食品工程原理試題思考題與習題及答案

1、思考題與習題緒論一、填空1 同一臺設備的設計可能有多種方案，通常要用（ ）來確定最終的方案。2 單元操作中常用的五個基本概念包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。3 奶粉的生產主要包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等單元操作。二、簡答1 什么是單元操作？食品加工中常用的單元操作有哪些？2 “三傳理論”是指什么？與單元操作有什么關系？3 如何理解單元操作中常用的五個基本概念？4 舉例說明三傳理論在實際工作中的應用。5 簡述食品工程原理在食品工業(yè)中的作用、地位。三、計算1 將5kg得蔗糖溶解在20kg的水中，試計算溶液的濃度，分別用質量分數(shù)、摩爾分數(shù)、摩爾濃度表示。已知20蔗糖溶液的

2、密度為1070kg/m3。2 在含鹽黃油生產過程中，將60%(質量分數(shù))的食鹽溶液添加到黃油中。最終產品的水分含量為15.8%，含鹽量1.4%，試計算原料黃油中含水量。3 將固形物含量為7.08%的鮮橘汁引入真空蒸發(fā)器進行濃縮，得固形物含量為58%得濃橘汁。若鮮橘汁進料流量為1000kg/h，計算生產濃橘汁和蒸出水的量。4 在空氣預熱器中用蒸氣將流量1000kg/h，30的空氣預熱至66，所用加熱蒸氣溫度143.4，離開預熱器的溫度為138.8。求蒸氣消耗量。5 在碳酸飲料的生產過程中，已知在0和1atm下，1體積的水可以溶解3體積的二氧化碳。試計算該飲料中CO2的(1)質量分數(shù)；(2)摩爾分

3、數(shù)。忽略CO2和水以外的任何組分。6 采用發(fā)酵罐連續(xù)發(fā)酵生產酵母。20m3發(fā)酵灌內發(fā)酵液流體發(fā)酵時間為16h。初始接種物中含有1.2%的酵母細胞，將其稀釋成2%菌懸液接種到發(fā)酵灌中。在發(fā)酵罐內，酵母以每2.9h增長一倍的生長速度穩(wěn)定增長。從發(fā)酵罐中流出的發(fā)酵液進入連續(xù)離心分離器中，生產出來的酵母懸浮液含有7%的酵母，占發(fā)酵液中總酵母的97%。試計算從離心機中分離出來的酵母懸浮液的流量F以及殘留發(fā)酵液的流量W(假設發(fā)酵液的密度為1000kg/m3)。第一章 流體流動一、名詞解釋1 流體的黏性2 牛頓流體3 流體的穩(wěn)定流動4 層流邊界層二、填空1 通常把( )流體稱為理想流體。2 牛頓黏性定律表明

4、，兩流體層之間單位面積的( )與垂直于流動方向的( )成正比。3 流體在管道中的流動狀態(tài)可分為( )和( )兩種類型。4 在過渡區(qū)內，流體流動類型不穩(wěn)定，可能是( )，也可能是( )，兩者交替出現(xiàn)，與( )情況有關。5 流體的流動狀態(tài)可用( )數(shù)來判斷。當其>( )時為( )；<( )時為( )。6 流體在管道中的流動阻力可分為( )和( )兩類。7 當流體在圓管內流動時，管中心流速最大，滯流時的平均速度與管中心的最大流速的關系為( )。8 根據(jù)雷諾數(shù)的不同，摩擦系數(shù)-雷諾數(shù)圖可以分為( )、( )、( )和( )四個區(qū)域。9 管路系統(tǒng)主要由( )，( )和( )等組成。10 局部

5、阻力有( )和( )兩種計算方法。三、選擇1液體的黏性隨溫度升高而( a )，氣體的黏性隨溫度升高而( )。 A. 升高，降低； B. 升高，升高； C. 降低，升高2砂糖溶液的黏度隨溫度升高而( a )。A. 增大； B. 減??； C. 不變3層流時流體在圓管內的速度分布規(guī)律為( a )形式。A. 二次曲線； B. 直線； C. 指數(shù)四、簡答1 推導理想流體的柏努利方程。2 舉例說明理想流體柏努利方程中三種能量的轉換關系。3 簡述流體流動狀態(tài)的判斷方法及影響因素。4 如何用實驗方法判斷流體的流型？5 說明管壁的粗糙度對流體流動阻力的影響。五、計算1 某真空濃縮器上真空表的讀數(shù)為15.5

6、15;103 Pa，設備安裝地的大氣壓強為90.8×103 Pa，試求真空濃縮器內的絕對壓強。2 一敞口儲槽內貯存有椰子油，其密度為910kg/m3，已知：Z1=0.6m，Z2=1.8m；槽側壁安裝的測壓管上段液體是水，測壓管開口通大氣。求槽內油面的位置高度h 。z1z2h習題2附圖3 某設備進、出口的表壓強分別為13 kPa和160 kPa，當?shù)卮髿鈮簽?01.3 kPa，求該設備進、出口的壓強差。4 用一串聯(lián)U形管壓差計測量水蒸氣鍋爐水面上的蒸氣壓pv , U形管壓差計指示液均為水銀，連接兩U形管壓差計的倒U形管內充滿水，已知從右至左四個水銀面與基準水平面的垂直距離分別為h1=2

7、.2m、h2=1m、h3=2.3m、h4=1.3m。鍋爐水面與基準水平面的垂直距離為h5=3m。求水蒸氣鍋爐水面上方的蒸氣壓pv。水h1h3h5h4h2pv汞習題4附圖 5 試管內盛有10cm高的水銀，再于其上加入6cm高的水。水銀密度為13560 kg/m3，溫度為20，當?shù)卮髿鈮簽?01kPa。求試管底部的壓強。6 在壓縮空氣輸送管道的水平段裝設一水封設備如圖，其垂直細支管（水封管）用以排除輸送管道內的少量積水。已知壓縮空氣壓強為50 kPa（表壓）。試確定水封管至少應插入水面下的最小深度h。papapph0.6 m8.6 m習題7附圖h習題 6 附圖 壓縮空氣 水 7 貯油槽中盛有密度為

8、960/m3的食用油，油面高于槽底9.6 m，油面上方通大氣，槽側壁下部開有一個直徑為500 mm的圓孔蓋，其中心離槽底600 mm 。求作用于孔蓋上的力。8 如本題圖所示,用套管式熱交換器加熱通過內管的果汁，已知內管為33.5mm×3.25mm，外管為6mm×3.5mm的焊接鋼管。果汁密度為1060/m3，流量為6000/h；加熱媒質為115的飽和水蒸氣在外環(huán)隙間流動，其密度為0.9635/m3，流量為120/h 。求果汁和飽和水蒸氣的平均流速。果汁飽和水蒸汽習題 8 附圖 9 水流經一文丘里管如本題圖示，截面1處的管內徑為0.1 m，流速為0.5 m/s，其壓強所產生的

9、水柱高為1m；截面2處的管內徑為0.05 m。忽略水由1截面到2截面流動過程的能量損失，求1、2兩截面產生的水柱高差h為多少米？12h水習題 9 附圖 1m 10 某植物油流過一水平漸縮管段，管大頭內徑為20mm，小頭內徑為12mm，現(xiàn)測得這兩截面間的壓強差為1000Pa，該植物油的密度為950kg/m3，不計流動損失。求每小時油的質量流量。11 從高位槽向塔內加料。高位槽和塔內的壓力均為大氣壓。要求料液在管內以1.5 m/s的速度流動。設料液在管內壓頭損失為2.2 m (不包括出口壓頭損失)。高位槽的液面應該比塔入口處高出多少米？ h習題11附圖u112u2習題10附圖12 20下水在50

10、mm 內徑的直管中以3.6 m/s的流速流動，試判斷其流動類型。13 37下血液的運動黏度是水的5倍。現(xiàn)欲用水在內徑為1 cm的管道中模擬血液在內徑為5mm的血管中以15cm/s流動過程的血流動力學情況，實驗水流速度應取為多少？14 果汁在內徑為d1的管路中作穩(wěn)定流動，平均流速為u1，若將管徑增加一倍，體積流量和其他條件均不變，求平均流速為原來的多少倍？ 15 如本題圖示，將離心泵安裝在高于井內水面5米的地面上，輸水量為50m3/h ,吸水管采用114×4的電焊鋼管，包括管路入口阻力在內的吸水管路上總能量損失為hf = 5 J/kg,當?shù)卮髿鈮簭姙?.0133×105 Pa

11、 。求該泵吸入口處的真空度。習題15附圖5 m20m習題17附圖習題16附圖圖112230 m 16 用泵輸送某植物油，管道水平安裝，其內徑等于10mm，流量為0.576 m3/h，油的粘度為50黏度0-3 Pa×s，密度為950kg/m3。試求從管道一端至相距30米的另一端之間的壓力降。17 用離心泵將某水溶液由槽A輸送至高位槽B ,兩槽液面維持恒定并敞開通大氣，其間垂直距離為20 m 。已知溶液密度為1200 kg/m3 ，溶液輸送量為每小時30 m3 ,管路系統(tǒng)各種流動阻力之和 hf = 36 J/kg ,該泵的效率為0.65 。求泵的軸功率。18 某飲料廠果汁在管中以層流流動

12、，如果流量保持不變，問：（1）管長增加一倍；（2）管徑增加一倍；（3）果汁溫度升高使黏度變?yōu)樵ざ?/2（設密度變化極小）。試通過計算說明三種情況下摩擦阻力的變化情況。 19 植物油在圓形直管內作滯流流動，若流量、管長、液體物性參數(shù)和流動類型均不變，只將管徑減至原來的2/5，由流動阻力而產生的能量損失為原來的多少倍？20 用泵將密度為930 kg/ m3 、黏度為 4黏度mPa×s的某植物油送至貯槽，管路未裝流量計，但已知A、B兩處壓力表的讀數(shù)分別為 pA=1.2 MPa，pB=1.12 MPa，兩點間的直管長度為25m，用管直徑為89×3.5mm的無縫鋼管，其間還有3個9

13、0°的彎頭。試估算該管路油的流量。 21 用一臺軸功率為7.5kw的庫存離心泵將溶液從貯槽送至表壓為0.2×105Pa的密閉高位槽（見右圖），溶液密度為1150kg/m3、黏度為1.2×10-3Pa·s。管子直徑為108×4 mm、直管長度為70 m、各種管件的當量長度之和為100 m (不包括進口和出口的阻力)，直管阻力系數(shù)為0.026。輸送量為50m3/h,兩槽液面恒定，其間垂直距離為20m。泵的效率為65%。試從功率角度考慮核算該泵能否完成任務。6m習題23附圖20 m 習題21附圖1 12 21.6m習題20附圖AB22 一臺效率為0.

14、65的離心泵將果汁由開口貯槽輸送至蒸發(fā)器進行濃縮。已知果汁密度為1030 kg/m3，黏度為1.2×10-3Pa·s，蒸發(fā)器液面上蒸發(fā)空間的真空表讀數(shù)為50 kPa ,果汁輸送量為16 m3/h。進蒸發(fā)器的水平管中心線高于開口貯槽液面20 m ，管直徑為57mm×3 mm的冷軋不銹鋼管，不包括管路進、出口能量損失的直管及各管件當量長度之和為50m ,管壁絕對粗糙度為0.02mm ，當?shù)卮髿鈮簭姙?×105Pa。求泵的軸功率PZ 。23 高位水槽底部接有一長度為30m（包括局部阻力的當量長度）、內徑為20mm的鋼管，該管末端分接兩個處于同一水平面的支管，支

15、管直徑與總管相同，各支管均裝有一相同的球閥（=6.4），因支管很短，除球閥的局部阻力外，其他阻力可以忽略。高位槽水位恒定，水面與支管出口的垂直距離為6m 。試求開一個閥門和同時開兩個閥門管路系統(tǒng)的流量。第二章 流體輸送機械一、名詞解釋1離心泵的氣蝕現(xiàn)象2泵的工作點3離心泵的安裝高度4離心泵的切割定律和比例定律二、填空1產品樣本上離心泵的性能曲線是在一定的( )下，輸送( )時的性能曲線。2離心泵的實際工作壓頭和流量不僅與( )的特性曲線有關，還與( )的特性曲線有關。3離心泵壓頭的大小取決于( )、( )和( )。4離心泵的工作點由( )曲線和( )曲線共同決定。5為防止發(fā)生( )現(xiàn)象，泵的安

16、裝高度不能太高，可采取( )，( )等措施提高泵的安裝高度。6管路系統(tǒng)主要由( )，( )和( )等組成。7泵的內部損失主要由( )，( )和( )引起。三、選擇1離心泵銘牌上標明的揚程是指( )。A. 功率最大時的揚程 B. 最大流量時的揚程 C. 泵的最大揚程 D. 效率最高時的揚程2 一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零，此時離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是( ) A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞 C. 壓出管路堵塞 D. 吸入管路漏氣3兩臺相同的泵串聯(lián)工作時，其壓頭( )一臺泵單獨工作時的兩倍。A. > B. < C

17、. =4正位移泵的流量與( )有關。A. 泵的轉速與結構 B. 管路阻力 C. 泵的壓頭5離心泵的壓頭、流量均與流體的( )無關。A. 黏度 B黏度密度 C. 溫度6液體的黏性隨溫度升高而( )，氣體的黏性隨溫度升高而( )。A. 升高，降低 B. 升高，升高 C. 降低，升高7余隙系數(shù)越大，壓縮比越大，則容積系數(shù)( )。A. 越小 B. 越大 C. 不變8正位移泵的壓頭與( )有關。A. 泵的轉速 B. 管路阻力 C. 流量四、簡答1離心泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象的原因是什么？危害是什么？應如何防止？2根據(jù)離心泵的特性曲線圖說明用其出口閥門調節(jié)管路流量的原理。3簡述實際流體柏努利方程的物理意義。4簡述離

18、心泵的結構和工作原理。5簡述用旁路閥調節(jié)往復泵流量的原理。五、計算1已知離心泵吸入管內徑為100mm，吸入管路總壓頭損失為12u2/2g（u為吸管內水的流速，m/s），泵入口處真空表讀數(shù)為45.33kPa。試求吸水管內的流量（m3/h）。已知水的密度為103m3/kg。2用泵將密度為1.15g/cm3的鹽水，以0.0056m3/min的流量由一敞口大原料貯槽送敞口高位槽中，管道出口比原料貯槽的液面高23m，吸入管內徑為90mm，泵出口管內徑為52.5mm。假如管路系統(tǒng)的摩擦損失為53.8J/kg，泵的效率為70%，試計算泵的揚程和功率。3用泵將82.2的熱水以0.379m3/min的流量從一出

19、口貯槽中吸上來，泵的入口管為內徑50.8mm，長6.1m的40號鋼管，有三個彎頭。水從泵中流出來后經過一長61m，內徑50.8mm的帶兩個彎頭的管段后再排到大氣中，排出口比貯槽的液面高6.1m。（1）計算總摩擦損失；（2）計算泵所作的的功；3.泵的有效功率。4用泵降體積流量為0.5m3/h的水以0.1m/s的速度從10m下的加熱罐中抽至水龍頭處。假如罐的壓力保持在600kPa的表壓下，試求泵的能量。忽略管道阻力。第三章 非均相物系的分離一、名詞解釋1非均相物系2臨界粒徑3重力沉降4離心沉降5沉降速度6 過濾速率二、填空1濾餅過濾有（ ）和（ ）兩種典型的操作方式。在實際操作中常用（ ）的操作方

20、式。2沉降室應做成（ ）形或在室內設置（ ）。3沉降室的生產能力與（ ）和（ ）有關。4除塵系統(tǒng)可以由（ ）、（ ）和（ ）組成。5在除塵系統(tǒng)中，含塵氣體可先在（ ）中除去較大塵粒，然后在（ ）中除去大部分塵粒。6過濾有( )和( )兩種基本方式。7板框過濾機的工作過程主要有( )，( )和( )等。8濾餅過濾開始后會迅速發(fā)生( )現(xiàn)象。在濾餅過濾中，真正起過濾作用的是( )。9濾餅阻力的大小主要取決于(過濾介質)及其( )。10非均相物系的分離遵循（ ）的基本規(guī)律。三、選擇1在相同條件下,板框過濾機的洗滌速率為終了過濾速率的( )。A.1/2；B.1/3；C.1/42對于可壓縮性濾餅,其壓縮

21、系數(shù)為( )。A.s=0；B.s<1；C.s>13過濾的推動力為( )。A.濃度差；B.溫度差；C.壓力差4一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表逐漸上升，此時離心泵完全打不出水。發(fā)生故障的原因是( )。A. 忘了灌水；B. 吸入管路堵塞；C. 壓出管路堵塞；D. 吸入管路漏氣四、簡答1簡述旋風分離器的結構和設計原理。2簡述影響重力沉降的因素(以斯托克斯區(qū)為例)。3設計一個含塵氣體的分離系統(tǒng)，并簡述各個設備的作用。4簡述降塵室的結構和設計原理。5根據(jù)過濾基本方程，簡述影響過濾的因素。6簡述板框壓濾機的工作過程。7設洗水的粘度和溫度黏度液相同,試證

22、明洗滌速率是最后過濾速率的1/4。8簡述先恒速后恒壓過濾的特點。9簡述用試驗法求過濾常數(shù)的方法。五、計算1試計算直徑d90m,密度s為3000kg/m3的固體顆粒分別在20的空氣和水中的自由沉降速度。已知20時空氣的密度為1.205kg/m3，黏度為1.81×10-5Pas，水的黏度為1.5×10-3Pas。2某懸浮液中固相密度為2930kg/m3，其濕餅密度為1930kg/m3，懸浮液中固相顆粒的質量分率為25g/升水。該懸浮液于400mm汞柱的真空度下用小型轉筒真空過濾機做試驗，測得過濾常數(shù)K=5.15×10-6m2/s?，F(xiàn)用一直徑為1.75m，長0.98m的

23、轉筒真空過濾機生產。操作壓力于試驗相同，轉速為1r/min，浸沒角為125.5°，濾布阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試求此過濾機的生產能力和濾餅的厚度。3已知含塵氣體中塵粒的密度為2000kg/m3。氣體溫度為375K，黏度為0.6cP，密度為0.46kg/m3?，F(xiàn)用一標準型旋風分離器分離其中的塵粒，分離器的尺寸為D=400mm，h=D/2，B=D/4。含塵氣體在進入排氣管以前在分離器內旋轉的圈數(shù)為N=5，氣體流量Q=1000m3/h。試計算其臨界粒徑。4預用沉降室凈化溫度為20流量為250m3/h的常壓空氣，空氣中所含灰塵的密度為1800kg/m3，要求凈化后的空氣不含有直徑大于10m

24、的塵粒，試求所需凈化面積為多大?若沉降室低面的寬為2m，長5m，室內需要設多少塊隔板?已知20時，空氣黏度為1.81×10-5Pas。5若分別采取下列各項措施,試分析真空轉筒過濾機的生產能力將如何變化。已知濾布阻力可以忽略，濾餅不可壓縮。（1）轉筒尺寸按比例增大1倍；（2）轉筒浸沒度增大1倍；（3）操作真空度增大1倍；4.轉速增大1倍。6用單碟片的碟式離心機澄清含有顆粒的黏性液體，顆粒密度為1461kg/m3，溶液的密度為801kg/m3，黏度為10P，離心機轉筒的r2=0.02225m，r1=0.00716m，碟片的半錐角為45。，如果轉速為2300r/min，流量為0.00283

25、2m3/h。計算出口流體中最大顆粒的直徑。第四章 粉碎 篩分 混合 乳化一、名詞解釋1 粉碎2 粒度3 球形度4 篩分5 混合6 均勻度7 乳化8 均質二、填空1根據(jù)被粉碎物料和成品粒度的大小，粉碎被分為（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四種。2物料粉碎時所受到的作用力包括（ ）、（ ）和（ ）三種。3粉碎操作方法包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四種。4磨齒排列有四種方式，即（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。5整個混合過程存在（ ）、（ ）和（ ）三種混合方式。6從結構來看，槳葉有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四種形式。7固體混合機按照結構可分為（ ）和（ ）兩種；按照操作方式可分為（ ）和（ ）

26、。8乳化液形成的方法基本上可分為（ ）和（ ）兩種。9均質機按其結構及上作原理大致可分為（ ）、（ ）、（ ）。三、選擇1 對于中粉碎，成品粒度范圍為( )。A. 5-50mm B. 5-10mm C. 100m以下2 對于立方體形顆粒，球形度s為（ ）。A.1 B. 0.806 C. 0.653 當乳化劑的親水親油平衡值(HLB)（ ）時，此乳化劑為親水性乳化劑。A. 10 B. 10 C. =10四、簡答1 食品加工中如何選用粉碎機？2 篩面的運動方式有哪些？3 簡述固體混和中的離析現(xiàn)象及防止方法。4 影響乳化液穩(wěn)定性的主要因素有哪些？5 乳化單元操作中乳化劑的作用有哪些？6 簡述肢體磨的

27、結構及工作原理。五、計算1 試計算立方體形顆粒的球形度和形狀系數(shù)。2 如下表所示的粒度分布數(shù)據(jù)，試計算面積平均直徑、體積平均直徑和沙得平均直徑。粒度范圍/m02020404060608080100100120120140140160160180180200200220220240顆粒計數(shù)5205010695885226106423 lkg谷物從最初粒度4mm磨碎到最后粒度1mm需要能量4.6kJ。若將此谷物從最初狀態(tài)磨碎至粒度為0.2mm，所需的能量是多少?4 有帶旋槳式攪拌槳的混合器來攪拌某工業(yè)產品。已知容器直徑為1.63m，器內液層深度為1.5m，甘油的密度為1200kg/m3，黏度為16

28、。若攪拌器轉速為500r/min，測得電機功率為12kW，試求攪拌器的直徑。 第五章 流態(tài)化與氣體輸送一、名詞解釋1懸浮速度2 臨界流化速度3流化數(shù)4密相流化床5夾帶分離高度6 氣力輸送二、填空1 按照流化狀態(tài)，流態(tài)化可分為（ ）流態(tài)化和（ ）流態(tài)化兩種形式。2 為避免從床層中帶出固體顆粒，流化床操作氣速必須保持在( )和( )之間。3 流化床中常見的不正常現(xiàn)象主要有( )和( )。4 在流化床中，如果床層過高，可以增加( )，破壞( )，避免( )現(xiàn)象發(fā)生。5 氣力輸送的形式主要有( )式氣力輸送、( )式氣力輸送和( )式氣力輸送三種。6 同一氣力輸送裝置，輸送松散物料可選( )的混合比。

29、三、選擇1 在流態(tài)化階段，流化床床層的壓強降與( )有關。A流體流速； B床層高度； CA和B2 當流體通過床層時分布不均勻，則大量流體與固體顆粒不能很好地接觸，就會產生“短路”，這種現(xiàn)象稱為（ ）。A溝流現(xiàn)象 B斷流現(xiàn)象 C騰涌現(xiàn)象3 就物料顆粒群在水平管道中的運動狀態(tài)而言，停滯流又可稱為（ ）。A均勻流 B管底流 C疏密流 D集團流4 下列哪種氣力輸送的形式適用于輸送細小、貴重或危害性大的粉狀物料。（ ）A吸運式 B壓送式 C混合式 D循環(huán)式5 利用兩相流旋轉時離心力的作用使物料與氣流分離的卸料器為（ ）。A容積式 B三角箱 C離心式 D壓力式四、簡答1 氣力輸送的特點是什么？2 糧食工業(yè)

30、中常采用的氣力輸送裝置有哪些形式？有什么特點？3 物料顆粒在水平管的懸浮機理及運動狀態(tài)如何？4 影響物料在彎管中運動最終速度的因素有哪些?試分析論述一下。5 在兩相流理論中將其壓損分為哪幾部分？各代表什么意義？6 如何選擇輸送風速？五、計算1 某物料密度為1196 kg/m3，直徑為5mm，堆積成高度為0.3m的固定床層，空隙率為0.4.若20的空氣流過流化床時，空床流速為0.5m/s，試求壓力降。當空床流速為何值時，流化才開始？試求此時壓力降值。2 某物料顆粒的平均粒徑為0.4mm，密度為1690kg/m3。氣體的平均密度為1.4kg/m3，平均黏度為0.37cP。試求其臨界流化速度。3 某

31、固體顆粒為130目,臨界粒徑為dp=1.44×10-4m，顆粒密度為s=1068kg/m3，液相黏度為f.0246cP，密度為f=0.98kg/m3，求最大流化速度。4 鮮豌豆近似為球形，其直徑為5mm，密度為1060 kg/m3。擬于-20冷氣流中進行流化冷凍。豆床在流化前的床層高度為0.3m，空隙率為0.4.冷凍進行時，空氣速度等于臨界速度的1.6倍。試大體估計：流化床的臨界流化速度和操作速度；通過床層的壓力降；試估算冷氣流與顆粒表面之間的傳熱膜系數(shù)。已知-20空氣的導熱系數(shù)為2.36×10-2W/m·K5 試近似計算某一壓送式氣力輸送面粉設備的風機所需的功率

32、。設備生產能力為每小時輸送面粉20噸。面粉顆粒的平均粒徑為0.18mm。已知從加料器到卸料器整個輸送管線長度為30m（垂直的10m，水平的20m），中間有兩只90°彎管。估計卸料器內、排氣管內以及裝置終點布袋過濾器的壓力損失約為1.55kN/m2，同時估計從風機到加料器的壓力損失約為1.04 kN/m2。假設系統(tǒng)內空氣的平均密度為1.23kg/m3。第六章 傳熱學一、名詞解釋1對流傳熱2自然對流3強制對流4 熱輻射5黑體二、填空1常用的列管換熱器的溫度補償方式有（ ）、（ ）和（ ）等。2強化傳熱的途徑主要有（ ）、（ ）和（ ）等3熱傳導是借助于（ ）來進行熱量的傳遞的。熱傳導主要

33、發(fā)生在（ ）或（ ）中。4熱量的傳遞是由于（ ）而引起的。根據(jù)傳熱原理，傳熱有（ ）、（ ）和（ ）三種方式。5在對流傳熱中，雷諾準數(shù)等于（ ），它表示（ ）。6在對流傳熱中，努塞爾準數(shù)等于（ ），它表示（ ）。7影響對流傳熱的因素主要有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。8用冷卻水將一定量的熱流體由100冷卻到40，冷卻水初溫為15， 在設計列管式換熱器時，采用兩種方案比較，方案I是令冷卻水終溫為30， 方案II是令冷卻水終溫為35，則用水量 W1（ ）W2，所需傳熱面積A1（ ）A2（大于、小于、等于）。9冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進口溫度為90，出口溫度為50，冷水進口溫度為15，出口

34、溫度為53，冷熱水的流量相同，則熱損失占傳熱量的（ ）（冷熱水物性數(shù)據(jù)視為相同）三、選擇1在與等溫面垂直的方向上，( )A.溫度梯度最大 B.溫度梯度較小 C.沒有溫度梯度2液體的沸騰傳熱應控制在( )區(qū),以獲得較大的傳熱膜系數(shù).A.核狀沸騰;B.膜狀沸騰;C.自然對流3在相同傳熱面積條件下,逆流操作時所需加熱劑用量較并流操作( ). A.多;B.少;C.相同4間壁式換熱器任一側流體的對流換熱過程中, 熱阻主要集中在( ). A.間壁本身;B.層流底層;C.湍流主體5已知圓筒壁(外半徑為r3)上兩層保溫材料的溫度分布曲線如圖示:A 層的導熱系數(shù) ( )B層的導熱系數(shù)；應將( )放在內層保溫效果

35、好。(A,B 兩層厚度相等)。 A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 層四、簡答1簡述影響對流傳熱系數(shù)的因素。2舉例說明板式換熱器在食品中的應用。3根據(jù)傳熱速率方程簡述影響間壁式換熱器的因素。4舉例說明套管式換熱器在食品中的應用。5簡述套式換熱器的特點及其應用。五、計算1 某平壁厚度b=0.37m，內表面溫度t1=1650，外表面溫度t2=300，平壁材料熱導率=0.815+0.00076t，W/(m2·)。若將熱導率分別按常量（取平均熱導率）和變量計算，試求平壁的溫度分布關系式和導熱熱通量。2 用平板法測定材料的熱導率。平板狀材料的一側用電熱器加熱，另一側用冷卻水通過夾層將

36、熱量移走。所加熱量由加至電熱器的電壓和電流算出，平板兩側的表面溫度用熱電偶測得（見附表）。已知材料的導熱面積為0.02m2，其厚度為0.01m，測得的數(shù)據(jù)如下，試求：（1）材料的平均熱導率；（1） 設該材料的熱導率為，試求和a'。電熱器材料表面溫度/電壓/V電流/A高溫側低溫側1402.83001001142.28200503 某平壁燃燒爐是由一層耐火磚與一層普通磚砌成，兩層的厚度均為100mm，其熱導率分別為0.9W/（m·）及0.7W/（m·）。待操作穩(wěn)定后，測得爐膛的內表面溫度為700，外表面溫度為130。為了減少燃燒爐的熱損失，在普通磚外表面增加一層厚度為4

37、0mm、熱導率為0.06W/(m2·)的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測得爐內表面溫度為740，外表面溫度為90。設兩層磚的熱導率不變，試計算加保溫層后爐壁的熱損失比原來的減少百分之幾？4 紅磚平壁墻，厚度為500mm，一側溫度為200，另一側為30。設紅磚的平均熱導率取0.57W/(m2·)，試求： （1）單位時間、單位面積導過的熱量； （2）距離高溫側350mm處的溫度。5 某燃燒爐的平壁由下列三種磚依次徹成。耐火磚：熱導率=1.05 W/（m2·）； 厚度b1=0.23m；絕熱磚：熱導率=0.151 W/（m2·） 每塊厚度b2=0.23m；普通磚：熱導

38、率=0.93 W/（m2·） 每塊厚度b3=0.24m；若已知耐火磚內側溫度為1000，耐火磚與絕熱磚接觸處溫度為940，而絕熱磚與普通磚接觸處的溫度不得超過138，試問：（1）絕熱層需幾塊絕熱磚？ （2）此時普通磚外側溫度為多少？6 在外徑為140mm的蒸氣管道外包扎保溫材料，以減少熱損失。蒸氣管外壁溫度為390，保溫層外表面溫度不大于40。保溫材料的與t的關系為=0.1+0.0002t（t的單位為，的單位為W/（m2·）。若要求每米管長的熱損失Q/L不大于450W/m，試求保溫層的厚度以及保溫層中溫度分布。7 60mm×3mm鋁合金管（熱導率按鋼管選?。?，外包

39、一層厚30mm石棉后，又包一層30mm軟木。石棉和軟木的熱導率分別為0.16W/（m2·）和0.04W/（m2·）。又已知管內壁溫度為-110，軟木外側溫度為10，求每米管長所損失的冷量。若將兩保溫材料互換，互換后假設石棉外側的溫度仍為10不變，則此時每米管長上損失的冷量為多少？8 空心球內半徑為r1、溫度為ti，外半徑為r0、溫度為t0，且tit0，球壁的熱導率為。試推導空心球壁的導熱關系式。9 在預熱器內將壓強為101.3kPa的空氣從10加熱到50。預熱器由一束長度為1.5m，直徑為86mm×1.5mm的錯列直立鋼管所組成?？諝庠诠芡獯怪绷鬟^，沿流動方向共有

40、15行，每行有管子20列，行間與列間管子的中心距為110mm?？諝馔ㄟ^管間最狹處的流速為8m/s。管內有飽和蒸氣冷凝。試求管壁對空氣的平均對流傳熱系數(shù)。10 在長為3m，內徑為53mm的管內加熱香蕉漿。香蕉漿的質量流速為172kg/（s·m2）。若香蕉漿在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下：Pa·S；w/m·K；kJ/（kg·）。試求香蕉漿對管壁的對流傳熱系數(shù)。11 有一列管式換熱器，由38根25mm×2.5mm的無縫鋼管組成。果汁在管內流動，由20被加熱至80，果汁的流量為8.32kg/s。外殼中通入水蒸氣進行加熱。試求管壁對果汁的傳熱系數(shù)。當果汁的流

41、量提高一倍時，傳熱系數(shù)有何變化。12 熱空氣在冷卻管管外流過，2=90W/(m2·)，冷卻水在管內流過， 1=1000W/（m2·）。冷卻管外徑do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的=40W/（m2·）。試求：總傳熱系數(shù)Ko；管外對流傳熱系數(shù)2增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？管內對流傳熱系數(shù)1增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？13 有一套管換熱器，內管為25mm×1mm，外管為38mm×1.5mm。冷水在環(huán)隙內流過，用以冷卻內管中的高溫氣體，水的流速為0.3m/s，水的入口溫度為20，出口溫度為40。試求環(huán)隙內水的對流傳熱系數(shù)。14 有一不銹鋼制

42、造的套管換熱器，內管直徑為89mm×3.5mm，流量為2000kg/h的糖漿在內管中從80冷卻到50。冷卻水在環(huán)隙從15升到35。糖漿的對流傳熱系數(shù)h=230W/（m2·K），水的對流傳熱系數(shù)c=290W/（m2·K）。忽略污垢熱阻。試求：冷卻水消耗量；并流和逆流操作時所需傳熱面積；如果逆流操作時所采用的傳熱面積與并流時的相同，計算冷卻水出口溫度與消耗量，假設總傳熱系數(shù)隨溫度的變化忽略不計。22 某無相變的流體，通過內徑為50mm的圓形直管時的對流傳熱系數(shù)為120W/(m2·)，流體的Re=2×104。假如改用周長與圓管相等，高與寬之比等于12

43、的矩形管，而流體的流速增加0.5倍，試問對流傳熱系數(shù)有何變化？15 某食品廠用冷水冷卻奶油。冷卻器為14mm×8mm鋼管組成的排管，水平浸于一很大的冷水槽中，冷水由槽下部進入，上部溢出，通過槽的流速很小。設冷水的平均溫度為42.5，鋼管外壁溫度為56，試求冷水的對流傳熱系數(shù)。16 室內有二根表面溫度相同的蒸氣管，由于自然對流兩管都向周圍空氣散失熱量。已知大管的直徑為小管直徑的10倍，小管的（Gr·Pr）=108。兩水平管單位時間、單位面積的熱損失的比值為多少？17 飽和溫度為100的水蒸氣在長3m、外徑為0.03m的單根黃銅管表面上冷凝。銅管堅直放置，管外壁的溫度維持96，

44、試求每小時冷凝的蒸氣量。若將管子水平放，冷凝的蒸氣量又為多少？18有一臺運轉中的單程逆流列管式換熱器，熱空氣在管程由120降至80，其對流傳熱系數(shù)1=50W/（m2·K）。殼程的冷卻水從15升至90，其對流傳熱系數(shù)2=2000W/（m2·K），管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計。當冷卻水量增加一倍時，試求水和空氣的出口溫度t'2和T'2，忽略流體物性參數(shù)隨溫度的變化；傳熱速率Q'比原來增加了多少？19 在一傳熱面積為15.8m2的逆流套管換熱器中，用熱油加熱冷水。熱油的流量為2.85kg/s，進口溫度為110；水的流量為0.667kg/s，進口溫度為35。熱

45、油和水的平均比熱容分別為1.9kJ/(kg·)及4.18 kJ/(kg·)。換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/(m2·)試求水的出口溫度及傳熱量。20 求直徑d=70mm、長L=3m的鋼管（其表面溫度t1=227）的輻射熱損失。假定此管被置于：（1）很大的紅磚里，磚壁溫度t2=27；（2）截面為0.3m×0.3m的磚槽里，t2=27，兩端面的輻射損失可以忽略不計。21 用175的熱油將300kg/h的果汁由25加熱至90，已知熱油的比熱容為2.61kJ/（kg·），其流量為360kg/h，今有以下兩個換熱器，傳熱面積為0.8m2。換熱器1：K1=6

46、25 W/(m2·)，單殼程雙管程。換熱器2：K2=500 W/(m2·)，單殼程單管程。為滿足所需的傳熱量應選用那一個換熱器。22 在一套管換熱器中，用冷卻水將1.25kg/s的蔗糖溶液由350K冷卻至300K，冷卻水在25mm×2.5mm的管內中流動，其進出口溫度分別為290K和320K。已知水和蔗糖溶液的對流傳熱系數(shù)分別為0.85 kW/(m2·)和2.7 kW/(m2·)，又兩側污垢熱阻忽略不計，試求所需的管長和冷卻水消耗量。23 在一列管換熱器中，用初溫為30的水將橘汁由120冷卻到70，已知橘汁和水的流量分別為1×104（

47、kg/h）和1.4×104（kg/h）。比熱容分別為0.52（kcal/kg·）和0.46（kcal/kg·），傳熱系數(shù)K=100（kcal/m2·h·）試分別計算并流和逆流時換熱器所需的傳熱面積。24 在并流換熱器中，用水冷卻奶油。水的進出口溫度分別為15和40，奶油的進出口溫度分別為120和100?，F(xiàn)因生產任務要求奶油的出口溫度降至80，設奶油和水的流量、進口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長為1m，試求將此換熱器的管長增至多少米才能滿足要求？設換熱器的熱損失可忽略。25 一傳熱面積為15m2的列管換熱器，殼程用110飽和水蒸氣將管程某溶液

48、由20加熱至80，溶液的處理量為2.5×104kg/h，比熱容為4kJ/（kg·），試求此操作條件下的總傳熱系數(shù)。又該換熱器使用一年后，由于污垢熱阻增加，溶液出口溫度降至72，若要出口溫度仍為80，加熱蒸氣溫度至少要多高？26 用20.26kPa（表壓）的飽和水蒸氣將20的水預熱至80，水在列管換熱器管程以0.6m/s的流速流過，管子的尺寸為25mm×2.5mm。水蒸氣冷凝的對流傳熱系數(shù)為104W/(m2·)，水側污垢熱阻為6×10-4(m2·)/W，蒸氣側污垢熱阻和管壁熱阻可忽略不計，試求：（1）此換熱器的總傳熱系數(shù)；（2）設備操作

49、一年后，由于水垢積累，換熱能力下降，出口溫度只能升至70，試求此時的總傳熱系數(shù)及水側的污垢熱阻。27 今欲于下列換熱器中，將某種溶液從20加熱到50。加熱劑進口溫度為100，出口溫度為60。試求各種情況下的平均溫度差。（1）單殼程，雙管程（2）雙殼程，四管程28 有一單殼程雙管程列管換熱器，管外用120飽和蒸氣加熱，干空氣以12m/s的流速在管內流過，管徑為38mm×2.5mm，總管數(shù)為200根，已知總傳熱系數(shù)為150 W/（m2·），空氣進口溫度為26，要求空氣出口溫度為86，試求：（1）該換熱器的管長應多少？（2）若氣體處理量、進口溫度、管長均保持不變，而將管徑增大為5

50、4×2mm，總管數(shù)減少20%，此時的出口溫度為多少？（不計出口溫度變化對物性的影響，忽略熱損失）。第七章制冷與食品冷凍一、名詞解釋1 制冷2 單位制冷量3 制冷劑4 制冷劑循環(huán)量5 制冷系數(shù)6 干耗二、填空1 ( )是可以凍結成冰晶的水分，而( )與固形物結合在一起，冷凍時很難凍結成冰晶。2 食品冷凍分為( )和( )兩種形式。其中( )可使食品長期貯藏。3 水凍結成冰的一般過程是( )，而后由于體系達到了熱力學的( )條件，水將在凍結溫度下形成冰晶體。4 根據(jù)對冷凍介質與食品接觸的基本方式，冷凍過程包含( )和( )兩個過程。5 食品經凍結后再解凍，其組織中的冰晶體將融化成水，它不

51、易( )，這部分水將( )。食品組織中水分重新分配的量越多，則( )。三、簡答1 常用的制冷方式有哪些？各有什么特點？2 簡述逆卡諾循環(huán)。3 簡述凍結過程中食品溫度的分布特點。4 簡述水與食品的凍結過程。5 分析凍結對食品品質的影響。6 分析比較食品凍結的方法。7 舉例說明常見食品的凍結設備四、計算1已知一食品的含水率為78%，凍結后固體成分和冰的質量分數(shù)為0.22、0.65，其密度分別為1010、920，試估算該食品凍結后熱導率、比熱容和熱擴散率的值。2已知某食品含水82%，初始凍結點為1.2，凍結完成時溫度為10，試估算該食品中未凍結水分的質量分數(shù)。3某球狀食品的直徑為0.05 m，密度為

52、1030 kg/m3，水分質量分數(shù)為0.68。現(xiàn)需在隧道式送風凍結器中經23的冷空氣凍結，食品開始凍結時的溫度已經被冷卻至凍結點1.8，食品的融化熱為220 kJ/kg，凍結后食品的熱導率為1.08 W/(m·K)，凍結時對流傳熱系數(shù)為65 W/(m2·K)。試分別計算將該食品凍結至平均溫度達12時和中心溫度達6時的冷凍時間。4含水75%，長、寬、厚分別為1m、0.5m、0.3m的牛肉塊狀食品在冷凍器中被30的冷空氣凍結。表面對流傳熱系數(shù)為40 W/(m2·K)，牛肉初始溫度為1.8，牛肉凍結后的熱導率為1.5 W/(m·K)，密度980 kg/m3，計

53、算將牛肉凍結到10時所需時間。55cm厚的牛肉胴體在30的冷凍間里被凍結。產品含水73%，密度970，凍牛肉熱導率為1.1 W/(m·K)，初始凍結點為1.75，凍結前后的焓差為250 kJ/kg，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為50 W/(m2·K)，試用Plank方程式估計其凍結時間。6某冷凍食品加工廠需在16h內凍結10t豬肉半胴體。豬肉水分質量分數(shù)w = 0.72，初始凍結點溫度Tf =1.9，現(xiàn)要求在28的冷風凍結裝置中凍結，試計算豬肉胴體從初始溫度為5開始，降溫至其中心溫度為10時所需的制冷量(kW)。第八章 蒸發(fā)一、名詞解釋1 蒸發(fā)2 多效蒸發(fā)3 蒸發(fā)操作的有效溫差二、填空1

54、一定壓強下，溶液的沸點較純水( )，兩者沸點之差，稱為溶液的( )。2 濃縮是( )和( )均勻混合液的部分分離過程。3 要維持連續(xù)的蒸發(fā)過程，一方面要不斷地( )；另一方面還要不斷地( )。4 蒸發(fā)過程中溫差損失主要由( )、( )和( )引起。5 多效蒸發(fā)要求后效（ ）和（ ）小于前效的。6 欲提高蒸發(fā)器的生產強度，必須設法提高其（ ）和（ ）。7 影響液柱沸點升高的因素主要有（ ）和（ ）。8 由于（ ）和（ ），所以實際每蒸發(fā)1kg水要消耗1kg以上的蒸氣。9 常用的多效蒸發(fā)流程有（ ）加料、（ ）加料、（ ）加料和（ ）加料。10 在并流加料的多效蒸發(fā)中，蒸發(fā)室壓強逐效（ ），沸點逐效（ ），前效進入后效時（ ）