《食品工程原理》第一單元課后習(xí)題及參考答案

第一部分動量傳遞（流動、輸送、非均相物系)1.過程速率：是指單位時間內(nèi)所傳遞的物質(zhì)的量或能量。2。雷諾準(zhǔn)數(shù)：雷諾將u、d、μ、ρ組合成一個復(fù)合數(shù)群。Re值的大小可以用來判斷流動類型。得的能量。4。分離因數(shù)：同一顆粒在同種介質(zhì)中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值.1.理想流體是指 2。對于任何一種流體，其密度是 和 3。某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200mmHg，則它的絕對壓強(qiáng)為 mmHg.當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101。33×103Pa。(560mmHg）4.在靜止的同—種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上

與

之和為常數(shù)。(位能，靜壓能)5。轉(zhuǎn)子流量計讀取方便，精確，流體阻力，不易發(fā)生故障；需 安裝.（小，垂直）6。米糠油在管中作流動，若流量不變，管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的______倍。（2）7.米糠油在管中作層流流動,若流量不變，管徑、管長不變，油溫升高，粘度為原來的1/2，則摩擦阻力損失為原來的 8。米糠油在管中作層流流動，若流量不變,管長不變，管徑增加一倍,則摩擦阻力損失為原來的_____倍.（1/16）9.實際流體在直管內(nèi)流過時，各截面上的總機(jī)械能 守恒，因?qū)嶋H流體流動時有 (不，摩擦阻力)10.任何的過程速率均與該過程的推動力成

比，而與其阻力成

比.(正，反)11。在離心泵吸入管底部安裝帶吸濾網(wǎng)的底閥，底閥為 .（逆止閥)12. 是為了防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi),損壞葉輪的葉片或妨礙泵的正常操作。(濾網(wǎng)）13.離心泵工作時流體流速與壓力的變化為：常壓流體流體被甩出后(

)機(jī)械旋轉(zhuǎn)(

)逐漸擴(kuò)大的高壓流體(低速流體、高速流體）14.泵的穩(wěn)定工作點(diǎn)應(yīng)是 特性曲線與15。產(chǎn)品樣本上離心泵的性能曲線是在一定的

特性曲線式M的交點(diǎn).(管路,泵或H-q）下，輸送 時的性能曲線.（轉(zhuǎn)速，20℃的水或水)16.用離心泵向鍋爐供水，若鍋爐中的壓力突然升高，則泵提供的流量_____，揚(yáng)程_________。（減少;增大）17。根據(jù)操作目的（或離心機(jī)功能），離心機(jī)分為過濾式、 和 三種類型。（沉降式、分離式）18.常速離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)是根據(jù)

19.某設(shè)備進(jìn)、出口的表壓分別為-12kPa和157kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01。3kPa,試求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓力差為多少Pa.（答：—169kPa）PP

P

12157169kP1.在連續(xù)穩(wěn)定的不可壓縮流體的流動中，流體流速與管道的截面積(A)關(guān)系.A．反比 B.正比 C.不成比2.當(dāng)流體在園管內(nèi)流動時，管中心流速最大,層流時的平均速度與管中心的最大流速的關(guān)系為（B)。A.u＝3/2u3。湍流的特征有(C）.

B。u＝1/2u

C。u＝0.8uA.流體分子作布朗運(yùn)動中 B。流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動毫無規(guī)則，且不斷加速C.流體質(zhì)點(diǎn)在向前運(yùn)動中，同時有隨機(jī)方向的脈動D.流體分子作直線運(yùn)動4.微差壓計要求指示液的密度差（C).A.大 B.中等 C。小 D。越大越好5。水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小后,其水流量、摩擦系數(shù)、管道總阻力損失將分別處于（D)。A.增大、減小、不變 B。減小、增大、增大C。增大、減小、減小 D.減小、增大、不變6．當(dāng)不可壓縮理想流體在水平放置的變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時,在管子直徑縮小的地方，其靜壓力(A）。A.不變 B。增大 C。減小 D。不確定7．水在內(nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動，若水的質(zhì)量流量保持恒定,當(dāng)水溫度升高時，Re值將（C）。A.變大 B。變小 C.不變 D。不確定8．層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（D)。A.湍流流速大于層流流速

B.流動阻力大的為湍流，流動阻力小的為層流C.層流的雷諾數(shù)小于湍流的雷諾數(shù)D。層流無徑向脈動,而湍流有徑向脈動9．在流體阻力實驗中，以水作工質(zhì)所測得的直管摩擦阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系不適用于（B)在直管中的流動。A。牛頓型流體 B.非牛頓型流體 C.酒精 D?？諝?0。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(D）。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11。離心泵停止操作時，宜(A）。A.先關(guān)出口閥后停電 B.先停電后關(guān)出口閥C。先關(guān)出口閥或先停電均可D.單級泵先停電，多級泵先關(guān)出口閥12.離心泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是指（B）.A。功率最大時的揚(yáng)程 B.效率最高時的揚(yáng)程C。泵的最大揚(yáng)程 D.最大流量時的揚(yáng)程13。泵安裝地點(diǎn)的海拔越高,其（C）.A.大氣壓力就越高,允許吸上真空高度就越高B.大氣壓力就越高，允許吸上真空高度就越小C。大氣壓力就越低,允許吸上真空高度就越小D.大氣壓力就越低,允許吸上真空高度就越大14.噴射泵是利用流體流動時（A）的相互轉(zhuǎn)換來吸送流體.A。動能和靜壓能B.動能和位能C。靜壓能和位能15。在一定流量下,流體在并聯(lián)管路中作穩(wěn)定連續(xù)流動，當(dāng)并聯(lián)管路數(shù)目愈多,則(C）。A。流體阻力損失越大 B.流體阻力損失越小C.流體阻力損失與并聯(lián)管數(shù)無關(guān)16。在法定計量單位制種,粘度的單位（D）。A.cP B.P C.g/（cm·s) D。Pa·s17。以下表達(dá)式中正確的是（B).A.過濾速率與過濾面積A成正比 B。過濾速率與過濾面積平方A2成正比C。過濾速率與所得濾液體積V成正比

D。過濾速率與虛擬濾液體積V成反比18沉降速度在斯托克斯區(qū)即層流區(qū)，說明（C）.A。粘性阻力、形體阻力都起作用 B。粘性阻力、形體阻力都不起作用C。粘性阻力起主要作用 D.形體阻力起主要作用1。離心泵與往復(fù)泵通?？刹捎媚男┓绞竭M(jìn)行流量調(diào)節(jié)？答:離心泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)通常有三種方法，即改變閥門的開度，改變泵的轉(zhuǎn)速與切削葉輪調(diào)節(jié)。往復(fù)泵流量調(diào)節(jié)通常采用改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)活塞往復(fù)的次數(shù)，旁路調(diào)節(jié)。2．當(dāng)離心泵啟動后不吸液，其原因主要有哪些？答:離心泵啟動后不吸液可能的原因：①由于灌液不夠或底閥、泵殼密封不嚴(yán)密而漏液．使泵內(nèi)存有空氣發(fā)生氣縛現(xiàn)象；②底閥或吸入管路堵塞；②安裝高度過高（氣蝕）：④電機(jī)接線不正確致使葉輪反轉(zhuǎn)。3.食品廠中應(yīng)用靜力學(xué)基本方程式的方法有哪些?寫出用液柱高度表示的公式?答：①壓力測量⑴U型管壓差計，⑵斜管壓差計,⑶微差壓計；②液面測量;③確定液封高度。由靜力學(xué)基本方程式

pp0gh可得液柱高度表示的公式為：

pp04。雷諾準(zhǔn)數(shù)的物理意義及判斷流動類型？答:物理意義：慣性力與黏性力之比。判斷類型：Re≤2000時，為層流；Re≥4000時，為湍流;Re在2000—4000為過渡流.5.看圖解釋流體輸送適宜管徑選擇?答：要考慮到總費(fèi)用最省的原則.一般來講，管徑越大，流速越小，流阻也越小，所需泵功率會越小,動力費(fèi)越小；隨著管徑增大，動力費(fèi)減少。但管徑增大,購買鋼管的設(shè)備費(fèi)投入會增大。所以，應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計需要，選用總費(fèi)用最省的管徑，即適宜管徑.6.離心泵工作原理?答：先將泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體。啟動泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下,液體沿著葉片間的通道從葉輪中心進(jìn)口處被甩到葉輪外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面逐漸擴(kuò)大,大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能.于是液體以較高的壓力，從壓出口進(jìn)入壓出管，輸送到所需的場所。當(dāng)葉輪中心的液體被甩出后，泵殼的吸入口就形成了一定的真空,外面的大氣壓力迫使液體經(jīng)底閥吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，填補(bǔ)了液體排出后的空間。這樣，只要葉輪旋轉(zhuǎn)不停，液體就源源不斷地被吸入與排出。7.離心泵“氣縛"現(xiàn)象？答：離心泵若在啟動前未充滿液體，則泵殼內(nèi)存在空氣。由于空氣密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。此時，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi).雖啟動離心泵，但不能輸送液體。8。為什么濾餅過濾開始時,濾液有一點(diǎn)混濁,過一段時間才會轉(zhuǎn)清？答:當(dāng)懸浮液中顆粒含量較多（體積〉1％)、顆粒尺寸比過濾介質(zhì)孔徑小時，過濾開始會有部分顆粒進(jìn)入過濾介質(zhì)孔道里,迅速發(fā)生“架橋現(xiàn)象”。也會有少量顆粒穿過過濾介質(zhì)而與濾液一起流走。隨著濾渣的逐漸堆積，過濾介質(zhì)上面會形成濾餅層。此后,濾餅層就成為有效的過濾介質(zhì)而得到澄清的濾液.第二部分熱量傳遞（傳熱、制冷)1。對流傳熱:通過流體內(nèi)分子的定向流動和混合而導(dǎo)致熱量的傳遞。2.自然對流：若流體的運(yùn)動是由于流體內(nèi)部冷、熱部分的密度不同而引起的。3。熱通量：單位時間、單位面積所傳遞的熱量.或熱流量與傳熱面積之比。4。錯流：參與換熱的兩流體在傳熱面的兩側(cè)分別彼此呈垂直方向流動。5.熱交換：兩個溫度不同的物體由于傳熱,進(jìn)行熱量的交換。6。穩(wěn)定恒溫傳熱：兩種流體進(jìn)行熱交換時，在沿傳熱壁面的不同位置上，在任何時間兩種流體的溫度皆不變化。7。制冷因數(shù)ε：制冷量與所耗外功之比。8。載冷劑(冷媒）：用于將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量傳給被冷卻物體的中間介質(zhì)。9。凍結(jié)速率：凍結(jié)始溫和凍結(jié)終溫之差與凍結(jié)時間比值。10.凍結(jié)速度:食品表面到中心間的最短距離與達(dá)到10℃后中心溫度降到冰點(diǎn)所需時間之比。1.________________（αAΔ,W/m）2.傅立葉定律是單位時間內(nèi)的傳熱量與垂直于熱流方向的導(dǎo)熱截面面積和溫度梯度成 .（正比）3。寫出換熱基本方程 4.當(dāng)換熱器的傳熱量及總傳熱系數(shù)一定時,采用_

操作,所需的傳熱面積較小。(逆流）5.冷、熱氣體在間壁換熱器中換熱，熱氣體進(jìn)口溫度200℃，出口溫度120℃，冷氣體進(jìn)口溫度50℃，兩氣體物性數(shù)據(jù)可視為相同，不計熱損失時，冷氣體出口溫度為 6。冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為90℃,出口溫度為50℃，冷水進(jìn)口溫度為15℃，出口溫度為53℃，冷熱水的流量相同，則熱損失占傳熱量的 7?？倐鳠嵯禂?shù)K值有三個來源: 、 和計算.（選取經(jīng)驗值、實驗測定K值)8.熱源溫度愈低,冷源溫度愈高,制冷因數(shù)越_______。(大）9。制冷劑的放熱量包括冷卻、 、 10。一般凍藏食品溫度在_____ 11。食品冷凍時_______ _12若流體內(nèi)部有溫度差存在：當(dāng)有動傳時必有_ .1。熱量傳遞的基本方式是（D）.A.恒溫傳熱和穩(wěn)態(tài)變溫傳熱; B.導(dǎo)熱給熱和熱交換;C.氣化、冷凝與冷卻； D.傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱與輻射傳熱2.穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，各層界面間接觸均勻，第一層兩側(cè)溫度120℃和80℃，第三層外表面溫度為40℃，則第一層熱阻R和第二、三層熱阻R、R的大小為（C）。1 2 A。R〉(R+R） C。R=（R+R）D。無法比較1 23 1 23 1 233。對流傳熱流量=系數(shù)×推動力,其中推動力是（B）。A。兩流體的溫度差 B.流體溫度和壁溫度差C。同一流體的溫度差 D。兩流體的速度差1 2 1 1 2 1 A。λ〉λ B。λ<λ C。λ=λ D.無法確定1 2 1 2 1 5.對一臺正在工作的列管式換熱器，已知α＝116w/m2.K，α＝11600w/m2.K,要提高傳熱系數(shù)(K），1 A.設(shè)法增大α B.設(shè)法增大α C.同時增大α和α1 2 1 6。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(shè)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(C）。A.用水量W＞W(wǎng)，所需傳熱面積A＝A1 2 1 C。用水量W＞W(wǎng)，所需傳熱面積A＜A1 2 1

B。用水量W＜W，所需傳熱面積A＞A1 2 1 D。用水量W＝W,所需傳熱面積A＜A1 2 1 7.低溫（深度）冷凍是指在（D）。A.0℃以下的 B。-18℃以下的 C.-100℃以上的D。-100℃以下的8。衡量制冷機(jī)工作的標(biāo)準(zhǔn)是(A)。A.制冷因數(shù) B.制冷劑 C。制冷量.1。簡述傳導(dǎo)傳熱、對流傳熱和輻射傳熱，三者之間有何不同？傳導(dǎo)熱是固體或靜止流體的分子運(yùn)動或分子振動傳遞熱量.對流傳熱則是流體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對位移來傳遞熱量。輻射傳熱是高溫物體以電磁波形式向空間發(fā)射能量來傳遞熱量.2.房屋采暖時的暖氣裝置為什么通常放在下部，而空調(diào)制冷裝置卻安放在房間的上部？答：一般房間室內(nèi)換熱通常用自然對流給熱方式,而自然對流給熱的效果與換熱面的位置有關(guān)。采暖時由于熱空氣的氣體受熱后體積膨脹且密度減小。因此熱空氣向加熱面上方流動；同時冷空氣因密度大于熱空氣而下降至加熱面附近,即在加熱面上方的較大空間有利于產(chǎn)生較強(qiáng)的自然對流，從而增加對流給熱效果。同理,空調(diào)等制冷裝置安放在房間上部的原因也是增強(qiáng)自然對流效果。3。影響對流傳熱系數(shù)的主要因素？答：①流體的狀態(tài)：液體、氣體、蒸汽及在傳熱過程中是否有相變化。有相變化時對流傳熱系數(shù)比無相變化時大的多；②流體的物理性質(zhì)：影響較大的物性有密度ρ、比熱Cp、導(dǎo)熱系數(shù)λ、粘度μ等；③流體的流運(yùn)狀況：層流、過渡流或湍流;自然對流，強(qiáng)制對流；④傳熱表面的形狀、位置及大小:如管、板、管束、管徑、管長、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。4。簡述食品冷凍機(jī)理？答:①在0℃以下低溫，微生物生命活動顯著受抑制,防食品腐敗；②氧化和酶反應(yīng)速度顯著下降；③水分活度降低。5.試述對流傳熱的機(jī)理？答：熱流體流過管道時，在湍流主體中,流體劇烈攏動，形成漩渦,使質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈混合而交換熱量，溫度較均勻,幾乎不存在溫度梯度;但在緊靠管壁，有一層很薄的作層流流動的流體層(層流底層）,在這層薄層內(nèi)，熱量傳遞以導(dǎo)熱方式進(jìn)行，從微觀上言,是靠分子傳遞.由于流體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，故熱阻絲要集中層流底層內(nèi)。對管內(nèi)層流流動，熱量傳遞也是主要靠導(dǎo)熱.但由于溫度存在（軸向的,徑向的），有密度差，會引起質(zhì)點(diǎn)的對流,比較復(fù)雜。6.換熱器的散熱損失是如何產(chǎn)生的？應(yīng)如何來減少此熱損失？答：由于換熱器外壁面溫度往往高于周圍外界空氣的溫度，外壁面不斷通過對流和輻射傳將熱量傳給換熱器周圍的空氣而散失，即產(chǎn)生散熱損失。為了減少散熱損失，一般在換熱器外壁面上包上一層（或兩層）導(dǎo)熱系數(shù)較小的絕熱材料（或不同的兩種導(dǎo)熱系數(shù)較小的絕熱材料),使傳熱熱阻增大,外壁面溫度降低，從而減小了散熱損失.第三部分質(zhì)量傳遞（干燥、傳質(zhì)、蒸餾、萃取、膜分離）1.質(zhì)量傳遞：因濃度差而產(chǎn)生的擴(kuò)散作用形成相內(nèi)和相間的物質(zhì)傳遞過程.2。介電加熱干燥:是將要干燥的物料置于高頻電場內(nèi),由于高頻電場的交變作用使物料加熱而達(dá)到干燥的目的。3。臨界含水量:物料干燥達(dá)臨界點(diǎn)時的物料含水量.4.比焓：濕空氣的焓為干空氣的焓和水汽的焓之和?；蚍Q濕空氣的熱含量。5。干燥的表面汽化控制:物料中水分表面汽化的速率小于內(nèi)部擴(kuò)散的速率.6。分子擴(kuò)散:單相內(nèi)存在組分的化學(xué)勢差,由分子運(yùn)動而引起的質(zhì)量傳遞.7。費(fèi)克定律：單位時間通過單位面積物質(zhì)的擴(kuò)散量與濃度梯度成正比。8。揮發(fā)度：達(dá)到相平衡時，某組分在蒸汽中的分壓和它在平衡液相中的摩爾分率之比。9.超臨界流體：物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓力以上狀態(tài)時，向該狀態(tài)氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大,具有類似液態(tài)性質(zhì)，同時還保留氣體性能.10.萃?。菏谷軇┡c物料充分接觸，將物料中的組分溶出并與物料分離的過程?；蚶没旌衔锔鹘M分對某溶劑具有不同的溶解度，從而使混合物各組分得到分離與提純的操作過程。1。相對濕度φ:0≤φ≤1，φ越 ，空氣吸濕的能力越強(qiáng),越干燥.（小)2.物料的干燥過程是屬于 和 相結(jié)合的過程.（傳熱、傳質(zhì)）3。干燥操作中,不飽和濕空氣經(jīng)預(yù)熱器后濕度 ，溫度 4。在干燥操作中,物料中所含小于平衡水分的水分，稱為 。(不可去除水分）.5。密度、 和 是超臨界流體的三個基本性質(zhì)。(黏度、擴(kuò)散系數(shù)）6.

介于超濾和反滲透之間一種膜分離技術(shù).（納濾）7.納濾是以 為推動力的膜分離過程,是一個不可逆過程。（壓力差）8.常見傳質(zhì)過程是_______引起。(濃度差）9.超臨界狀態(tài)既不是氣體也不同于液體，屬于

10。精餾過程就是利用混合液的各組分具有不同的 ,利用多次部分 、多次部分 的方11。在濕空氣的焓—濕圖中, 線以下的區(qū)域?qū)Ω稍锊僮鳠o意義。(飽和空氣）12。超臨界流體的密度接近于 狀態(tài)。(液體)1.當(dāng)物料含水量x大于臨界含水量x時，屬（D).A。干燥速率為零 B。內(nèi)部擴(kuò)散控制C。降速干燥階段 D。恒速干燥階段2.由濕球溫度方程可知濕球溫度T為（B)。A.干球溫度、露點(diǎn)的函數(shù) B。干球溫度、濕度的函數(shù)C。濕球溫度、濕度的函數(shù) D。濕球溫度、露點(diǎn)的函數(shù)3.對于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對濕度愈低時，其濕球溫度(C).A.愈高 B。不變 C.愈低 D。不一定，尚與其它因素有關(guān)4。在一定溫度下，物料的結(jié)合水與非結(jié)合水的劃分，取決于(A）。A.物料的性質(zhì) B.空氣的狀態(tài)C.空氣的狀態(tài)和物料的性質(zhì)共同決定 D。與影響因素有關(guān)5.在焓濕圖上,已知濕空氣的下列哪兩個參數(shù)，可以查得其它未知參數(shù)（A）。A.（H，T)6。蒸餾操作屬于（B）

C.（pA。傳熱 B.傳熱加傳質(zhì) C。傳質(zhì)7。超臨界萃取時的傳質(zhì)速率(A）其處于液態(tài)下的溶劑萃取速率。A.大于；B。小于;C。等于。8。超濾是利用孔徑（C)的超濾膜來過濾含有大分子物質(zhì)或微細(xì)粒子的溶液，使大分子物質(zhì)或微細(xì)粒從溶液中分離出來。A.100μm； B.0.02~10μm； C。0。001～0。02μm。9。傳質(zhì)過程的阻力是（A）。A。擴(kuò)散阻力 B。熱阻 C.磨擦阻力1。濕空氣的干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)在什么情況下相等，什么情況下不等？答：對于飽和的濕空氣T＝T

＝T

；對于不飽和的濕空氣T＞T＞T。w 2。測定濕球溫度時，當(dāng)水的溫度不同時，對測量結(jié)果有無影響？為什么？答:無影響.若水溫等于空氣球溫度時，則由于濕紗布表面的水分汽化而使其水溫下降；若水溫高也會降溫(一方面供給水分汽化需要熱量,一方面散熱至空氣中）；若水溫低則水分汽化需要的熱量就會從空氣吸熱，最終都會達(dá)到濕、熱平衡.3。在對流干燥過程中,為什么說干燥介質(zhì)—濕空氣既是載熱體又是載濕體？以便使干燥能穩(wěn)定連續(xù)地進(jìn)行。故濕空氣在干燥過程中起到供熱、去濕的作用。因此稱濕空氣既是載熱體又是載濕體.4。簡要說明對流干燥過程是一傳熱過程,又是一傳質(zhì)過程？答：濕空氣預(yù)熱可提高載熱載濕的能力（濕含量不變,溫度增加，相對濕度下降,傳熱傳質(zhì)推動力加大）。熱空氣傳熱給濕物料是一個傳熱過程，濕物料中的濕分汽化擴(kuò)散至氣體主體是一個傳質(zhì)過程。5．如何強(qiáng)化干燥過程？答:強(qiáng)化干燥過程要依據(jù)干燥的不同階段而采取不同的措施。在等速干燥階段．要使干燥速率提高,其措施有：增大熱空氣的溫度、降低其濕度：增大熱空氣的流速；改變其接觸方式（如垂直流過物料層效果比平m100012202.52222.5kg 0.053 在降速干燥階段，主要通過改變物料的尺寸（變?。?、厚度（減?。┗?qū)⑽锪铣浞址稚⒂跉饬髦衼碓龃笃淦⒐虄上嗟慕佑|面積或加強(qiáng)攪拌等措施來提高干燥速率。6．濕物料經(jīng)干燥后達(dá)不到產(chǎn)品含水量的要求（偏高）,你認(rèn)為應(yīng)采取什么措施來解決它?答：若在等速干燥階段達(dá)不到含水量要求,可適當(dāng)提高熱空氣的溫度或降低其濕度,或采用加大氣流速度等措施來強(qiáng)化干燥過程，使物料含水量達(dá)到要求.若在降速干燥階段達(dá)不到含水量要求,則應(yīng)想法改變汽、固兩相接觸方式，如加強(qiáng)物料層攪拌或改變物料的大?。ㄗ冃?、減?。┑葋磉_(dá)到。當(dāng)然延長干燥時間也是解決方法之一,但這不是好方法,因為這樣做會使產(chǎn)量減小。7.對萃取法與蒸餾法提取應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行比較？答:①萃取法用于混合物中各組分沸點(diǎn)接近或形成恒沸物，用一般蒸餾法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)；②萃取法用于溶質(zhì)的濃度很低且為難揮發(fā)組分,用蒸餾法所消耗的熱量很大；③萃取法可用于熱敏性混合物的分離，用蒸餾法易受熱破壞。8.對萃取法與蒸餾法二者進(jìn)行比較？答：都是傳質(zhì)過程，蒸餾法適用于液體，萃取法適用于液體和固體。①蒸餾法：分離液體混合物,是利用溶液中各組分蒸汽壓的差異,即各組分在相同的壓力、溫度下,其揮發(fā)性能不同(或沸點(diǎn)不同）來實現(xiàn)分離目的?；蛘哒f利用液體混合物各組份沸點(diǎn)（或揮發(fā)度）不同，將物質(zhì)多次部分氣化與部分冷凝，從而使液體混合物分離與提純的過程.②萃取法:使溶劑與物料充分接觸，將物料中的組分溶出并與物料分離的過程?；蛘哒f利用混合物各組分對某溶劑具有不同的溶解度，從而使混合物各組分得到分離與提純的操作過程。1。[緒論習(xí)題-2］將固形物含量為14%的碎果在混合器中與糖和果膠混合,質(zhì)量比例為碎果∶糖∶果膠=1∶1。22∶0.0025。然后將混合物蒸發(fā)得固形物含量67％的果醬.對1000kg的碎果進(jìn)料，可得多少果醬，蒸出水多少千克。(答:果醬2033.58㎏和蒸出水188.92㎏）解:加入的總物料質(zhì)量為:m1000110001.2210000.0025糖 設(shè)混合蒸發(fā)后得到的果醬為m醬總物料衡算：m醬＋W2222.5固形物衡算：m67 醬答：可得果醬2033.58㎏和蒸出水188.92㎏。2。[習(xí)題1-4］某一套管換熱器，其內(nèi)管為Φ33.5×3。25mm外管為Φ60×3.5mm。內(nèi)管流過密度為1150kg/m3，流量為5000kg/h鹽水.管隙間流壓力（絕壓）為0。5MPa，平均溫度為0℃，流量為160kg/h的氣體.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體密度為1。2kg/m3,試求液體和氣體的流速分別為若干m/s？（答：U=2。11m/s；U=5.69m/s）解：d33.53.25227mm，d 603.5253mm;內(nèi) m/ 對液體：ul l l 2.11ms1；l 4 對氣體：1P1 0P1 5.92kgm3， P 1 P 1.013251050 0 AAA d2D2 20.03352 4

，

g

gggg

g

1.321035.92

。d答:液體流速為2.11m/s，氣體流速為5.69m/sm.3.［習(xí)題1—9]已知水在管中流動。在截面1處的流速為0.5m/s。管內(nèi)徑為0。2m,由于水的壓力產(chǎn)生水柱高為1m;在截面2處管內(nèi)徑為0.1m。試計算在截面1、2處產(chǎn)生水柱高度差h為多少?（忽略水由1到2處的能量損失)(答:0.191m）解：u

d2 0.5

，對截面1與截面2列伯努利方程:2g

P

2g

P2

P

P u2_u222 2g

,PP

P

gh，h

P

PP1

u2_u22 2g

220.52

0.191m。答:水柱高度差h為0.191m。

Pa·s，ρ=998.2kg/m3以27m3/h的流量流過規(guī)格為ф88。5×4mm，長度為100m的鋼管，判定水的流型？若λ=0。0261,求所產(chǎn)生的阻力損失。(答:為湍流，阻力損失35J/kg.，或壓頭損失3。57m，或壓力損失1。34×104Pa）解：①先判定流型：管內(nèi)徑d=88.5－4×2=80.5mm=0.0805muV

27/36001.47 0.7850.08052 1.18105 Re＞4000,為湍流1.005103②H

lu2

0.0261

35J/kg或h

lu2d2g

0.0261

1001.472

.或P

h

lu2

0.0261

13397.58Pa1.34104PaZZ0g00Z1g44du式中式中u0，P ，hf0.5m水柱， 20.3kPa答：為湍流，阻力損失35J/kg。5。[1—11］在圖示裝置中，出水管直徑為ф57×3.5mm.當(dāng)閥門全閉時，壓力表讀數(shù)為30.4kPa，而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至20.3kPa,設(shè)總壓頭損失為0.5m（水柱）,求水的流量為若干m3/h?(答：22.8m3/h)解：取水面為00截面，壓力表處為11截面，以壓力表管中心線為基準(zhǔn)面。故P當(dāng)閥門全關(guān)閉時:P30.4kPa，由流體靜力學(xué)原理得：P P

0，Z

0。

0

P1

30.4103

，當(dāng)閥門打開后，在00截面與11截面間列伯努利方程：

P u200 Z 2g

P u211 h 2g

6。

0 u3.22ms11 573.523.22qAu 360022.8m3h1 答:水的流量為22。8m3/h[2-1］某離心泵以15℃的水進(jìn)行性能試驗，體積流量為540m3/h，泵出口壓力表的讀數(shù)為350kpa，泵入口真空表的讀數(shù)為30kpa。若壓力表和真空表測壓截面間的垂直距離為350mm，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為解：q540m3h10.15m3s1，2

2

2

，1

1

2

,Hh

u2u22 2g

P P u2u2122 2g350103 301030.3510009.810009.8

1.9921.56

39.2m。答：泵的揚(yáng)程。39。2m7。[2-3]某離心泵的額定流量為16.8m3/h,揚(yáng)程為18

m。試問此泵是否能將密度為1060

kg/m3，流量為15m3/h的流體的液體，從敞口貯槽向上輸送到表壓為30kPa的設(shè)備中,敞口貯槽與高位設(shè)備的液位的垂直距離為8.5m。已知管路的管徑為Ф75.5mm×3.75mm，管長為124m(包括直管長度與所有管件的當(dāng)量長度）,摩擦因數(shù)為0。03.（答:此泵可用)解：解：uq0.07550.0037523600qq(hh2)qmCC t1) (t ttt b 0.129.1C Q 105.27

415

HZ

P

lu2d2g

8.5

3010310609.8

0.03

1241.1520.06829.8

15.1m18m答：離心泵的送液能力和揚(yáng)程都大于管路系統(tǒng)所要求的,故此泵可用。8.[緒論習(xí)題-4]在空氣預(yù)熱器中用蒸汽將流量1000kg/h,30℃的空氣預(yù)熱至66℃，空氣的平均比熱容為:h

583.76kJ/kg）.求蒸汽消耗量。(答:蒸汽消耗量16.76kg/h.）1 解:t30C和t66C間空氣的平均比熱容：C1.005kJ/kgK1 2 T143.4C,T138.8C的水蒸氣比焓：h＝2742.1kJ/kg;h583.76kJ/kg1 2 1 在無損失時，熱流體的放熱速率應(yīng)等于冷流體的吸熱速率,即： 1 q 2 1 hh 1 答：蒸汽消耗量16.76kg/h。

9。[例題]某冷庫壁內(nèi)外層磚壁厚各為12㎝，中間夾層填以絕熱材料厚10㎝.磚的導(dǎo)熱系數(shù)為0。7W/（mK）,絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)0.04W/（mK）.墻的外表面溫度為10℃，內(nèi)表面溫度為—5℃。試求進(jìn)入冷庫的熱流密度及絕緣材料與磚墻兩接觸面的溫度。（答:與磚墻兩接觸面的溫度分別為9.1℃和-4.1℃.）1 4 13 2 1 3 tt 10(5)Q 1 4 5.27 (W/m2)b b b 0.12 0.10 0.121 2 0.70 0.04 0.70 1 2 2 1 b ttQ29.15.27 答:該冷庫壁的溫度降主要在絕熱材料層發(fā)生，與磚墻兩接觸面的溫度分別為9.1℃和—4。1℃。10.[例題]在φ60×3。5mm的鋼管外包有兩層絕熱材料，里層為40mm的氧化鎂粉，平均導(dǎo)熱系數(shù)λ=0。07W/。15W/(熱損失191W/m,保溫層界面的溫度132℃）解:已知r0.06020.003520.0265m，r0.02650.00350.03m1 r0.030.040.07m，r0.070.020.09m3 1。每米管長的熱損失2ttQq 1 1 r r rln2 ln3 ln4 r r r1 1 2 2 3 q11 0 . . 0 0

2。保溫層界面溫度t2tt3q 1 r 1 rln2 ln3 r r 解得：t=132℃

191

145

23.14(500t3)0.03 1 0.07ln 0.0265 0.07 0.03cc(tt2)答:保溫層界面溫度132℃.11。[例5—7］現(xiàn)用一列管式換熱器加熱原油,原油在管外流動，進(jìn)口溫度為100℃,出口溫度為160℃;某反應(yīng)物在管內(nèi)流動,進(jìn)口溫度為250℃，出口溫度為180℃。試分別計算并流與逆流時的平均溫度差。 tt 解:并流t 2 tt 逆流t 1 2 t ln 1 t 答:逆流時的平均溫度差85℃比并流時65℃大。

1502065C 85C12.[例5-8]用刮板式換熱器冷卻蘋果醬,蘋果醬質(zhì)量流量為50kg/h,比熱容為3187J/kgK,進(jìn)口溫度為80℃,出口溫度為20℃。套管環(huán)隙逆流通冷水，比熱容為4186J/kgK，入口溫度為10℃，出口溫度為17℃。傳熱系數(shù)K為568W/m2K.求需要的冷卻水流量;與并流進(jìn)行換熱平均溫差及換熱面積比較。（答:冷卻水流量326kg/h;逆流△t=28。8℃，換熱面積0.162m2;△t=21。3℃,換熱面積0。22m2） 解：1。先求傳熱量：Qq

503187(8020)9.56106J/h2660WQ冷卻水流量：q pc 2。逆流時熱流體T：80→20冷流體t：17←10

9.561064186(1710)

326kg/h

Δt:6310

28.8C或K

Q

266056828.8

0.162m23。并流時熱流體T：80→20冷流體t：10→17

Δt:70

703

21.3C或K

60

22m2答：冷卻水流量326kg/h;逆流△t

=28。8℃，換熱面積0。162m2；并流△t=21.3℃，換熱面積0。逆流比并流時的平均溫度差大，所需換熱面積較小。13.[例7—2]有一連續(xù)干燥器，要求將1200kg/h濕基含水量為10％的濕物料減至2%.干燥介質(zhì)為空氣，進(jìn)入干燥器時濕含量0.008kg/kg，離開干燥器0。05kg/kg.求:（1）水分蒸發(fā)量Ｗ;(2）空氣消耗量 Ｌ;(3)干燥產(chǎn)品量.(答:水分蒸發(fā)量98kg/h，干燥空氣用量2330kg/h，干燥產(chǎn)品量1100kg/h）解:(1)水分蒸發(fā)量ＷwwWG 2120011w（2)干燥空氣用量Ｌ

0.100.0210.02

98kg/hG1(11)G2(12)，G1600.0370.005解：⑴解：⑴WV(HH1)8000(0.030.01)160kgh1，⑵在理論干燥器中，⑵在理論干燥器中，II1,AXX 需需7小時.已知物料的臨界含水量為 X*0.05kg.kg ，平衡含水量為 1干物料.問繼續(xù) 0.16kg .kg X 1干物料解：解： X)ln ]7 [(X * 0 L 2.33103kg/hHH 0.050.008 （3）干燥產(chǎn)品量G2 GG 11200 1.10103kg/h 11w 答：水分蒸發(fā)量98kg/h,干燥空氣用量2330kg/h，干燥產(chǎn)品量1100kg/h14.［9—9]常壓下，空氣在溫度為20℃、濕度為0.01kg/kg的狀態(tài)下被預(yù)熱到120℃后進(jìn)入理論干燥 器，廢氣出口的濕度為0。03kg/kg。物料的含水量由3。7%干燥至0。5％（均為濕基）。干空氣的流量 為8000kg/h。試求：⑴每小時加入干燥器的濕物料量;⑵廢氣出口的溫度。（答：4975kg/h，68.9℃）物料衡算：G GW，C 1 得：WG 2，GW 11 10.005G 4975kgh1;解得廢氣出口溫度t68.9C.答：每小時加入干燥器的濕物料量4975kg/h,廢氣出口的溫度68.9℃15。［例7-4]濕物料在恒定干燥條件下在5h內(nèi)由干基含水量35％降至10%。如果物料的平衡含水量為4%(干6%時間7。1h.）解:已知x=0。35，x=0.10