食工原理期末考试试卷及答案.pdf

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1、食工原理期末考试试卷（下）A 2004.6一、概 念 题（30分）（填空题每空1 分，选择题每题1 分）1.由 SO2水溶液在三种温度t l、t2、t3 下的亨利系数分别为El=0.0035atm,E2=0.011atm,E3=0.00652atm,贝 lj。（A）tlt2（C）tlt2（D）t3twtd（C）ttwtw=td13.物料的平衡水份一定是（）。（A）非结合水份（B）自由水份（C）结合水份（D）临界水份14.对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度（）。（A）愈高（B）愈低（C）不变（D）不一定，尚与其它因素有关。15.已知湿空气的下列哪两个参数，利用rm-H 图可以

2、查得其他未知参数（）。（A）tw t（B）td rm（C）p rm（D）H tw16.已知物料的临界含水量为0.2 kg水/kg绝干料，空气的干球温度为t,湿球温度为tw,露点为t d,现将该物料自初始含水量XI=0.45 kg水/kg绝干料干燥至X2=0.1 k g 水/kg绝干料，则在干燥末了时物料表面温度tm：（）。（A）tmtw（B）tm=l（C）tm=ld（D）tm=tw17.（判断题）降膜式蒸发器没有静压强效应，不会由此引起温度差损失。（）18.下 述几条措施，哪条不能提高加热蒸汽的济程度？（）（A）采用多效蒸发流程（B）引出额外蒸汽（C）将二次蒸汽压缩（D）增大传热面积19.在三

3、效并流加料蒸发流程中，从第一效至第三效，溶 液 浓 度 将 愈 来 愈。20.用纯溶剂S 对 A、B 混合液进行单级（理论）萃取，当萃取剂用量增加，而进料量和组成均保持不变时，所 获 得 的 萃 取 液 组 成 是。（A）增加（B）减少（。不变（D）不一定21.判断题：从 A 和 B 组分完全互溶的溶液中，用溶剂S 萃取其中A 组分，如果出现以下情况将不能进行萃取分离：（A）S 和 B 完全不互溶，S 和 A 完全互溶。（）（B）S 和 B 部分互溶，A 组分的分配系数kA=l。（）（C）选择性系数b=l。（）22.超滤过程中，压 差 与 通 量 间 的 关 系 曲 线 可 分 为 压 差 控

4、 制 区 和 控制区两个区域。分（20 分）流量为0.04kmol/m2s的空气中混有2%（摩尔比）的氨气，在常压逆流填料吸收塔中回收其中95%的氨。塔顶喷入浓度为0.0004（摩尔比）的稀氨水溶液，操作液气比为最小液气比的L 5倍，操作范围内的平衡关系为Y*=1.2X,所用填料的气相总体积吸收系数KYa=0.052kmol/（m3.s）。试求：（1）液体离开塔底时的浓度（摩尔比）；（2）全塔气相平均推动力DYm；（3）填料层高度Z；（4）若保持V、Y l、h、X I不变，而使吸收剂改为清水时，填料层高度有何变化？（KYa可视为不变）。H （2 0 分）某精微塔用于分离苯一甲苯混合液，泡点进料

5、，进料量30 km ol/h,进料中苯的摩尔分率为0.5,塔顶、底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和 0.1 0,采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度a=2.4。（1）求塔顶、底的产品量（2）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求从塔顶起第二块板的蒸汽和液体组成。四（15分）在常压连续干燥器中，将处理量为0.417 kg/s的湿物料，自含水量为47%干燥到 5%（均为湿基），采用废气循环操作，新鲜空气与废气混合后经预热器加热，再送入干燥器，循 环 比（废气中绝干空气质量与混合气中绝干空气质量之比）为 0.8,新鲜空气的湿度rmO为 0.0116 kg/kg绝干气

6、，温度为22,废气的湿度rm 2为 0.0789 kg/kg绝干气，温度为 52,假设干燥过程为等焙过程，预热器损失可忽略不计。试计算预热器的耗热量。并在 H-I图上定性绘制出湿空气的状态变化过程。已知：绝干空气比热容为1.01 kJ/（kg.K）,水蒸汽比热容为1.88 kJ/（kg.K）,0时水蒸汽潜热为2490kJ/kg。五（15分）在某单效蒸发器内每小时将850kg溶液从浓度14%（质量百分数）浓缩到30%o假 使 用 101.3 kPa（绝压）的饱和蒸汽加热，则蒸发器内应当维持的最小真空度是多少?蒸发器换热面积为40 m 2,溶液的蒸气压沸点升高为5,溶液静压温差损失为1.5C,沸点

7、加料,传热系数为698 W/（m2.K）,热损失可以忽略不计，二次蒸汽的汽化热为2303 kJ/kg。饱和水蒸汽数据如下：压强 p/kPa 101.3 100 70 60 50温度 t/100 99.6 89.9 85.6 81.22004年食品工程原理（下）期终试卷（B）参考答案（食品01级用）一、概 念 题（共 30分）1.C 2.B3.500 4.减少，增加5.液泛、严重漏液、严重液沫夹带。6.1.257.大于，上方，增大，增大 8.气 9.A 10.X 11.C 12.B13.C 14.B15.A 16.A 17.V18.B 1 9.高 20.D21.X,X,V22.传质控制区二（20

8、 分）解（1）Yl=0.02 Y2=Y1（1 -h）=0.02（1 -0.95）=0.001X2=0.0004 Xl*=Yl/m=0.02/1.2=0.01667(L7V)min=(Yl-Y2)/(X 1 *-X2)=(0.02-0.001)/(0.01667-0.0004)=1.168L/V=1.5xl.168=1.752L/V=(Yl-Y2)/(Xl-X2)=(0.02-0.001)/(Xl-0.0004)=1.752Xl=0.01124 5 分(2)DY1=Y1-Y1*=0.02-1.2X0.01124=0.00651DY2=Y2-Y2*=0.001-1.2x0.0004=0.00052

9、DYm=(DYl-DY2)/ln(DYl/DY2)=0.00237 5 分 HOG=V/(KYaW)=0.04/0.052=0.769 mNOG=(YI-Y2)/DYm=(0.02-0.001)/0.00237=8.02Z=HOG X NOG=0.769 X 8.02=6.17 m 5 分(4)X2=0=(Y1-Y2)/(X1-X2 4)=(0.02-0.001)/(0.01124-0)=1.690S=mV/L=1.2/(UV)=1.2/1.690=0.710NOG)=l/(l-S)ln(l-S)(Yl-mX2,)/(Y2-mX2,)+S=l/(l-0.710)ln(l-0.710)0.02/

10、0.001+0.710=6.46HOG 不变 Z=NOG,XHOG=6.46 X 0.769=4.97 mDZ=Z-Z=4.97-6.17=-1.2m=(20 分)(1)F=D+W FxF=DxD+WxW5 分30=D+W 3OxO.5=DxO.95+WxO.lOD=14.Ikmol/h 2 分W=15.9kmoVh 2 分(2)xq=xF=0.5,yq=axq/1 +(a-1 )xq=2.4 X 0.5/1 +(2.40-1)X 0.5=0.706 2 分Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18 2 分R=L5X 1.18=1.77

11、 2 分y=R/(R+l)x+xD/(R+l)=1.77/(1.77+l)x+0.95/(1.77+l)=0.639x+0.343 3 分yl=xD=0.95x 1 =y l/a-y 1 (a-1 )=0.95/(2.40-0.95(2.40-1)=0.888 3 分y2=0.639x 1 +0.343=0.639 X 0.888+0.343=0.910 2 分x2=0.910/2.40-0.910(2.40-1)=0.808 2 分四(15 分)解：Cfc=0.417X(l-47%)=0.221 kg/sXl=47%/(l-47%)=0.887X2=5%/(l-5%)=0.0526W=Gc(

12、Xl-X2)=0.221 X(0.887-0.0526)=0.1844 kg/s 4 分L0=W/(H2-H 0)=0.1844/(0.0789-0.0116)=2.74 kg 绝干气s 2 分根据循环比为。8 可知进入预热器的空气：L5L0=13.7 kg绝干气/s11=12=(1.01+1.88H 2)t2+H 2r0=(1.01 +1.88X0.0789)X52+0.0789X2490=256.69 kJ/kg绝干气I0=(1.01+1.88H O)tO+H 0r(=(1.01+1.88 X 0.0116)X 22+0.0116 X 2490=51.58 kJ/kg 绝干气10=0.81

13、2+0.210=0.8X256.69+0.2X51.58=215.67 kJ/kg 绝干气 5 分Qp=L(Il-I0)=13.7X(256.69-215.67)=562 kW 4 分或 Qp=L0(I2-I0)=2.74 X(256.69-51.58)=562 kW五(15分)在某单效蒸发器内每小时将850 kg溶液从浓度14%(质量百分数)浓缩到30%o假 使 用 101.3 kPa(绝压)的饱和蒸汽加热，则蒸发器内应当维持的最小真空度是多少?蒸发器换热面积为40 m 2,溶液的蒸气压沸点升高为5,溶液静压温差损失为1.5,沸点加料,传热系数为698 W/(m2.K),热损失可以忽略不计，

14、二次蒸汽的汽化热为2303 kJ/kg。饱和水蒸汽数据如下：压强 p/kPa 101.3 100 70 60 50温度 t/100 99.6 89.9 85.6 81.2解：蒸发水量 W=F(l-w0/wl)=850(l-0.14/0.30)=453.3 kg=0.1259 kg/s 2 分蒸发器的热负荷 Q=Wr=0.1259X 2303 X 103=2.90X 105 W 2 分查 得 101.3 kPa饱和蒸汽温度为100Q=KA(T-t),t=T-Q/KA=100-2.9 X 105/(698 X 40)=89.6 4 分温差损失 SD=5+1.5=6.5二次蒸汽的温度为89.6-6.

15、5=83.TC 2 分查表得相应的饱和蒸汽压为54.3 kPa真 空 度 为 101354.3=47 kPa 5 分食工原理期 末 考 试 卷（A）2005.6.27一、填空题 K每 空 1 分，共 计 30分；1.两组份的相对挥发度a 越小，则表示分离该物系越。A 容易；B.困难；C.完全；D.不完全。2.分离要求一定，回流比一定时，在五种进料状况中，进料的q 值最大，其温度于泡点温度，此时，提 储 段 操 作 线 与 平 衡 线 之 间 的 距 离,分离所需的总理论板数。3.简单蒸储的主要特点是：操作：回流比R 0。（稳 定 不 稳 定）（tw;（B）.tm=t;（C）.tm=td;（D）

16、.tm=tw09.同一物料，在一定的干燥速率下，物料愈厚，则临界含水量一。（A）.愈低；（B）.愈高；（C）.不变；（D）.不一定。10.物料的平衡水份一定是。（A）非结合水份（B）自由水份（C）结合水份（D）临界水份11.在双效并流蒸发系统中，将 10000kg/h的 10%稀溶液浓缩到50%,总蒸发水量为kg/h；若第一效的蒸发水量为3800kg/h,则出第一效溶液的浓度为。12.与单效蒸发相比，多效蒸发的优点是。13.在三效并流加料蒸发流程中，从第一效至第三效，溶 液 浓 度 将 愈 来 愈,蒸发室的 真 空 度 将 愈 来 愈,溶 液 的 沸 点 将 愈 来 愈,各效产生的二次蒸汽压力

17、将愈来愈14.用纯溶剂S 对 A、B 混合液进行单级（理论）萃取，当萃取剂用量增加时（进料量和组成均保持不变）所 获 得 的 萃 取 液 组 成 将（A）增加；（B）减少；（C）不变；（D）不一定。15.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于：o（A）溶解度曲线之上方区；（B）溶解度曲线上：（C）溶解度曲线之下方区；（D）座标线上。16.单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取 剂 代 替 纯 溶 剂 所 得 萃 余 相 浓 度 将（A）增加；（B）减少：（C）不变；（D）不一定。二、计 算 题 20分2在一连续常压精微塔中分离某理想混合液，xD

18、=0.94,xW=0.04。已知此塔进料q 线方程为 y=6x-1.5,采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2,求：（1）计算q 值及判断进料状态；2)最小回流比和回流比；(3)精缁段操作线方程；(4)若塔底产品qW=150kmol/h,求进料量q F 和塔顶产品量qD；三、计算题 K20分流量为0.04kmol/m2s的空气中混有2%(摩尔比)的氨气，在填料吸收塔中采用逆流吸收流程回收其中95%的氨。塔顶喷入浓度为0.0004(摩尔比)的稀氨水溶液，操作液气比为最小液气比 的 1.5 倍，操 作 范 围 内 的 平 衡 关 系 为 Y*=1.2X,所用填料的气相

19、总体积吸收系数KYa=0.052kmoV(m3s)试求：(1)液体离开塔底时的浓度(摩尔比)：(2)全塔气相平均推动力DYm；(3)填料层高度Z o四、计算题 口5 分采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料 1000kg,干燥操作使物料的湿基含量由40%减 至 5%,干燥介质是湿空气，初温为20,湿度为0.009kg水/kg绝干空气，经预热器加热 至 120后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为40,若在干燥器中空气状态沿等蜡线变化。试求：(1)水分蒸发量(kg/s)；(2)绝干空气消耗量(k g 绝干气/s)；(3)干燥产品量(kg/s)?五、计算题 K15分1在传热面积为50m2的单效

20、蒸发器内将20%的 CaCI2水溶液浓缩到40%(均为质量百分数)。生蒸汽的温度为120,汽化潜热为2210kJ/kg,其消耗量2400kg/h,冷凝器内二次蒸汽温度为60(该温度下汽化潜热2360kJ/kg),原料液的温度t0 为 20,流量为3600kg/h,比热cpO为 3.5kJ/kg该溶液蒸汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为23,试计算：(1)蒸发器的热损Q L为总热量的百分数(2)蒸发器的传热系数K食工原理期末考试卷下(A)参考答案2005.6.27一、填空题 K每 空 1 分，共 计 30比；1.B2.冷液，xF)=150(030.04)/(0.9 4 0.3)=60.94km

21、ol/hF=D+W=60.94+150=210.94 kmol/h 5 分三 计算题 K20分H解(1)Yl=0.02 Y2=Yl(l-h)=0.02(1-0.95)=0.001X2=0.0004 XI*=Yl/m=0.02/1.2=0.01667(IVV)min=(Yl-Y2)/(Xl*-X2)=(0.02-0.001)/(0.01667-0.0004)=1.168 4 分UV=1.5x1.168=1.752L/V=(0.02-0.001)/(Xl-0.0004)=1.752 Xl=0.011244 分(2)A Y1=Y1-Y1*=0.02-1.2 X 0.01124=0.00651 Y2=

22、Y2-Y2*=0.001-1.2x0.0004=0.00052 Ym=(AY1-A Y2)/ln(Yl/Y2)=0.00237 4 分(3)HOG=V/(KYaQ)=0.04/0.052=0.769 mNOG=(Yl-Y2)/AYm=(0.02-0.001)/0.00237=8.02Z=HOG X NOG=0.769 X 8.02=6.17 m 8 分四、计算题 K15分解：(l)W=Gc(Xl-X2)XI=0.4/(!-0.4)=0.667X2=0.05/(1-0.05)=0.0526Gc=1000(1-0.4)=600 kg 绝干料/hA W=600(0.667-0.0526)=368.6

23、4 kg/h=0.1024 kg/s 6 分(2)L=W(H2-H1)Hl=HO=0.009 kg 水/kg 绝干气 tl=120,t2=20H2未知，可通过11=12求算Il=(1.01+1.88Hl)tl+2490Hl=1.01tl+(l-88tl+2490)Hl12=(1.01+L88H2)t2+2490H2=1.0112+(1.88t2+2490)H2；.H2=(L01 X 120+(1.88X 120+2490)X0.009-1.01 X 40)/(1.88 X 40+2490)=0.041 kg水/kg绝干气A L=0.1024/(0.041-0.009)=3.1974 kg 绝干

24、气/s 6 分(3)G2=Gc(l+X2)=600/3600X(1+0.0526)=0.175 kg/s 3 分五、计算题 K15分1解：蒸发水份量 W=F(1-xO/x 1)=3600X(1-0.2/0.4)=18000kg/h=0.5 kg/s生蒸汽释放的热量 Qg=D-r=2400X2210=5.304X 106 kJ/h=1.473X 106 W 5 分又 Qg=FCpOX(tl-tO)+Wr+QL冷凝器温度Tg为 60C .溶液的沸点为tl=Tg+ED=60+23=831.473X 106=(3600/3600)X 3.5 X 103(83-20)+0.5 X 2360 X 103+

25、QL.QL=7.25X104W 5 分热损失占总热量的百分数(QL/Qg)x 100%=7.2x 104/(1.473x106)x 100%=4.92%VQ=KA(T-t)/.K=Q/A(T-t)=(1.473X 106-7.25X 104)/50(120-83)=757 W/mZr 5 分食工 原 理 期末考试卷(B)2005.9一、概念题 K共 计 30%；1.某二元物系的相对挥发度a=3,在具有理论塔板的精储塔内于全回流条件卜作精储操作,已知yn=0.4,则 yn+l=。(由塔顶往下数)。全回流操作应用场合通常是。2.塔板中溢流堰的主要作用是为了保证塔板上有。当喷淋量一定时，填料塔单位高

26、度填料层的压力降与空塔气速关系线上存在着两个转折点，其中下转折点称为，上转折点称为。3.判断题：在精播塔任意一块理论板上，其液相的泡点温度小于气相的露点温度。()4.某连续精微塔，已知其精微段操作线方程为y=0.80 x+0.172,则其播出液组成xD=_ 5.总传质系数与分传质系数之间的关系可以表示为1/K Il/kL+H/kQ其 中1/k L表示，当 项可忽略时，表示该吸收过程为液膜控制。6.判断题：亨利定律的表达式之一为p*=E x,若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为易溶气体。()7.根据双膜理论，当被吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数_ O(A)大于液

27、相传质分系数；(B)近似等于液相传质分系数；(C)小于气相传质分系数：(D)近似等于气相传质分系数。8.填料塔内提供气液两相接触的场所是。9.吸收操作中，当气液两相达到平衡时，其 吸 收 推 动 力,吸收速率。10.当湿空气的总压一定时，相对湿度仅与其 和 有关。11.在下列情况下可认为接近恒定的干燥条件：(1)大里的空气干燥少量的湿物料；(2)少量的空气干燥大里的湿物料；则正确的判断是()。(A).(l)对 不 对(B).对不对；(1)(2)都 不 对(D).(1X2)都可以12.在一定的物料和干燥介质条件下：(1)临界湿含量是区分结合水与非结合水的分界点。(2)平衡湿含量是区分可除水份与不

28、可除水份的分界点。正确的判断是：()(A)两 种 提 法 都 对(B)两 种 提 法 都 不 对(C)(1)对(2)不对(D)对(1)不对13.氮气与甲醇充分且密切接触，氮气离开时与甲醇已达传热和传质的平衡，如系统与外界无热交换，甲醇进出口温度相等，则氮气离开时的温度等于()(A)氮气进口温度(B)绝热饱和温度(C)湿球温度(D)露点温度14.指 出“相对湿度，绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中，哪一个参量与空气的温度无关()。(A)相 对 湿 度(B)湿 球 温 度(C)露 点 温 度(D)绝热饱和温度15.我校蒸发实验所用蒸发器的类型是，这种蒸发器中不存在的一种温差损失是。1 6进行萃取

29、操作时应使:()(A)分配系数大于1 (B)分配系数小于1 (C)选择性系数大于I(D)选择性系数小于1 17 一般情况下，稀释剂B组分的分配系数k值:()(A)大 于1 (B)小 于1 (C)等 于1 (D)难以判断，都有可能18.萃取操作依据是。萃 取 操 作 中 选 择 溶 剂 主 要 原 贝U：,和O19.单级萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂S代替溶剂S,则 萃 取 相 量 与 萃 余 相 量 之 比 将(A)增加；(B)不变；(。降低，萃取液的浓度(指溶质)将(A)增加；(B)不变；(C)降低。二、计算题 K20分在连续精储塔中，精储段操作线方程y=0.75

30、x+0.2075,q线方程式为y=-0.5x+1.5xF试求回流比R锵出液组成x D;进料液的q值;当进料组成xF=0.44时，精微段操作线与提微段操作线交点处x q值为多少?并要求判断进料状态。三、计算题 K20分U在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5%(体积)的空气一氨混合气中的氨，已知混合气量为 2826m3/h(标准状况)，气体空塔速度为lm/s(标准状况)，平衡关系为Y=1.2X(摩尔比)，气相体积总传质系数KYa为 180 kmol/m3h(DY),吸收剂用量为最小用量的1.4倍，要求吸收率为98%。试求：溶液的出口浓度Xl(摩尔比)；气相总传质单元高度HOG和气相总传质单元 数

31、NOG；若吸收剂改为含NH3为 0.0015(摩尔比)的水溶液，此时液气比为1.646,问能否达到吸收率98%的要求？为什么？四、计算题 K15分在常压干燥器内干燥某湿物料。将 500kg的湿物料从最初含水量20%降至2%(均为湿基)。温度为20,湿度为0.01kg水/(kg绝干气)的空气经预热器升温至10(TC后进入干燥器，废气温度为60。假设该干燥过程为等焰过程。已知湿空气比容计算公式：vr=(0.772+1.244rm)(t+273)/273X(1.0133X 105)/p。试计算：(1).水分的蒸发量(kg/h)；(2).完成上述干燥任务所需的湿空气量(m3/h)；(3).空气经预热器

32、获得的热量；五、计算题 七5 分2拟用一连续操作的单效蒸发器，将 9000kg/h的盐溶液由1.0%浓缩至1.5%(质量百分数)，进料温度为4 0 C,蒸发室为常压操作，常压下水的蒸发潜热为2258.4kJ/kg。加热的饱和水蒸汽温度为110,该温度下的蒸发潜热为2205.2kJ/kg。传热系数K=1700W/m2。试计算：(1)蒸发水量，(2)浓缩液量，(3)生蒸汽量(4)所需传热面积。由于是稀溶液，假设溶液沸点和水相同，料液比热c p 值近拟等于纯水的cp值，cp=4.174kJ/kg,忽略热损失。若采用减压操作，蒸发室压强为0.04MPa(绝压)，该压力下水的沸点为75.4,蒸发潜热为2

33、318.6kJ/kg,问在盐溶液流量、进料浓度、温度、浓缩液浓度及传热系数均不变的情况下，所需要的生蒸汽量及传热面积为多少？计算结果说明什么问题？食工原理期 末 考 试 卷 下(B)参考答案2005.9一、概念题 K共 计 30分；1.xn=yn/a-(a-1 )yn=0.4/(3-2X0.4)=0.182 yn+1=xn=0.182精储开工阶段或实验研究时2.一定高度的液层,载 点，泛点3.(x)4.0.865.液膜阻力，气膜阻力6.x7.B8.填料的润湿表面及空隙9.零，零 10.湿度，温 度 11.A12.D13.B 14.(C)15.降膜式蒸发器，静压引起的温差损失16 c l7 B1

34、8.溶解度差异，较强溶解能力，较高 选 择 性，易于回收19.A B二、计算题 K20分 解 y=R/(R+l)x+xD/(R+l)R/(R+l)=0.75 R=0.75R+0.75 R=0.75/0.25=3 4 分 xD/(R+1)=0.2075xD/(3+l)=0.2075 xD=0.83 4 分 q/(q-1)=-0.5 q=-0.5q+0.5q=0.5/l.5=0.333 4 分0.75x+0.2075=-0.5x+1.5xF0.75xq+0.2075=-0.5xq,+1.5X0.441.25xqz=1.5X0.44-0.2075=0.4525xq=0.362 5 分0ql 原料为汽

35、液混合物 3 分三、计算题 K20分2解(1)Y1=y 1/(1 -y 1 )=0.05/0.95=0.05263 Y2=Y1(l-r|)=0.05263(l-0.98)=0.001053X2=0 X*l=YI/1.2=0.05263/1.2=0.04386 X1=XI*/l.4=0.03133 2 分(2)AY 1=Y 1-Y*1=O.O 5 2 3 6-1.2 X 0.0 3 1 3 3=0.0 1 5 0 3A Y 2=Y 2=0.0 0 1 0 5 3 Y=(A Y l-A Y2)/L n(A Yl/A Y2)=0.0 0 5 2 5 8 4 分N O G =(Y1-Y2)/A Y=9

36、.8 1V=2 8 2 6(l-0.0 5)/(2 2.4 X(2 8 2 6/3 6 0 0/l)=1 5 2.7 k m o l/(m 2 h)；H O G =V/K Ya=1 5 2.7/1 8 0=0.8 4 8 m 5 分 L/V=1.6 4 6,所以 S=1.2/1.6 4 6 1操作线将在塔顶位置与平衡线相交，今:X2=0.0 0 1 5,Y*2=1.2 X0.0 0 1 5=0.0 0 1 8故最大可能回收率 n m ax=(Yl-Y2)/Yl=(0.0 5 2 3 6-0.0 0 1 8)/0.0 5 2 6 3 =9 6.5%9 8%,即达不到吸收率9 8%的要求。5分四、

37、计算题 口5分解：(1).X1 =0.2/0.8=0.2 5,X2 =0.0 2/0.9 8=0.0 2 0 4G c=5 0 0(l-0.2)=4 0 0 k gW=4 0 0(0.2 5-0.0 2 0 4)=9 1.8 4 k g/h 5 分(2).1 1=(1.0 1+1.8 8 rm 0)t l+2 4 9 0 H 0 =1 2 7.8=1 21 2 =(1.0 1+1.8 8 rm 2 )t 2 +2 4 9 0 H 2 -*rm 2 =(1 2 7.8-6 0.6)/2 6 0 3=0.0 2 5 8 2L=W(rm 2-rm O )=9 1.8 4/0.0 1 5 8 2=5

38、8 0 7 k g 绝干气/hv r=(0.7 7 2+1,2 4 4 rm 0)(t 0+2 7 3)/2 7 3 x(1.0 1 3 3 x 1 0 5)/p=0.8 4 1V=L X v r =5 8 0 7 X 0.8 4 1 =4 8 8 8.9 7 m 3/h 5 分(3).Q P =L(1.0 1 +1.8 8 rm O )(t l-t O )=4 7 8 0 0 0 k J/h 5 分五、计算题 口5分解：(1)蒸发室压力为常压时 8分蒸发水量 W=F(l-w O/w l)=9 0 0 0(1-0.0 1/0.0 1 5)=3 0 0 0 k g/h浓缩液量 F -W=9 0

39、0 0 -3 0 0 0=6 0 0 0 k g/h传热速率 F=F C p(t l-t O)+W r,=(9 0 0 0/3 6 0 0)X 4.1 7 4(1 0 0-4 0)+3 0 0 0/3 6 0 0 X 2 2 5 8.4=2 5 0 8 k W生蒸汽量 D=F/r=2 5 0 8/2 2 0 5.2 =1.1 4 k g/s=4 1 0 0 k g/h所需传热面积 A=F/(K A t)=2 5 0 8 X 1 0 3/(1 7 0 0(1 1 0-1 0 0)=1 4 7.5 m 2(2)蒸发室压力为0.4 M k P a(绝压)时，熔液沸点t l=7 5.4 7分F=(9

40、0 0 0/3 6 0 0)X 4.1 7 4(7 5.4-4 0)+3 0 0 0/3 6 0 0 X 2 3 1 8.6 =2 3 0 2 k WD=2 3 0 2/2 2 0 5.2=1.0 4 k g/s=3 7 5 7 k g/hA=2 3 0 2 X 1 0 3/(1 7 0 0(1 1 0-7 5.4)=3 9.1 m 2因减压操作，溶液沸点降低，用来加热溶液所需的热量减少故蒸汽用量减少。又传热温差增大，故所需传热面减小。食品工程原理(2)期末试卷(A)2 0 0 6.6一、概念题 K 共计3 0 先；(填空题每空1 分，判断、选择题每小题各1 分)1对一定组成的二元体系，精微操

41、作压力越大，则相对挥发度，塔操作温度越高，对分离。2精储段与提储段的摩尔流量不一定相等,是由于 的影响。3某二元理想混合物，其中A为易挥发组分。液相组成x A=0.4,相应的泡点为t l：汽相组成yA=0.4,相应的露点为t2。则：()(A)tl=t2 (B)tl t2(D)不能判断4 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔相比较，操作弹性最大的是 塔。5 某低浓度气体吸收过程，已知相平衡常数m=l,气膜和液膜体积吸收系数分别为kYa=2X10-4kmol/(m3s),kXa=0.4kmol/(m3s)o则该吸收过程为 膜阻力控制。该气体为一 溶气体。6 在气相单向扩散中，漂流因数用 表示，它反映了主(总)体

42、流动对 的影响。7 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，。(A)回收率趋向最图；(B)吸收推动力趋向最大；(C)操作最为经济；(D)填料层高度趋向无穷大。8 干燥热敏性物料时，为提高干燥速率，可采取的措施是()。(A)提高干燥介质的温度；(B)增大干燥面积；(C)降低干燥介质相对湿度9 已知湿空气的下列哪两个参数，利用 H-I 图可以查得其他未知参数()。(A)(tw,t);(B)(td,H);(C)(p,H);(D)(I,tw)。10湿空气在间壁式换热器中与传热介质进行热交换，(1)如空气温度降低，其湿度肯定不变。(2)如空气温度升高，其湿度肯定不变。则正确的判断是：()(A

43、)两种提法都对(B)两种提法都不对(C)(1)对(2)不对(D)对(1)不对11将原湿空气(温度t0,湿 度 H0)经预热器温度升高至t l 后再送入常压干燥器中。现若10、H0及 t l 均已知，则该预热过程所需热量Q 的计算式为Q=kJ/kg绝干气。12在恒定干燥条件下，将含水20%的湿物料进行干燥，开始时干燥速率恒定，当干燥至含水量为5%时,干燥速率开始下降，再继续干燥至物料恒重,并测得此时物料含水量为0.05%,则物料的临界含水量为()。(A)5%(B)20%(C)0.05%(D)4.55%13在双效并流蒸发系统中，将 10000kg/h的 10%稀溶液浓缩到5 0%,总蒸发水量为kg

44、/h:若 第 一 效 的 蒸 发 水 量 为 3800kg/h,则 出 第 一效 溶 液 的 浓 度为。1 4 标准式蒸发器内溶液的循环路线是溶液从 管下降，从 管上升，其循环的原因主要是由于溶液受热程度的不同而引起的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 差异所致。15(1)分配系数 kA cl表示:。(2)选择性系数b 与精储操作中的 相当。16在多级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂比S/F 愈大则所需理论级数愈一，操作点D 愈靠近S 点.当溶剂比为最小值时，理 论 级 数 为，此时必有一条连结线与线重合。1 7 固体物料与溶剂在浸取器接触达一定时间后，由 顶 部

45、 排 出 的 澄 清 液 称 为，由底部排出的残渣称为 o1 8 膜分离过程中流体流动的最主要的特征是料液与膜表面成 流动。(垂直，切向)1 9 判 断 题(对 打 错 打 X)膜分离操作过程中，提高料液的湍动程度可使传质系数增加，这是提高滤液通量的有效途径()膜分离操作过程中，提高操作温度，使滤液通量减小。()二、计算题 K20分a用板式精阳塔在常压下分离苯一甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度a 为 2.47。1、进料量为150 km ol/h,组成为0.4（摩尔分率）的饱和液体，回流比为4,塔顶播出液中苯的回收率为0.9 7,塔釜采出液中苯的组成为0.0206（摩

46、尔分率），求：（1）塔顶储出液的组成；（2）精得段及提储段操作线方程；（3）回流比与最小回流比的比值。2、全回流操作时，塔顶第一块板的气相莫弗里板效率为0.6,全凝器凝液组成为0.9 8,求由塔顶第二块板匕升的汽相组成。三、计算题 K20分在常压填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中的氨，混合气量为83.19 km ol/h,其中氨的流量为6.66 km ol/h,出口气体中的氨流量为0.166 kmol/h（均系操作温度20下的体积），平衡关系为Y=1.5X,传质系数KYR.45 kmol/m2h,（X,Y 均按摩尔比表示），试求：（1）吸收 率 h 为多少？若吸收剂用量为最小用量的1.2倍

47、时，求溶液的出口浓度；（2）已知塔径为1.2 m,内充25X25 X 3 m m 的乱堆填料拉西环，填料有效比表面积a 约 200 m 2/m 3,求填料层高度；（3）若 使 V、Yl、h、X I 不变，而使吸收剂改为含氨0.1%（摩尔比）的水溶液时，填料层高度有何变化（KY可视为不变）。四、计算题 K15分1在-一干燥器中干燥某湿物料，每小时处理湿物料1000kg,经干燥后物料的含水量由40%减至 5%（均为湿基），干燥介质为373K的热空气，其中所含水汽的分压为l.OkPa,空气在313K及相对湿度70%下离开干燥器。水 在 313 K 时的饱和蒸汽压可取为7.4 k P a,湿空气的总压

48、为 101.3 kPa。试求：（1）水分蒸发量W（kg水/s）；（2）干燥器进、出口处的空气湿度H l、H2；（3）干燥器所需要的湿空气量（kg湿空气/s）。五、计算题 口5 分在传热面积为50m2的单效蒸发器内将20%的 CaC12水溶液浓缩到40%（均为质量百分数）。生蒸汽的温度为120,冷凝潜热为2210kJ/kg,其消耗量D=2400kg/h,冷凝器内二次蒸汽温度为60（该温度下汽化潜热2360 kJ/kg）,原料液的温度t0 为 20,流量为3600 kg/h,比热cpO为 3.5kJ/kgC。该溶液蒸汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为23,试计算：蒸发器的热损失Q L为总传热量的

49、百分数；若不计热损失，求蒸发器的传热系数K。03级 食品工程原理（2）试卷A 参考答案（食品03级用）2006.6概 念 题（30分）1 越小 越 不 利 2 进料状态的不同3 B4 浮阀5 气膜 易 6 P/pBm 传质速率7 D 8 B9A 10 Dll Q=（1.01+1.88H0）（tl-t0）12 Al3 8000 kg/h;16.13%14 中央循环，加热，密度 15（1）萃取相中A 组分浓度yA（萃余相中A 组分浓度xA（2）相对挥发度1 6 少 8 操 作 1 7 溢流 底 流 1 8 切向1 9 J X二（20 分）解：1.（1）（5 分）DxD=0.97FxF D+W=F=

50、150 DxD+WxW=FxF,xW=0.0206W=87.3 kmol/h D=62.7 kmol/h xD=0.928（2）（5 分）精微段操作线方程 yn+1 =Rxn/（R+1 HxD/（R+1 ）=0.8xn+0.1856提储段操作线方程 yn+1 =L X xn/V-W X xW/Vq=l,V=V+(q-1 )F=(R+1 )D=(4+1)x62.7=313.5 kmol/h,L=L+F=RD+F=4x62.7+150=400.8 kmol/hyn+l=(RD+F)xn7(R+l)D-WxxW/(R+l)D=400.8/313.5 xn-87.3x0.0206/313.5=1.27