，外外表温度为90。设两层砖的热导率不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？4(m2 )，试求：1单位时间、单位面积导过的热量；2距离高温侧350mm 处的温度。5 某燃烧炉的平壁由以

24、下三种砖依次彻成。耐火砖：热导率1=1.05 W/m2 ；厚度 b1=0.23m；绝热砖：热导率2=0.151 W/ m2 每块厚度b2=0.23m；普通砖：热导率3=0.93 W/m2 每块厚度b3=0.24m；假设已知耐火砖内侧温度为1000，耐火砖与绝热砖接触处温度为940，而绝热砖与普通砖接触处的温度不得超过138，试问：1绝热层需几块绝热砖？2此时普通砖外侧温度为多少？6 在外径为140mm 的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。 蒸气管外壁温度为390，保温层外外表温度不大于40。保温材料的 与 t 的关系为tt 的单位为， 的单位为W/m2 。假设要求每米管长的热损失Q/L 不

25、大于 450W/m ，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。7 60mm 3mm 铝合金管 热导率按钢管选取 ， 外包一层厚30mm 石棉后，又包一层30mm软木。石棉和软木的热导率分别为0.16W/m2 和 0.04W/m2 。又已知管内壁温度为-110，软木外侧温度为10，求每米管长所损失的冷量。假设将两保温材料互换，互换后假设石棉外侧的温度仍为10不变，则此时每米管长上损失的冷量为多少？8 空心球内半径为r1、温度为 ti，外半径为r0、温度为t0，且 tit0，球壁的热导率为 。试推导空心球壁的导热关系式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

26、- - -第 15 页，共 36 页16 9 在预热器内将压强为101.3kPa 的空气从10加热到50。预热器由一束长度为1.5m，直径为 86mm 1.5mm 的错列直立钢管所组成。空气在管外垂直流过， 沿流动方向共有15 行，每行有管子20 列， 行间与列间管子的中心距为110mm。 空气通过管间最狭处的流速为8m/s。管内有饱和蒸气冷凝。试求管壁对空气的平均对流传热系数。10 在长为 3m，内径为53mm 的管内加热香蕉浆。香蕉浆的质量流速为172kg/sm2 。假设香蕉浆在定性温度下的物性数据如下：510890Pa S；692.0w/m K；865.3pckJ/kg 。试求香蕉浆对管

27、壁的对流传热系数。11 有一列管式换热器， 由 38 根25mm 2.5mm 的无缝钢管组成。 果汁在管内流动， 由 20被加热至80，果汁的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对果汁的传热系数。当果汁的流量提高一倍时，传热系数有何变化。12 热空气在冷却管管外流过，2=90W/(m2 )，冷却水在管内流过，1=1000W/m2 。冷却管外径do=16mm，壁厚 b=1.5mm，管壁的 =40W/m2 。试求：总传热系数Ko；管外对流传热系数2增加一倍，总传热系数有何变化？管内对流传热系数1增加一倍，总传热系数有何变化？13 有一套管换热器，内管为25mm 1mm，外管为

28、38mm 1.5mm。冷水在环隙内流过，用以冷却内管中的高温气体，水的流速为0.3m/s，水的入口温度为20，出口温度为40。试求环隙内水的对流传热系数。14 有一不锈钢制造的套管换热器，内管直径为89mm 3.5mm，流量为 2000kg/h 的糖浆在内管中从 80冷却到50。 冷却水在环隙从15升到 35。 糖浆的对流传热系数h=230W/m2 K ，水的对流传热系数c=290W/m2 K 。忽略污垢热阻。试求：冷却水消耗量；并流和逆流操作时所需传热面积；如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。22 某无相变的流体，通过

29、内径为50mm 的圆形直管时的对流传热系数为120W/(m2 )，流体的 Re=2 104。假设改用周长与圆管相等，高与宽之比等于12 的矩形管，而流体的流速增加 0.5 倍，试问对流传热系数有何变化？15 某食品厂用冷水冷却奶油。冷却器为 14mm 8mm 钢管组成的排管，水平浸于一很大的冷水槽中， 冷水由槽下部进入，上部溢出， 通过槽的流速很小。设冷水的平均温度为42.5，钢管外壁温度为56，试求冷水的对流传热系数。16 室内有二根外表温度相同的蒸气管，由于自然对流两管都向周围空气散失热量。已知大管的直径为小管直径的10 倍，小管的 Gr Pr=108。两水平管单位时间、单位面积的热损失的

30、比值为多少？17 饱和温度为100的水蒸气在长3m、外径为 0.03m 的单根黄铜管外表上冷凝。铜管坚直放置，管外壁的温度维持96，试求每小时冷凝的蒸气量。假设将管子水平放，冷凝的蒸气量又为多少？18 有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120降至80，其对流传热系数1=50W/m2 K 。壳程的冷却水从15升至 90，其对流传热系数2=2000W/m2 K ，管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求水和空气的出口温度t2和T2，忽略流体物性参数随温度的变化；传热速率Q比原来增加了多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

31、- - -第 16 页，共 36 页17 192的逆流套管换热器中，用热油加热冷水。热油的流量为2.85kg/s，进口温度为110；水的流量为0.667kg/s，进口温度为35。热油和水的平均比热容分别为1.9kJ/(kg )及 4.18 kJ/(kg)。换热器的总传热系数为320W/(m2 )试求水的出口温度及传热量。20 求直径d=70mm、长 L=3m 的钢管其外表温度t1=227的辐射热损失。假定此管被置于： 1很大的红砖里，砖壁温度t2=27； 2m0.3m 的砖槽里， t2=27，两端面的辐射损失可以忽略不计。212。换热器 1：K1=625 W/(m2 )，单壳程双管程。换热器

32、2：K2=500 W/(m2 )，单壳程单管程。为满足所需的传热量应选用那一个换热器。22 在一套管换热器中，用冷却水将1.25kg/s 的蔗糖溶液由350K 冷却至300K，冷却水在25mmmm 的管内中流动，其进出口温度分别为290K 和 320K。已知水和蔗糖溶液的对流传热系数分别为0.85 kW/(m2 )和 2.7 kW/(m2 )，又两侧污垢热阻忽略不计，试求所需的管长和冷却水消耗量。23 在一列管换热器中，用初温为30的水将橘汁由120冷却到70，已知橘汁和水的流量分别为1 104 kg/h 和 1.4 104kg/h 。 比热容分别为0.52 kcal/kg 和 0.46 kc

33、al/kg ，传热系数 K=100kcal/m2 h 试分别计算并流和逆流时换热器所需的传热面积。24 在并流换热器中，用水冷却奶油。 水的进出口温度分别为15和 40，奶油的进出口温度分别为120和 100。现因生产任务要求奶油的出口温度降至80，设奶油和水的流量、进口温度及物性均不变，假设原换热器的管长为1m，试求将此换热器的管长增至多少米才能满足要求？设换热器的热损失可忽略。25 一传热面积为15m2的列管换热器， 壳程用 110饱和水蒸气将管程某溶液由20加热至80，溶液的处理量为2.5 104kg/h，比热容为4kJ/kg ，试求此操作条件下的总传热系数。又该换热器使用一年后，由于污

34、垢热阻增加，溶液出口温度降至72，假设要出口温度仍为 80，加热蒸气温度至少要多高？26 用 20.26kPa 表压的饱和水蒸气将20的水预热至80， 水在列管换热器管程以0.6m/s的流速流过，管子的尺寸为25mmmm。水蒸气冷凝的对流传热系数为104W/(m2 )，水侧污垢热阻为6 10-4(m2 )/W，蒸气侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计，试求：1此换热器的总传热系数；2设备操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，出口温度只能升至70，试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。27 今欲于以下换热器中，将某种溶液从20加热到50。加热剂进口温度为100，出口温度为 60。试求各种情况下的平均

35、温度差。1单壳程，双管程2双壳程，四管程28 有一单壳程双管程列管换热器，管外用120饱和蒸气加热，干空气以12m/s 的流速在管内流过，管径为38mm 2.5mm，总管数为200 根，已知总传热系数为150 W/m2 ，空气进口温度为26，要求空气出口温度为86，试求：1该换热器的管长应多少？2假设气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而将管径增大为 54 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 36 页18 第七章制冷与食品冷冻一、

36、名词解释1 制冷2 单位制冷量3 制冷剂4 制冷剂循环量5 制冷系数6 干耗二、填空1 ( )是可以冻结成冰晶的水分，而( )与固形物结合在一起，冷冻时很难冻结成冰晶。2 食品冷冻分为( )和 ( )两种形式。其中( )可使食品长期贮藏。3 水冻结成冰的一般过程是( )，而后由于体系到达了热力学的( )条件，水将在冻结温度下形成冰晶体。4 根据对冷冻介质与食品接触的基本方式，冷冻过程包含( )和( )两个过程。5 食品经冻结后再解冻，其组织中的冰晶体将融化成水，它不易( )，这部分水将 ( )。食品组织中水分重新分配的量越多，则( )。三、简答1 常用的制冷方式有哪些？各有什么特点？2 简述逆

37、卡诺循环。3 简述冻结过程中食品温度的分布特点。4 简述水与食品的冻结过程。5 分析冻结对食品品质的影响。6 分析比较食品冻结的方法。7 举例说明常见食品的冻结设备四、计算1 已知一食品的含水率为78%，冻结后固体成分和冰的质量分数为0.22、0.65，其密度分别为 1010、920，试估算该食品冻结后热导率、比热容和热扩散率的值。2 已知某食品含水82%，初始冻结点为1.2，冻结完成时温度为10，试估算该食品中未冻结水分的质量分数。3 某球状食品的直径为0.05 m，密度为 1030 kg/m3，水分质量分数为0.68。现需在隧道式送风冻结器中经23，食品的融化热为220 kJ/kg，冻结后

38、食品的热导率为1.08 W/(m K) ，冻结时对流传热系数为65 W/(m2 K)。试分别计算将该食品冻结至平均温度达12时和中心温度达 6时的冷冻时间。4含水 75%，长、宽、厚分别为1mm、0.3m 的牛肉块状食品在冷冻器中被30的冷空气冻结。 外表对流传热系数为40 W/(m2 K，牛肉冻结后的热导率为1.5 W/(m K) ， 密度 980 kg/m3，计算将牛肉冻结到10时所需时间。55cm 厚的牛肉胴体在30的冷冻间里被冻结。产品含水73%，密度970，冻牛肉热导率为 1.1 W/(m K)，初始冻结点为1.75，冻结前后的焓差为250 kJ/kg ，外表传热系数为50 W/(m

39、2 K) ，试用 Plank 方程式估计其冻结时间。6某冷冻食品加工厂需在16h 内冻结 10t 猪肉半胴体。 猪肉水分质量分数w = 0.72，初始冻结点温度Tf=1.9，现要求在28的冷风冻结装置中冻结，试计算猪肉胴体从初始温精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 36 页19 度为 5开始，降温至其中心温度为10时所需的制冷量(kW) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 36 页20 第八章 蒸发一、名词解释1 蒸发2 多效蒸发3 蒸发操作的有效温

40、差二、填空1 一定压强下，溶液的沸点较纯水( )，两者沸点之差，称为溶液的( )。2 浓缩是 ( )和( )均匀混合液的部分别离过程。3 要维持连续的蒸发过程，一方面要不断地( )；另一方面还要不断地( )。4 蒸发过程中温差损失主要由( )、( )和( )引起。5 多效蒸发要求后效和小于前效的。6 欲提高蒸发器的生产强度，必须设法提高其和 。7 影响液柱沸点升高的因素主要有和 。8 由于和 ，所以实际每蒸发1kg 水要消耗1kg 以上的蒸气。9 常用的多效蒸发流程有加料、加料、加料和加料。10 在并流加料的多效蒸发中，蒸发室压强逐效 ，沸点逐效 ，前效进入后效时 ，浓度 ，传热系数 。三、简

41、答1 试推导单效蒸发加热蒸气耗量的表达试。2 多效蒸发的温差分配的实质是什么？通常应考虑哪些原则？3 设计并绘出牛奶浓缩系统的流程和主要设备，并说明其特点和工作原理。四、计算1 在一薄膜蒸发器中，将含有12%(质量分数，下同)蕃茄汁的浓缩到25%，蕃茄汁最高允许温度为 57，这也就是浓缩液的温度。料液在38蒸气。总传热系数为3407W/(cm2 2，估计原料液比热容为3.98kJ/(kg )，忽略沸点升高。计算蕃茄汁进入蒸发器的进料速度。2 在单效真空蒸发器中，将流率为10000kg/h 的某水溶液从10%浓缩到 50%。原料液温度为31，估计沸点升高为7，蒸发室的绝对压强为20kPa，加热蒸

42、气的绝对压强为200kPa(绝压)，冷凝水出口温度为79。已知总传热系数为1000W/(m2 )，热损失可忽略。试估算加热蒸气耗量和蒸发器的传热面积。3 在单效蒸发器内将某种无机盐水溶液从4%浓缩为 16%。原料液处理量为2500kg/h、温度为 20。加热蒸气的绝对压强为200kpa，T=120 ，汽化热r=2205kJ/kg ，二次蒸气，汽化热 r=2370kJ/kg ，基于传热外外表积的总传热系数为1200w/(m2)，由于溶液蒸气压下降及液层静压效应而引起的温度差损失之和(+ )=7，冷凝液在饱和温度下排出，水的比热容cpw=4.18kJ/(kg)。忽略热损失和稀释热效应，求：(1)加

43、热蒸气消耗量D；(2)蒸发器传热面积S。2，相应的溶液沸点为80，加热蒸气2，原料液的比热容为3.77kJ/(kg)，蒸发器的热损失为 12000W 。假设溶液的稀释热可以忽略，试求：(1)蒸发量； (2)原料液温度为30时的加热蒸气， r=2313.9kJ/kg ，T=120， r=2205.2kJ/kg 。，浓缩液出口浓度为1.5%(质量 )，蒸发室压力为101.3kPa，加热蒸气蒸气。总传热系数为1704W/(m2 )。计算二次蒸气流量、浓缩液量以及所需的传热面积。假设溶液的沸点和水相同。忽略热损失。6 在单效蒸发器中，将15%的某水溶液连续浓缩至25%。原料液流量为20000kg/h，

44、温度为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 36 页21 75，加热蒸气的绝对压力为200kPa。假设蒸发器的总传热系数为1000W/(m2 )，热损失为蒸发器传热量的5%，试求蒸发器的传热面积和蒸气耗量。设溶液的平均比热容 。7 在单效蒸发器中，将1300kg/h 的某水溶液从10%浓缩到 35%，原料液温度为50，比热容为 3.15kJ/(kg )。蒸发室的平均操作压强为15kPa，加热蒸气压强为120kPa(绝压 )，流率为 1000kg/h。试估算该蒸发器的总传热系数。已知蒸发器的总传热面积为10m2，热损失可忽略。

45、下进入蒸发系统。第一效加热蒸气的绝对压强为500kPa，冷凝器中的绝对压强为20kPa。各效的总传热系数分别为1200W/(m2 K)、700W/(m2 K)。原料液的比热容为3.64kJ/(kg)。估计加热管内液面高度为1.5m。各效溶液的密度分别为1100kg/m3、1280kg/m3。各效冷凝液在蒸气饱和温度下排出。试计算蒸发量、各效蒸发量、加热蒸气消耗量及换热面积。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 36 页22 第九章 传质原理与吸收一、名词解释1 吸收2 对流传质3 扩散系数4 液膜控制5 分子扩散6 涡流扩散

46、二、填空1 假设溶质在气相中的分压大于其( )，就会发生 ( )过程。2 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气-液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用常数表示，而操作线的斜率可用表示。3 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数 ，相平衡常数m ，溶解度系数H 。 增加、减少、不变 。4 由于吸收过程气相中的溶质分压总液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的 。增加吸收剂用量，操作线的斜率 ，则操作线向平衡线的方向偏移，吸收过程推动力y-ye 。5 在气体流量， 气相进出口组成和液相进口组成不变时，假设减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将平衡线。6

47、 用 p 为推动力的气膜传质速率方程有两种，以传质分系数表达的传质速率方程为 ，以总传质系数表达的传质速率方程为 。7 某炉气含SO28.1体积分数 ，在一条件下测得与其成平衡的溶液浓度为0.003摩尔分数 ，则其相平衡常数值为 。三、选择1 采用填料塔进行气体吸收，当操作线和平衡线相交(或相切 )时， ( )。A. 塔底吸收液浓度最高；B. 吸收剂用量最少；C. 吸收速率最高2 假设气相溶质分压大于其液相平衡分压,就会发生 ( )过程。A. 吸收；B. 解吸；C. 平衡3 总压不太高时，一定温度下气、液两相的平衡关系服从( )。A. Raoult ；B. Henry；C. Fick 4 (

48、)是等分子反向扩散过程. A. 吸收；B. 精馏；C. 干燥5 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为 。 、A. 两相界面存在的阻力；B. 气液两相主体中的扩散的阻力；C. 气液两相滞流层中分子扩散的阻力四、简答1 根据双膜理论推导总吸收速率方程式，并讨论其使用范围。2 根据 Fick 定律，简述传质速率与哪些因素有关。3 简述相平衡与吸收过程的关系。4 写出并流接触时吸收踏操作线方程，并在Y-X 图上画出相应的操作线。5 推导吸收操作线方程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 36 页23

49、6 双膜理论的基本论点是什么?对实际生产具有何指导意义? 五、计算1 浓度为 0.02(摩尔分数 )的稀氨水在20时氨平衡分压为1666kPa，氨水上方的总压强为常压，在此浓度下相平衡关系服从享利定律，氨水的密度可近似取为1000kg/m3，试求亨利系数 E、H 和 m 的数值。2 含氨 9%摩尔分数的空气-氨混合气与5%摩尔分数的稀氨水充分接触，在操作条件下平衡关系为y=0.97x。试问当上述两相接触时发生吸收还是解吸？气、液相浓度各自最大限度是多少？3 常压下， 30条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2。已知入塔混合气中含SO2为 5% 体积分数， 出塔气中 SO2为 0.2% 体

50、积分数； 出塔吸收液中每100g含 SO2为 0.356g。假设操作条件下气-液相平衡为y=47.87x， 试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以 y、 x、p 和 c 表示。4 25及 1atm 下， 含 CO220(体积分数， 下同 )、空气 80的气体1Nm3与 1m3的清水在容积 2m3的密闭容器中接触，进行传质。问CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压各为多少?假设上述过程在5atm 下进行，求其结果。5 一浅盘内盛有2mm 厚的水层， 在 25的恒温下逐渐蒸发并扩散到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm 的静止空气层，此层外空气中的水蒸气分压为0.98kPa。扩散系数为 2.6