李云飛版食品工程原理第四章課后習(xí)題答案

4.3習(xí)題解答【4-1】用光滑小球在粘性流體中自由沉降可測(cè)定該液體的粘度。測(cè)試時(shí)用玻璃筒盛滿待測(cè)液體，將直徑為6mm的鋼球在其中自由沉降，下落距離為200mm，記錄鋼球的沉降時(shí)間?，F(xiàn)用此法測(cè)試一種密度為1300kg/m3的糖漿，記錄的沉降時(shí)間為秒，鋼球的比重為，試求此糖漿的粘度。解：H0.2m小球的沉降速度ut0.0273m/s7.32s設(shè)在斯托克斯區(qū)沉降，那么由斯托克斯定律：d()g(0.006)2(79001300)9.814.74(Pas)pp18u180.0273tdu0.0060.027313000.0451校核：算出顆粒雷諾數(shù)Re=ppt4.74屬斯托克斯沉降。上述計(jì)算有效。∴糖漿的粘度為【4-2】某谷物的顆粒粒徑為4mm，密度為1400kg/m3。求在常溫水中的沉降速度。又假設(shè)此谷物的淀粉粒在同樣的水中的沉降速度為，試求其粒徑。解：（1）：d=4mm，ρ=1400kg/m3，μ·spp假設(shè)谷物顆粒在滯流區(qū)沉降d2g(4103)2(14001000)9.81180.001那么utpp3.49(m/s)18du41033.4910001.401041但Rept0.001p∴假設(shè)不成立又假設(shè)顆粒在湍流區(qū)沉降4103(14001000)9.810.218(m/s)g1.741000d那么u1.74pptRedu41030.2181000872500此時(shí)pt0.001p∴假設(shè)成立，顆粒沉降速度為m/s(2)ut，假設(shè)沉降發(fā)生在滯流區(qū)18u'180.11030.0012.14105(m)那么d't()g(14001000)9.81ppdu''2.141050.110310000.0021410.001Rep校核：pt∴假設(shè)成立，此谷物的淀粉粒直徑為×10-5m【4-3】氣體中10μm。氣體流量為3000m3/h〔標(biāo)準(zhǔn)態(tài)〕，溫度含有大小不等的塵粒，最小的粒子直徑為為500℃，密度為0.43kg/m3，粘度為×10Pa?s，塵粒的密度為2000kg/m3。今有一降塵室，共有5層，-5求每層的沉降面積。解：設(shè)最小的塵粒在降塵室內(nèi)作滯流沉降，那么有：g(10106)2(20000.43)9.81udp23.0103(m/s)p183.610518tdu101063.01030.433.610413.6105校核：Reppt∴假設(shè)成立標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下T=0℃=273K，V=3000m3/h根據(jù)可得：1T1TVV773273T1=500℃=773K時(shí)，T13000/3600VV2.36(m3/s)即：×10-3×A×51T設(shè)降塵室每層的沉降面積為A，依題意可得V1=uAnt∴m2【4-4】上題的含塵氣體假設(shè)采用標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器別離，試計(jì)算用4臺(tái)并聯(lián)操作時(shí)的設(shè)備尺寸和別離效率。允許的壓降為1780Pa。解：由于允許壓降一般是當(dāng)氣體密度為3時(shí)得出的值，即ρ03時(shí)，Δp0=1780Pa0p根據(jù)p0.43637.8(Pa)00，可得ρ3時(shí)，pp17801.20pui22〔其中=8〕∵對(duì)單臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器有由上題知：qv=V1=m3/s假設(shè)為4臺(tái)并聯(lián)操作，那么每臺(tái)壓降不變，流量為單臺(tái)的1/4，即Δp=637.8Pa，qv=V1/4=m3/s112p2637.8u280.4319.3(m/s)2i又qhBD2vu81/2iD8q/u(80.59/19.3)1/20.495(m)Vi11D50.4953.61025.80106(m)2d0.270.27u()19.3(20000.43)50isd101061.725.80106d50查P325圖4-44得：【4-5】一降塵室長(zhǎng)5m，寬3m，高4m，內(nèi)部用隔板分成20層，用來(lái)回收含塵氣體中的球形固體顆粒，操作條件下含塵氣體的流量為36000m3/h，氣體密度為，粘度為4300kg/m3，試求理論η=68%。塵粒密度為3上能100%除的去最小顆粒直徑。解：降塵室的總面積為A=20×5×3=300m2假設(shè)ut為該降塵室能100%除的去最小顆粒的沉降速度，那么其生產(chǎn)能力為Q=AutQ36000/3600∴utAd2pming設(shè)塵粒在降塵室中進(jìn)行滯流沉降，那么utp18()g18ut180.031030.0332.06105(m)(43000.9)9.81∴dpminpdu2.061050.0330.90.021校核：Re=ppmint0.03103∴假設(shè)成立【4-6】某離心別離機(jī)的有效轉(zhuǎn)鼓高度為，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑為，轉(zhuǎn)速為5400r/min。欲使鼓內(nèi)水中離中心軸距離處的酵母能產(chǎn)生向鼓壁沉降的效果，問(wèn)進(jìn)水流量的最大值為幾何？酵母的直徑為5μm，密度為1150kg/m3，水溫為20℃。解：〔方法一〕該沉降式離心別離機(jī)的結(jié)構(gòu)如下圖。HRARB依題意RA，RB，n=5400r/min=90r/s，，20℃時(shí)，水的密度ρ=998kg/m3，粘度μ=0.001Pa.s酵母由R沉降至R所需的沉降時(shí)間為：ABR18lnRBdt22p停留時(shí)間取與流pA體在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間相同，即酵母的設(shè)備內(nèi)流動(dòng)流體的持留量RRH22流體通過(guò)設(shè)備的流量BAqrV當(dāng)直徑d滿足τ≤τ的酵母p才能產(chǎn)生向鼓壁沉降的效果，此時(shí)處理量q可有下式計(jì)算：VtrqH2dR2R22ppBA18RBRVlnAR2H(2n)2d2pRB2lnpA18RBRA3.140.3(23.1490)2(5106)2(1150998)0.420.042180.0010.4ln0.040.06350.06884.37103(m3/s)〔方法二〕水溫20℃時(shí)，ρ=1000kg/m3，μ=0.001Pa.s設(shè)酵母顆粒在沉降過(guò)程處于層流，那么沉降速度為：2rHudp22rup18grtgr180n5400其中，，當(dāng)時(shí)R30300.041803.1422.7103(m/s)5101150100026u180.001rRedu51062.710310000.01351校核:pr0.001∴假設(shè)成立.2rdrgd∵uurtg故酵母沉降到轉(zhuǎn)鼓壁的時(shí)間d12RrRrgru2g2Rrg2drlnuRrrru0tgtgtgx1x1〔∵x＞0〕lnx2酵母在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間τ等于液體沿軸所走H所需的時(shí)間,即:HuHR2r2HRqqVVr22即根據(jù)別離條件:τ≤τr2Rrru2gRrH22RqV∴tg1g2qRrHdp22p182gv5102(11501000)1803.1420.03Rr13.14(Rr)20.3622180.001當(dāng)R=0.4mqv≤0.03(0.4+0.04)2≈×10-3(m3/s)3/hH或者，那么有g(shù)u2gu2RrlnRrRr22lnqVrtgtg1d2g2qVRr22HppRr18gln(11501000)1803.1421510263.14Rr0.322180.001Rlnr0.0627Rr0.420.042ln0.4220.06274.32103(m3/s)Rlnr0.04【4-7】液體食用油經(jīng)水洗設(shè)備之后，進(jìn)入沉降槽進(jìn)行油1：4，別離后的水相可認(rèn)為絕不含油。料液流量為2t/h，38℃。試求沉降槽的沉降面積〔假定沉降符合斯托克斯定律〕。d，m∶m=1∶4，Q=2t/h，ρ×1000=900kg/m3，38℃時(shí),水的物性參數(shù):ρ=992.9kg/m3，μ×10-4Pa·s-水別離。假定從洗滌器出來(lái)的混和物中，油以球滴出現(xiàn)，滴徑為，物料中油和水的質(zhì)量比為油的相對(duì)密度為，油溫和水溫均為解：：pp油水總查表得間歇式沉降槽的沉降面積可用下式計(jì)算：QA0utQ為生產(chǎn)能力，m/s〔按清液體積計(jì)，在此指水〕3查表得38℃水的ρ≈993(kg/m3)，粘度6.83104Pas依題，Q2103/360044.48104(m3/s)9935d()g(5105)2(900993)9.81p18由Stokes定律2u1.855104(m/s)p186.83104t式中負(fù)號(hào)說(shuō)明油粒是上浮,方向與重力沉降的相反。校核：51051.8551049930.01351Redupt6.83104p屬層流區(qū)，假設(shè)成立。∴4.48104QA02.42(m2)u1.855104t【4-8】某淀粉廠的氣流枯燥器每小時(shí)送出104m3帶淀粉顆?！裁芏葹?.0kg/m3，粘度厘泊〕，用標(biāo)準(zhǔn)型式的旋風(fēng)別離器別離其中的淀粉顆粒。假設(shè)別離器器其他局部尺寸按教材圖4-42中所列比例確定。試估計(jì)理論上可別離的最小顆粒直徑d，并計(jì)算設(shè)備的阻力。1500kg/m3〕的80℃空氣〔密度身直徑D=1000mm，c流體解：標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器各尺寸之間的比例可見P323圖4-42，如以下圖所示。傳統(tǒng)教學(xué)方法是以教為主，B學(xué)生“被動(dòng)聽講”。含淀粉氣“班體級(jí)教學(xué)雖然比以前的個(gè)別教學(xué)提高了效率，但是它無(wú)法適應(yīng)人的個(gè)性和特點(diǎn)?！睂W(xué)生始終處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，造成“要我學(xué)”的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生缺乏主淀粉顆粒標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器h=D/2B=D/4D=D/2H=2D11H=2DS=D/8D=D/422q=104m3/h，D=1000mm=1m，標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)別離器Ne=5，=8v由圖知：B=D/4=1/4=0.25mqhBD2vu8iu8q8104/360022.2(m/s)VD212iNu最小顆粒直徑為9B921050.25d9.3106(m)3.14522.21500ceis設(shè)備的流體阻力，表達(dá)為該設(shè)備的壓強(qiáng)降Δp，p81.022.221971(Pa)u2i22【4-9】果汁中濾渣為可壓縮的，測(cè)得其壓縮指數(shù)為。在表壓為100kPa下由壓濾機(jī)過(guò)濾。最初1小時(shí)可得清汁3，問(wèn)假設(shè)其他條件相同，要在最初1小時(shí)得到3的清汁，要用多大壓力？設(shè)介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)。解：(方法一)由恒壓過(guò)濾方程V22VVeKA22k(p)1sA2當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)阻力V2KA22k(p)1sA2可忽略不計(jì)時(shí)，Ve=0，上式簡(jiǎn)化為：∴ppp1s10.60.4(V1)2Vp1p1p1222223.521001.961962.5Vp0.4p(105)0.40.4122V1∴p5.4105(Pa)〔表壓〕2(方法二)對(duì)過(guò)濾方程dVd積分得：KA22VVeeVVeKA22V2KA2當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)可忽略不計(jì)，即V=0，τ=0，那么可得到：eeV/(A)V22.523.52KK1V2/(A)V122112222又K=2kΔP1-sP1s∴K11KP222.510510.62即3.5P22p∴5.4105(Pa)〔表壓〕2【4-10】用某板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾葡萄糖溶液，參加少量硅藻土作助濾劑。在過(guò)濾表壓100kPa下過(guò)濾頭1h得濾液量8m3。假設(shè)硅藻土是不可壓縮的，且忽略介質(zhì)阻力不計(jì)，試問(wèn)：〔1〕在第2h內(nèi)可得多2〕過(guò)濾2h后用2m3清水〔粘度與濾液相近〕，在同樣壓力下對(duì)濾餅進(jìn)行橫穿洗滌，求洗滌3〕〕假設(shè)濾液量不變，僅將過(guò)濾壓差提高1倍，問(wèn)過(guò)濾時(shí)間為多少？〔4〕假設(shè)過(guò)濾時(shí)間不變，1倍，問(wèn)濾液量為多少？2h，少濾液？〔時(shí)間；〔僅將過(guò)濾壓強(qiáng)提高解：(1)〔方法一〕由恒壓過(guò)濾方程2KA2(1)V821V2122可得1,V11.31m32即V22V22∴ΔV=V-V=11.31-8=3.31m321〔方法二〕將V=8m3,τ=1h代入式(1),得KA2=64112V164283.31(m3)∴ΔV=V-V=1KA22(2)〔方法一〕dVd依題意V=0V=11.31m3e2KA22VVedVKA2211.312.83(m3/h)64那么()Ed2V2dV1dV2.830.71(m/h)()()34dd4wE∴22.83(h)Vw0.71dVwdW〔方法二〕∵洗滌面積為過(guò)濾面積的1/224qVwAA/2Awwdq1dqK4qqKKKAd244V4VAdqWEe4/A16VqwKA/(4V)dqKAw2dW由(1)可得KA2=V2/τ=64,V=V1321611.31∴2.83(h)64w(3)∵濾餅為不可壓縮，∴s=0那么可得K=2kΔpk為常數(shù)與壓差無(wú)關(guān)Kp1∴11Kp22221K又V2KA2，且VV即1(h)那么,122221K221Kp1〔4〕由于壓強(qiáng)提高1倍，11Kp222V2122K12當(dāng)V11.31m3,時(shí)，121VK11.312122V15.99m32即V2【4-11】有一葉濾機(jī)，自始至終在某一恒壓下過(guò)濾某種懸浮液時(shí)，得出如下過(guò)濾方程式：〔q+10〕2=250(t+0.4)。式中q以L/m2表示，τ以min表示。今在實(shí)際操作中，先在5min內(nèi)使壓差由零升至上述壓差，其間過(guò)濾為恒速過(guò)濾，以全部過(guò)濾時(shí)間為20min。試求：〔1〕每一循環(huán)中，每1m2過(guò)濾外表可得多少濾液？〔后用相當(dāng)于濾液總量1/5的水洗滌濾餅，求洗滌時(shí)間〔設(shè)濾餅不可壓縮〕。后那么維持該壓力不變作恒壓過(guò)濾，2〕過(guò)濾q10250(0.4)解：(1)由的恒壓方程：(A)2可得：q=10L/m2，τe=0.4min,K=250L2/m4.mine設(shè)K不變，那么0~5min的恒速過(guò)濾方程為:K即q210q125q2qq2eq10q1255當(dāng)τ=5min時(shí)2∴q625255650525.5520.5(L/m2)0微分(A)式得:2(q+10)dq=250dτ∴有(2q10)dq250q20d20.55q10]250153750∴q=68.4-10=58.4(L/m2)2q20.5(2)∵qdWdqWWdq250dq又2(q10)ddWEE15∴qE250q(q10)58.4(58.410)6.4(min)EE625625W2(q10)E【4-12】在〔2atm〕操作壓力下用板框過(guò)濾機(jī)處理某物料，操作周期為每獲1m3濾液得濾餅0.05m3，操作條件下過(guò)濾常數(shù)×10m2/s，介質(zhì)阻力可忽略，濾餅不可壓縮。試計(jì)2〕假設(shè)選用板框長(zhǎng)×寬的規(guī)格為1m×3〕經(jīng)改良提高了工作1h，那么3h，其中過(guò)濾，濾餅不需洗滌。-5算：〔1〕假設(shè)要求每周期獲0.6m3的濾餅，需多大過(guò)濾面積？〔1m，那么框數(shù)為使上述板框過(guò)濾機(jī)及框厚分別為多少？〔效率，使整個(gè)輔助操作時(shí)間縮短為的生產(chǎn)能力到達(dá)最大時(shí)，其操作壓力應(yīng)提高至多少？0.612(m3)0.05解：(1)V∵V2=KA2τVe=0V12∴A=K(m2)3.31051.53600(2)A=n211A28.43∴n=2==14.2取15個(gè)2Vs=n11Vs0.60.04(m)n15∴(3)V2=V1得K2A2τ2=K1A2τ1由題知s=0,故K∝ΔP1.5202.711∴ΔP=ΔP=≈304(kPa)122【4-13】有一轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)，每分鐘轉(zhuǎn)2周，每小時(shí)可得濾液4m3。假設(shè)濾布阻力忽略不計(jì)，問(wèn)每小時(shí)要獲得5m3濾液，轉(zhuǎn)鼓每？此時(shí)轉(zhuǎn)鼓外的表濾餅厚度為原來(lái)的幾倍？假定所用的真空度不變。分鐘應(yīng)轉(zhuǎn)幾周解：∵濾布阻力忽略不計(jì)時(shí)，QAKn〔m3/s〕〔式中n的單位為r/s〕即Q465AKn〔m3/h〕〔式中n的單位為r/min〕又真空度不變，濾漿相同∴K相同同一過(guò)濾機(jī)，A相同，相同，那么有：Kn1Qn1211KnQn222∴22nQ5222583.1(r/min)n2Q141設(shè)濾餅不可壓縮，V為轉(zhuǎn)鼓每轉(zhuǎn)一周得到的濾液體積〔，其中Qn的單位為r/min〕V60n那么濾餅厚為：VLA∴Q1L1V1V2nQn2Q1(Q2)2Q2Q5411QnQLQQ2221211n2∴L20.8倍L1【4-14】以過(guò)濾式離心機(jī)過(guò)濾某一液體食品。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑，轉(zhuǎn)速為5000r/min。鼓內(nèi)液體的內(nèi)半徑為。該液體食品的密度為1040kg/m3，試求離心過(guò)濾壓力。解：此過(guò)濾式離心機(jī)的離心壓力Pr可由P355式〔4-142〕，即下式求出：P13R2(R3r3)1()2(R3r3)n3R30r310400.4(3.145000)2(0.430.23)1.33107(Pa)30【4-15】大豆的密度1200kg/m3，直徑5mm，堆積成高為的固定床層，空隙率為。假設(shè)床層時(shí)，空床速度，試求其壓力降。又當(dāng)空床速度達(dá)何值時(shí)，流化方才開始？此時(shí)的壓力降又為何值？解：查表得20℃的空氣物理參數(shù)：μ×10-5Pa·s，ρ320℃空氣流過(guò)0.0050.51.205610.41.81105dup〔1〕〔方法一〕床層雷諾數(shù)：≈∈(0.17,420)Re61e可應(yīng)用歐根公式得：p150112Lu1.75Lu2323ddp10.4p10.421501.811050.30.51.750.430.0050.31.2050.520.430.0052388.1(Pa)du51030.51.205Re＝〔方法二〕p166.4100為湍流區(qū)，1.8110p5故歐根公式等號(hào)右邊第一項(xiàng)可忽略∴ΔP=〔2〕〔方法一〕假設(shè)空床速度到達(dá)臨界流化速度時(shí)，流體處于湍流區(qū)，那么根據(jù)牛頓公式得：12.15(m/s)g0.00512001.2059.811.74du1.74tpp1.205校核Redu0.00512.151.2054044(500,2105)，且＞1000pt1.81105ptut8.61故假設(shè)成立，且umf12.151.4(m/s)ut8.618.61∴umf〔方法二〕設(shè)流體處于湍流區(qū)，并忽略歐根公式等號(hào)右邊第一項(xiàng)，故有1.4(m/s)g0.00512001.2059.811.20524.5dumfpp24.50.0051.41.205dup校核：129100故假設(shè)成立610.41.81105Remf61e∴當(dāng)空床速度到達(dá)時(shí)，流化方開始?！?〕(方法一)此時(shí)的壓力降為：pL1g0.310.412001.2059.812116.8(Pa)2.12(kPa)pW(方法二)ΔP＝A＝（1－）gAL(10.4)12000.39.812116.8(N)2.12kPaSm2A【4-16】一砂濾器在粗砂礫層上，鋪有厚750mm的砂粒層，以過(guò)濾工業(yè)用水，砂礫的密度2550kg/m3，半徑，球形度，床層松密度為1400kg/m3。今于過(guò)濾完畢后用14℃的水以的空床流速進(jìn)行砂層返洗。問(wèn)砂粒層在返洗時(shí)是否處于流化狀態(tài)？uuu,砂粒層處于流化狀態(tài)。解：假設(shè)返洗時(shí)mft22()g3dp由P296式(4-61〕u=mfsmfp150(1)mf2550kg/m3：0.86μ＝d0.75mm'1400kg/m3psp＝999.1kg/m3查附錄：14℃水μ×10Pa·s-3床層體積顆粒體積1床層密度'1顆粒密度床層體積p(1)'p14002550'1110.5490.451mfp那么u0.8620.4513（1.5103)2(2550999.1)9.81mf150(10.451)1.1851030.860.4513（1.5103)21500.99.812＝1.185101500.54930.0230(m/s)1.5103999.10.02329.120dupRe＝mf1.18510p3故上述u0.023錯(cuò)誤msmf引用以下計(jì)算u表達(dá)式，mf該式適用于所有雷諾數(shù)〔Re〕范圍。Pd()g0.5dup333.720.040833.7mfpp2有：1.5103u999.1mf1.1851030.00153999.1(2550999.1)9.810.533.720.040833.7(1.185103)2u0.0135m/smfutut再設(shè)為過(guò)渡區(qū)，用阿倫定律計(jì)算式d1.6()g57ppu=0.1540.40.6t(7.5104)1.6(2550999.1)9.810.71430.1540.1540.650.1(ms)999.10.4(1.85103)0.6du7.51040.1999.163.2Reppt1.1851031<Re<500是過(guò)渡區(qū)pu0.1mt＝正確s現(xiàn)u＝0.02ms＝210－2msuuumft故返洗時(shí)沙粒處于流化狀態(tài)【4-17】鮮豌豆近似球形，其直徑6mm，密度1080kg/m，擬于-20℃冷氣流中進(jìn)行流化冷凍。豆床在3流化前的床層高度0.3m，空隙率，冷凍時(shí)空氣速度〔空床〕等于臨界速度的倍。試估計(jì)：〔2〕通過(guò)床層的壓力降。-20℃空氣的物理性質(zhì)μ×10-5Pa·S，ρ31〕流化床的臨界速度和操作速度；〔解：〔方法一〕設(shè)其臨界速度為umf壓力降為pL1g0.310.410801.3959.811905Pap1Lp1.753設(shè)臨界流化床處于湍流，那么有u2空氣mfdp10.4即19051.750.4361030.31.395u2mf∴u≈mf∴操作速度×≈2.06(m/s)mfp6(1)61032.061.395duRee296100校核：6(10.4)1.62105故假設(shè)成立，以上結(jié)果正確〔方法二〕設(shè)其臨界速度為umf(1)假設(shè)流態(tài)化處于湍流狀態(tài)，那么流態(tài)化的帶出速度等于單顆粒的沉降速度0.00610801.3959.8111.74(m/s)dgu1.74t1.74pp1.395Redu0.00611.741.3956065.71000p故假設(shè)成立，以上結(jié)果正確1.62105p∴u11.741.36(m/s)utut8.618.618.61umfmfdg0.00610801.3959.811.36〔m/s〕24.51.395u或者mfpp24.5∴操作速度×≈2.18(m/s)mf(2)流化后通過(guò)床層的壓降pL1g0.30.610801.3959.811905(Pa)pu(方法三)先求，先用歐根方程：mfpud2()g3u＝mfmfp150(1)mf(6103)2(10801.395)9.8116.7(ms)0.43150(10.4)1.62105du610316.71.3958.6103>20故不成立。umf計(jì)算Re校核：Re＝pmf1.62105pp要用另外方式計(jì)算，即：P＝1.7（51－)u2LL(1)()gmfmfmfsmfmfd3pmf3d()9.810.431.6103(10801.395)1.67(mppu2gmf)s22mf1.751.751.395u1.671.29msmfRedu61031.291.395666.5100pmf1.62105p故以上計(jì)算正確∴操作氣速u＝1.6u1.61.292.07(ms)mf【4-18】試估計(jì)上題中冷氣流與顆粒外表之間的傳熱膜系數(shù)?？諝獾膶?dǎo)熱系數(shù)為×10-2w/(m.K)。解：由P302式〔4－71〕可求出流化床中顆粒與流體間得傳熱膜系數(shù)ddupp0.0（3)1.3fff由上題－20℃空氣1.395kg/m3ff1.62105Pasu2.07m/s6103m及2.28102wmKdpf610－32.071.395）1.32.2810－2988(wmK610－3＝0.0（3)代入上式，解出1.6210－5【4-19】小麥粒度5mm，密度1260kg/m；面粉粒度，密度1400kg/m3。當(dāng)此散粒物料和粉料同樣以320℃空氣來(lái)流化時(shí)，試分別求其流化速度的上、下限值，并作大顆粒和小顆粒流化操作的比擬〔比擬u/utmf〕。解：由題知：小麥：d=0.005m,ρ=1260kg/m3p1p1m=1400ρkg/m3p2面粉：d=1×10-4p2查20℃空氣：ρ=1.205kg/m3，μ×10-5Pa·S流化速度的下限值為u.可用李伐公式計(jì)算：mfd1.82()0.94pup0.880.06mf(5103)1.82(12601.205)0.94小麥：u(1.8110)(1.205)0.061mf50.886.5105820.36.711051.01≈〔m/s〕51037.21.205≈2397>5,須修正。dupRe＝mf1.81105p查圖FG=∴u×0.22=1.584≈1mf（110）（1400－1.205）0.94=u0.00923（1.8110－5)0.88(1.205)0.062mf－41.82面粉：5.2108905.75≈=0.009236.711051.0111040.00641.205≈<5，不必修正duR＝pmf1.8110ep5=umf2流化速度的上限是帶出速度u:td()gp設(shè)小麥沉降在湍流，那么由牛頓定律計(jì)算utp5103(12601.205)9.81∴小麥ut11.205=1.7451.21.747.1612.46(ms)du510312.461.205≈4148>500,而小于×105算Rep校核：Rep=pt51.8110故u6m/s適宜。t1設(shè)面粉的沉降在過(guò)渡區(qū)，那么u可用阿倫定律計(jì)算：td1.6()g5/7u0.154pp0.40.6t(1104)1.6(14001.205)9.81u0.15457t2(1.205)0.4(1.81105)0.63.981071398.89.810.71430.1541.080.001430.154(3.54)0.71430.1542.470.38(ms)校核：Redu11040.381.2052.531500之間,故適合pt1.81105p即u0.38mst212.467.8(小)1.6則小麥:ut1umf10.38u面粉:59.38(大)t2umf20.0064【4-20】試設(shè)計(jì)一低真空吸引式氣力輸送小麥的管路，并計(jì)算其壓力損失。管路的垂直和水平段長(zhǎng)度各為10m，中間有90o彎頭一個(gè)，解：低真空小麥輸送系統(tǒng)可仿P313圖4-34如下：要求小麥的輸送量為5000kg/h。圖4-34吸引式氣力輸送系統(tǒng)簡(jiǎn)圖