2022年食品工程原理思考题与习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 摸索题与习题绪论一、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 如何懂得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、位置；三、运算 20kg 的水中,试运算溶液的浓度,分别用质量分数、摩尔分数、摩 1 将 5kg 得蔗糖溶解在 尔浓度表示；已知 20蔗糖溶液的密度为

2、 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%,试运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 ,运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；试运算该饮料中 CO2 的1质量分数； 2摩尔分数；忽视 CO2 和水以外

3、的任何组分；6 采纳发酵罐连续发酵生产酵母；20m 3 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固增长；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%；试运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；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 流体流淌一、名词说

4、明1 流体的黏性 2 牛顿流体 3 流体的稳固流淌 4 层流边界层 二、填空1 通常把 流体称为抱负流体； 与垂直于流淌方向的 成正比； 2 牛顿黏性定律说明,两流体层之间单位面积的3 流体在管道中的流淌状态可分为 和 两种类型；4 在过渡区内,流体流淌类型不稳固,可能是 ,也可能是 ,两者交替显现,与情形有关；5 流体的流淌状态可用 数来判定；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 液体的黏性随温度上升而 ,气体的黏性随温度上升而 ；A. 上

5、升,降低 B. 上升,上升 C. 降低,上升7 余隙系数越大,压缩比越大,就容积系数 ；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 离心泵发愤怒蚀现象的缘由是什么？危害是什么？应如何防止？2 依据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调剂管路流量的原理；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 简述用旁路阀调剂往复泵流量的原理；6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 五、运算1 已知离心泵吸入管内径为 100mm,吸入

6、管路总压头缺失为 12u 2/2gu 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；2 33/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缺失为 53.8J/kg,泵的效率为 70%,试运算泵的扬程和功率；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

7、大气中,排出口比贮槽的液面高 6.1m；1运算总摩擦缺失； 2运算泵所作的的功；3.泵的有效功率；4 3/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；忽视管道阻力；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 非均相物系的别离一、名词说明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；中除去大部3 沉降室的

8、生产才能与和有关；4 除尘系统可以由、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 滤饼过滤开头后会快速发生 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、挑选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步降低为零,泵出口处的压力表逐渐上升,此时离心泵完全打不出水

9、；发生故障的缘由是 ；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；1/4；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 依据过滤基本方程,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终过滤速率的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；8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - -

10、五、运算1 试运算直径 d90 m,密度 s 为 3000kg/m 33,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=5.15 10-6m2/s；现用始终径为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 ,滤布阻力可忽视,滤饼不行压缩；试求此过滤机的生产才能和滤饼的厚度；3 已知含尘气体中尘粒的密度为200

11、0kg/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；试运算其临界粒径；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/m 3,要求净化后的空气不含有直径大于 10 m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 假设分别实行以下各项措施 ,试分析真空转筒过滤机

12、的生产才能将如何变化；已知滤布阻力可以忽视,滤饼不行压缩；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；,假如转速为2300r/min3/h；运算出口流体中最大颗粒的直径；9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章粉碎筛分混合乳化一、名词说明1 粉碎 2 粒度 3 球形

13、度 4 筛分 5 混合 6 匀称度 7 乳化 8 均质 二、填空1 依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；和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 固体混合机依据结构可分为和两种；依据操作方式可分为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、挑选1 对于中粉碎,成品粒度范畴为 ；A. 5-50mm B. 5-10mm C. 100 m 以下；2 对于立方体形颗粒,球形度 s 为3 当乳化剂的亲水亲油

14、平稳值 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 影响乳化液稳固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、运算1 试运算立方体形颗粒的球形度和外形系数；2 如下表所示的粒度分布数据,试运算面积平均直径、体积平均直径和沙得平均直径；粒度范畴 / m 020 2040 4060 6080 80100 100120 120140 140160 160180 180200 200220 220240 颗粒计数 5

15、 20 50 106 95 88 52 26 10 6 4 2 3 lkg 谷物从最初粒度 4mm 磨碎到最终粒度 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 . 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；11 名师归纳总结 - - - -

16、- - -第 11 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第五章 流态化与气体输送一、名词说明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 依据流化状态,流态化可分为流态化和流态化两种形式；之间；2 为防止从床层中带出固体颗粒,流化床操作气速必需保持在 和 3 流化床中常见的不正常现象主要有 和 ；现象发4 在流化床中,假如床层过高,可以增加 ,破坏 ,防止 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 同一气力输送装置,输送松散物料可选 的混合比；三、挑选1 在流态化阶段,流化床床层的压

17、强降与 有关；就会产生 “ 短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匀称,就大量流体与固体颗粒不能很好地接触,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匀称流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、珍贵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 粮食工业中常采纳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

18、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 如何挑选输送风速？五、运算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,流化才开头？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12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 36 页精选学习资料 - - -

19、- - - - - - 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,间隙率为 0.4.冷冻进行时, 空气速度等于临界速度的 1.6 倍；试大体估量：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,同时估量从风机到加料器的压力缺失约为1.04 kN/m23；13 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 36 页精选学习资料 - - -

20、 - - - - - - 第六章 传热学一、名词说明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；、或中；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4 热量的传递是由于而引起的；依据传热原理,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 用冷却水将肯定量的热流体由 100冷却到 40,冷却水初温为 15, 在设计列管式换热器时,采纳两种方案比较,方案 I 是令冷却水终温为 30, 方案 II 是令冷却

21、水终温为 35,就用水量 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,就热缺失占传热量的冷热水物性数据视为相同三、挑选1 在与等温面垂直的方向上, 2 液体的沸腾传热应掌握在 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 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

22、成效好；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 依据传热速率方程简述影响间壁式换热器的因素；14 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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、运算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运算,试求平壁的温度分布关系式和导热

23、热通量；2 2,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 0 1 a t ,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 3m2的保温材料；操作稳固后,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,试运算加保温层后炉壁的热缺失比原先的削减百分之几？4m 2,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

24、导率 2=0.151 W/ m2 每块厚度 b2=0.23m ；一般砖：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,而绝热砖与一般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此时一般砖外侧温度为多少？6 在外径为 140mm 的蒸气管道外包扎保温材料,以削减热缺失； 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/ m 2；假设要求每米管长的热缺失 Q/L 不大于 450W/m ,试求保温层的厚度以及保温层中温度分布；7 60m

25、m 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,求每米管长所缺失的冷量；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,就此时每米管长上缺失的冷量为多少？8 空心球内半径为r1、温度为 t i,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；15 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 36 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9 在预热器内将压强为101.3

26、kPa 的空气从 10加热到 50；预热器由一束长度为1.5m,直径为 86mm1.5mm 的错列直立钢管所组成；空气在管外垂直流过, 沿流淌方向共有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：890105PaS；0.692w/m K；cp3 .865kJ/kg；试求香蕉浆对管壁的对流传热系数；11 有一列管式换热器, 由 38 根 25mm 2.5mm 的无缝钢管组成； 果汁在管内流淌, 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