《食品工程原理》復(fù)習(xí)題答案

《食品工程原理》復(fù)習(xí)題答案

第一部分動(dòng)量傳遞（流動(dòng)、輸送、非均相物系）

一.名詞解釋

1.過程速率：是指單位時(shí)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〃、d、小2組合成一個(gè)復(fù)合數(shù)群。口值的大小可以用來判斷流動(dòng)類型。

3.揚(yáng)程（壓頭）：是指單位重量液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。

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。

二.填空題

1.理想流體是指的流體。（黏度為零）

2.對(duì)于任何一種流體，其密度是__和的函數(shù)。（壓力，溫度）

3.某設(shè)備的真空表讀數(shù)為200mmHg,則它的絕對(duì)壓強(qiáng)為mmHg。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101.33X10,Pa。

（560mmHg）

4.在靜止的同一種連續(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(jì)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(dòng)，若流量不變，管徑不變，管長(zhǎng)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(dòng)，若流量不變，管徑、管長(zhǎng)不變，油溫升高，粘度為原來的1/2，則摩擦阻力

損失為原來的倍。（1/2）

8.米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長(zhǎng)不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的倍。

（1/16）

9.實(shí)際流體在直管內(nèi)流過時(shí)，各截面上的總機(jī)械能守恒，因?qū)嶋H流體流動(dòng)時(shí)有

（不，摩擦阻力）

10.任何的過程速率均與該過程的推可力成一比，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o（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(shí)流體流速與壓力的變化為：

流體被甩出后機(jī)械旋轉(zhuǎn)逐漸擴(kuò)大的

常壓流體‘泵殼通道高壓流體

所造成的氣壓的決心力

（低速流體、高速流體）

14.泵的穩(wěn)定工作點(diǎn)應(yīng)是特性曲線與特性曲線式M的交點(diǎn)。（管路，泵或H-qJ

15.產(chǎn)品樣本上離心泵的性能曲線是在一定的下，輸送時(shí)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)的大小劃分的。（分離因數(shù)）

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）"=%—%=T2-157=-169kPa

三.選擇題

1.在連續(xù)穩(wěn)定的不可壓縮流體的流動(dòng)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(dòng)時(shí)，管中心流速最大，層流時(shí)的平均速度與管中心的最大流速的關(guān)系為（B）。

A.U—3/2UmaxB.U-1/2UmaxC.11—0.8llmax

3.湍流的特征有（C）。

A.流體分子作布朗運(yùn)動(dòng)中B.流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)毫無規(guī)則，且不斷加速

C.流體質(zhì)點(diǎn)在向前運(yùn)動(dòng)中，同葉有隨機(jī)方向的脈動(dòng)D.流體分子作直線運(yùn)動(dòng)

4.微差壓計(jì)要求指示液的密度差（C）0

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(dòng)時(shí)，右管子直徑縮小的地方，其靜壓

力（A）o

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(dòng)，若水的質(zhì)量流量保持恒定，當(dāng)水溫度升高時(shí)，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(dòng)阻力大的為湍流，流動(dòng)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(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)

9.在流體阻力實(shí)驗(yàn)中，以水作工質(zhì)所測(cè)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(dòng)。

A.牛頓型流體B.非牛頓型流體C.酒精D.空氣

10.一臺(tái)試驗(yàn)用離心泵，開動(dòng)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(shí)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(shí)，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(jí)泵先停電，多級(jí)泵先關(guān)出口質(zhì)

12.離心泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是指（B）.

A.功率最大時(shí)的揚(yáng)程B.效率最高時(shí)的揚(yáng)程

C.泵的最大揚(yáng)程D.最大流量時(shí)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(dòng)時(shí)（A）的相互轉(zhuǎn)換來吸送流體。

A.動(dòng)能和靜壓能B.動(dòng)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(dòng)，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(jì)量單位制種，粘度的單位（D）o

A.cPB,PC.g/（cm,s）D.Pas

17.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A?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Vc成反比

18沉降速度在斯托克斯區(qū)即層流區(qū)，說明（Ch

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

四.問答題

1.離心泵與往復(fù)泵通常可采用哪些方式進(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(dòng)后不吸液，其原因主要有哪些？

答：離心泵啟動(dòng)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)生生緋現(xiàn)象；②底閥或吸入管路堵塞：②安裝高度過高（生蝕）：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(cè)量⑴U型管壓差計(jì)，⑵斜管壓差計(jì)，⑶微差壓計(jì)：

②液面測(cè)量：

③確定液封高度。

由靜力學(xué)基本方程式P=Po+Pg"可得液柱高度表示的公式為：力二匕包

Pg

4.雷諾準(zhǔn)數(shù)的物理意義及判斷流動(dòng)類型？

答：物理意義：慣性力與黏性力之比。

判斷類型：ReW2000時(shí)，為層流；Re24000時(shí)，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，流也也越小，所需泵功率會(huì)越小，

動(dòng)力費(fèi)越??；隨著管徑增大，動(dòng)力費(fèi)減少$但管徑增大，購(gòu)買鋼管的設(shè)備費(fèi)投入會(huì)增大,所以，應(yīng)根據(jù)具體

的設(shè)計(jì)需要，選用總費(fèi)用最有的管徑，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(dòng)泵軸帶動(dòng)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(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能Q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(chǎng)所。當(dāng)葉輪中心的液體被甩出后，泵殼的吸入口就矽成了一定的真空，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(dòng)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(shí)，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(dòng)離心泵，但不能輸送液體。

8.為什么濾餅過濾開始時(shí)，濾液有一點(diǎn)混濁，過一段時(shí)間才會(huì)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(shí)，過濾開始會(huì)有部分顆粒迸

入過濾介質(zhì)孔道里，迅速發(fā)生“架橋現(xiàn)象也會(huì)有少量顆粒穿過過濾介質(zhì)而與濾液一起流走6隨著濾渣的逐

漸堆積，過濾介質(zhì)上面會(huì)形成濾餅房。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）

一.名詞解釋

1.對(duì)流傳熱：通過流體內(nèi)分子的定向流動(dòng)和混合而導(dǎo)致熱量的傳遞。

2.自然對(duì)流：若流體的運(yùn)動(dòng)是由于流體內(nèi)部冷、熱部分的密度不同而引起妁。

3.熱通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積所傳遞的熱量6或熱流量與傳熱面積之比6

4.錯(cuò)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(dòng)6

5.熱交換；兩個(gè)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(shí)，在沿傳熱壁面的不同位置上，在任何時(shí)間兩種流體的溫度皆

不變化。

?.制冷因數(shù)￡:制冷量與所耗外功之比。

8.載冷劑（冷媒卜用于將制冷系統(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(shí)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(shí)間之比。

二.填空題

1.牛頓冷卻定律的表達(dá)式為，對(duì)流傳熱系數(shù)a的單位是。｛Q=aAAt,W/m2-K）

2.傅立葉定律是單位時(shí)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;（Q=K4?。?/p>

4.當(dāng)換熱器的傳熱量及總傳熱系數(shù)一定時(shí)，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200C,出口溫度120C,冷氣體進(jìn)口溫度50C,兩

氣體物性數(shù)據(jù)可視為相同，不計(jì)熱損失時(shí)，冷氣體出口溫度為C。（130℃）

6.冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進(jìn)口溫度為鞏）℃,出口溫度為50C,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%。（5%）

7.總傳熱系數(shù)K值有三個(gè)來源：、和計(jì)算。（選取經(jīng)驗(yàn)值、實(shí)驗(yàn)測(cè)定K值）

8.熱源溫度愈低，冷源溫度愈高，制冷因數(shù)越o（大）

9.制冷劑的放熱量包括冷卻、、三個(gè)階段放熱量。（冷凝、過冷）

10.一般凍藏食品溫度在o（-18℃）

11.食品冷凍時(shí)所放出的熱量是確定制冷設(shè)備大小的主要依據(jù)。（單位時(shí)間）

12若流體內(nèi)部有溫度差存在：當(dāng)有動(dòng)傳時(shí)必有。（熱傳）

三.選擇題

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(duì)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120C和80C,第三層外表面溫

度為40℃,則第一層熱阻Ri和第二、三層熱阻R?、R?的大小為（C）。

A.R1>（R2+ROB.RI<（R2+R3）CR|=（R2+R3）D.無法比較

3.對(duì)流傳熱流量二系數(shù)x推動(dòng)力，其中推動(dòng)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

4,雙層平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)，兩層壁厚相同，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為心和入2,其對(duì)應(yīng)的溫度差為△「和AT?,

若AT|>AT2,則笛和九2的關(guān)系為（B

A.X|>X2B.X）<X2C.X|=X2D.無法確定

5.對(duì)一臺(tái)正在工作的列管式換熱器，已知ai=116w/m2.K,?2=11600w/m2.K,要提高傳熱系數(shù)（K）,

最簡(jiǎn)單有效的途徑是（A）o

A.設(shè)法增大cuB.設(shè)法增大tx2C.同時(shí)增大tn和a2

6.用冷卻水將一定量的熱流體由100C冷卻到40C,冷卻水初溫為15C,在設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，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|>W2,所需傳熱面積AI=A2B.用水量W|<W2,所需傳熱面積AI>A2

C用水量Wi>W2,所需傳熱面積A1VA2D.用水量Wi=W2,所需傳熱面積AI<A2

7.低溫（深度）冷凍是指在（D）。

A.O'C以下的B.-l8t以下的C.-100℃以上的D「10（rC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

四.問答題

1.簡(jiǎn)述傳導(dǎo)傳熱、對(duì)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(dòng)或分子振動(dòng)傳遞熱量。對(duì)流傳熱則是流體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)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(shí)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：1般房間室內(nèi)換熱通常用自然對(duì)流給熱方式，而自然對(duì)流給熱的效果與換熱面的位置有關(guān)。采暖時(shí)

由于熱空%的氣體受熱后體積膨脹且密度減小。因此熱空％向加熱面上方流動(dòng)：同時(shí)冷空戈因密度大于熱空

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(duì)流，從而增加對(duì)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(duì)流效果。

3.影響對(duì)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(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)比無相

變化時(shí)大的多；

②流體的物理性質(zhì)：影響較大的物性有密度p、比熱Cp、導(dǎo)熱系數(shù)鼠粘度u等：

③流體的流運(yùn)狀況：層流、過波流或湍流；自然對(duì)流，強(qiáng)制對(duì)流；

④傳熱表面的形狀、位置及大?。喝绻?、板、管束、管徑、管長(zhǎng)、管子排列方式、垂直放置或水平

放置等。

4?簡(jiǎn)述食品冷凍機(jī)埋？

各；①在0℃以下低溫，微生物生命活動(dòng)顯著受抑制，防食品腐??；

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(duì)流傳熱的機(jī)理？

岸：熱流體流過管道時(shí)，在湍流主體中，流體劇烈擾動(dòng)，形成漩渦，使質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈混合而交換熱量，溫度較

均勻，幾乎不存在溫度悌度；但在緊靠管嬖，有一層很薄的作層流流動(dòng)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)熱系藪很小，故熱阻絲要集中層流底

層內(nèi)。對(duì)管內(nèi)層流流動(dòng)，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(huì)引起

質(zhì)點(diǎn)的對(duì)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？

等：由于換熱器外壁面溫度往往高于周圍外界空氣的溫度，外里面不斷通過對(duì)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），使傳熱機(jī)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)、蒸儲(chǔ)、萃取、膜分離）

一.名詞解釋

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(chǎng)內(nèi)，由于高頻電場(chǎng)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(shí)的物料含水量。

4.比愴；濕空氣的焰為千空氣的始和水汽的給之和?；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9

6.分子擴(kuò)散：?jiǎn)蜗鄡?nèi)存在組分的化學(xué)勢(shì)差，由分子運(yùn)劫而引起的質(zhì)量傳遞。

7.費(fèi)克定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過單位面積物質(zhì)的爐散量與濃度梯度成正比。

&揮發(fā)度：達(dá)到相平衡時(shí)，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(shí)，向該狀態(tài)氣體加壓，氣體不會(huì)液化，只是

密度增大，具有類似液態(tài)性城，同時(shí)還保留氣體性能。

10.萃?。菏谷軇┡c物料充分接觸，將物料中的細(xì)分溶出并與物料分離的過程。或利用混合物各組分對(duì)

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。

二.填空題

1,相對(duì)濕度中；中越，空氣吸濕的能力越強(qiáng)，越干燥，（?。?/p>

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o（不變，升高）

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(gè)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)。（納渡）

?,納濾是以為推動(dòng)力的膜分離過程，是一個(gè)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，屬于狀態(tài)。（流體）

10.精憎過程就是利用混合液的各組分具有不同的，利用多次部分、多次部分的方法，

將各組分得以分離的過程。（沸點(diǎn)或揮發(fā)度，汽化、冷凝）

11.在濕空氣的焰-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）

三.選擇題

1.當(dāng)物料含水量x大于臨界含水量初時(shí)，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幾為（B）。

A.干球溫度、露點(diǎn)的函數(shù)B.千球溫度、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(duì)于一定干球溫度的空氣，當(dāng)其相對(duì)濕度愈低時(shí)，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）0

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.在熠濕圖上，己知濕空氣的下列哪兩個(gè)參數(shù)，可以查得其它未知參數(shù)（A）。

A.（H,T）B.（乃，H）C.（pv,H）D.（/?,TJ

6.蒸鐳操作屬于（B）

A.傳熱B.傳熱加傳質(zhì)C.傳質(zhì)

7.超臨界萃取時(shí)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.lOOgm；B.0.02~10|im；C.0.001-0.02M1。

9.傳質(zhì)過程的阻力是（A工A.打散阻力B.熱阻C.磨擦阻力

四.問答題

L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？

客：對(duì)于飽和的濕空氣T=Tw=Td：

對(duì)于不飽和的濕空氣TAT,>Td.

2.測(cè)定濕球溫度時(shí)，當(dāng)水的溫度不同時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果有無影響？為什么？

各：無影響。若水溫等于空氣球溫度時(shí)，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(huì)

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(huì)從空氣吸

熱，最終都會(huì)達(dá)到濕、熱平衡。

3.在對(duì)流干燥過程中，為什么說干燥介質(zhì)一濕空氣既是載熱體又是載濕體？

客：引物料中水分汽化需要熱量，此熱量由空氣供給，而汽化的水汽又要素空氣帶走（破壞其平衡狀態(tài)），

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

是載溫體。

4.簡(jiǎn)要說明對(duì)流干燥過程是??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(duì)濕度下降，傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力加大）。

熱空氣傳熱給濕物料是一個(gè)傳熱過程，濕物料中的濕分汽化擴(kuò)散至氣體主體是一個(gè)傳質(zhì)過程。

5.如何強(qiáng)化干燥過程？

答：強(qiáng)化干堞過程要依據(jù)干煤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：增大熱空生的流速：改變其接觸方式（如垂直流過物料層效果比

平行好，若將物料充分分散于氣流中更好）。

在降速干燥階段，主要通過改變物料的尺寸（變小）、厚度（減?。┗?qū)⑽锪铣浞址稚⒂跉饬髦衼碓龃?/p>

其汽、固兩相的接觸面積或加強(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)化干燃過程，使物料含水量達(dá)到要求。

若在降速干煤階段達(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?、減萍）等來達(dá)到。當(dāng)然延長(zhǎng)干燥時(shí)間也是解決方法之一，但這不是好方法，因?yàn)檫@樣做會(huì)

使產(chǎn)量減小g

7.對(duì)萃取法與蒸儲(chǔ)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，用一般蒸惚法不能分禺或很不經(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，用蒸錨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，用蒸儻法易受熱破壞。

8.對(duì)萃取法與蒸鋪法二者進(jìn)行比較？

答：都是傳質(zhì)過程，蒸餡法適用于液體，萃取法適用于液體和固體。

①蒸饋法：分離液體混合物，是利用溶液中各組分蒸汽壓的差異，即各級(jí)分在相同的壓力、溫度下，其

揮發(fā)性能不同（或沛點(diǎn)不同）來實(shí)現(xiàn)分離目的。

或者說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6

或者說利用混合物各組分對(duì)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0

第四部分計(jì)算題

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：果膠二1：

1.22：0.0025.然后將混合物蒸發(fā)得固形物含量67%的果醬6對(duì)1000kg的碎果進(jìn)料，可得多少果醬，蒸出水

多少千克。（答；果醬2033.58kg和蒸出水188.92kg）

解；加入的總物料質(zhì)量為；

加果十加獨(dú)+=1000X1+1000X1.22+1000X0.0025

=1000+1220+2.5=2222.5（kg）

設(shè)混合蒸發(fā)后得到的果醬為加醬（山，蒸出的水分為W（kg）,則

總物料衡算：加%+W=2222.5

固形物衡算：x67%=1000x0.14+1220+2.5

%二2033.58（kg）W=］88.92（kg）

答：可得果醬2033.58kg和蒸出水188.92kg.

2.［習(xí)題1?4］某一套管換熱器，其內(nèi)管為633.5、3.25!11111外管為660'3.511111】。內(nèi)管流過密度為1150kg/m3,流量

為50OOkg/h鹽水。管隙間流壓力（絕壓）為0.5MPa,平均溫度為0七，流量為160kg/h的氣體。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣

體密度為L(zhǎng)2kg/m3,試求液體和氣體的流速分別為若干m/s?（答：U=2.11m/5；U=5.69m/s）

解：d內(nèi)=33.5—3.25x2=27mm.d外=60—3.5x2=53mm；

對(duì)液體：心R一乂5。。。/嚶二Z1MS,

4加內(nèi)71150x^x0.0272

對(duì)氣體：八=與082二四出空二5.92kg.m3,

Po441.01325X105

4二A外一4=(［外2—DJ)=^(0.0532-0.03352)=1.32xl03m2

160/3600

=5.69m-s-1

1.32x10-3x5.92

鹽水―

氣體

答:液體流速為2.11m/s,氣體流速為5.69m/sm。

34習(xí)題1?9］已知水在管中流動(dòng)。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(jì)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;

對(duì)截面1與截面2列伯努利方程:

22

?..Py_?2ft

---1--------1---

2gpg2gpg

99

―一4_〃2二〃「

=pg2g

222

,,APP}-P2u^u}2-0.5niQ1

pgPg2g2x9.8

答：水柱高度差h為0.191m。

3

4.［例題］水在20C時(shí)的物理性質(zhì)g=1.005x10-3Pa.s,p=998.2kg/m以27m3/h的流量流過規(guī)格為（|）88.5x4mm,

長(zhǎng)度為100m的鋼管，判定水的流型？若;.=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l.34xlO，Pa）

解;①先判定流型:管內(nèi)徑d=88,5—4x2=80,5mm=0Q805m

q27/3600一，

u=—v=------------r=1.47m/s

A0.785x0.08052

「dup0.0805xl.47x998.2..八八八....

Re=---=------------------=1.18ox110a5Re>4000,為海流

"1.005x10-3

4=0.026建處苴

②"/=A—35J/kg

d20.0805x2

I2

100x1.47

或4=2--=0.0261x=3.57用

f

d2g0.0805x2x9.81

oog2x1472

：0.0261x=13397.58Pa=1.34x104Pa

或尸f=phf=X———=

,"d20.0805x2

答：為湍流，阻力損失35J/kg.

在圖示裝置中，出水管直徑為（|）57x3.5mm。當(dāng)閥門全閉時(shí)，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0—0'截面，壓力表處為1—1'截面，以壓力表管中心線為基港面6故4=0,4=0。

當(dāng)閥門全關(guān)閉時(shí)：P.=30.4kPa,

由流體靜力學(xué)原理得：

Z（）g+媼=Z]g+二

pP

s

7P,30.4x10一

=>Zo=—=---------=3.1m

pg1000x9.8

當(dāng)閥門打開后，在0-0'截面與1-1'截面間列伯努利方程：

Z-I------------1----------=Z.-------------1------------h

（l圖2g'能2gf'

式中“0=0,耳=20.3kPa,hf=0.5m水柱,

-1

=>?1=3.22m-s?

2〃（57-3.5x2）一｝3.22乂362.8m3,h'

qv=Au1=—dul=0G=2

44

答；水的流量為22.8n?/h

6.[2]某離心泵以159的水進(jìn)行性能試驗(yàn)，體積流量為540m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(cè)壓截面間的垂直距離為350mm,吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為

350mm和310mm,試求泵的揚(yáng)程。（答；39.2m）

33-1

解：qv=540mh'=0.15ms,

_q_4x0.15

v=1.99ms~

%-A2—3（0.31）2

qv4x0.15

i/i=—=-----:------77=1.56m?s

A尸乂（0.35），

2222

JJ.JJ“0—%.P\P?%一"l

H=ho+H\+HT?J+--------=%+—+—+--------

2g傀傀2g

八方350x630xl031.992-1.562的。

=0.35+---------+---------+-------------=39.2m。

1000x9.81000x9.82x9.8

答：泵的揚(yáng)程.39.2m

7.［2?3］某離心泵的額定流量為16.8nP/h,揚(yáng)程為18m°試問此泵是否能將密度為1060kg/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8.5

m0已知管路的管徑為075,5mmX3.75mm,管長(zhǎng)為124m（包括直管長(zhǎng)度與所有管件的當(dāng)量長(zhǎng)度），摩擦

因數(shù)為0.03。（答；此泵可用）

4x15

解：u=—=1.15m'S-1

Anx(0.0755-0.00375x2)2x3600

2

Iuoc30x103124115

H=AZ+—+2----=8.5+—：-----+0.03-------:—=15.1m<18m

Pg1060x9.80.0682x9.8

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,30P的空氣預(yù)熱至66七，空氣的平均比熱容

Cp=\mj/ksK,所用加熱蒸汽溫度143,4℃,離開預(yù)熱器的冷凝水溫度138,8*0（比給分別為；

h=2742.1U/^;h2=583.76U/^）o求蒸汽消耗量。（答:蒸汽消耗量1676kg/h.）

解:力=30℃和J=66。。間空氣的平均比熱容；g=L005kJ/kg-K

工=143.4。。,篤=138.8。。的水蒸氣比烯h=2742.1U/^;h2=583.76k//依

在無損失時(shí)，熱媒體的放熱速率應(yīng)等于冷流體的吸熱速率，即：

心仙-色）=心￡*-八）

_夕加C/cL一'J_1000xL0Q5x(66—30)

=16.76依/力

九一也2742.1-583.76

答:蒸汽消耗量16.76kg/h.

9.［例題］某冷庫壁內(nèi)外層嵇壁厚各為12m,中間夾層填以絕熱材料厚10cm。磚的導(dǎo)熱系數(shù)為0.7V/（mK）,絕

熱材料導(dǎo)熱系數(shù)0.04W/（成）。墻的外表面溫度為IOC,內(nèi)表面溫度為-5?c。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：與穆墻兩接觸面的溫度分別為9.1C和Y.1C.）

解：已知1戶10℃,14=5cb產(chǎn)b3uO.i2m.b2三0.10mA產(chǎn)Q=0.70W/（m-K）,X2=0.04W/（m-K）

h一口

Q=瑞能527

豆+豆+T

0/700040/70

44A）

-QA0-5.27X—=9.1℃

=Z,4=)0.70

/3=/.-!2—=9.1-5.27x—=^.1℃

32=0.04

答;該冷庫壁的溫度降主要在絕熱材料層發(fā)生，與磚培兩接觸面的溫度分別為91℃和41℃。

10.【例題1在機(jī)0X3.5mm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)入=0.07W/

外層為20nlm的石棉層，其平均導(dǎo)熱系數(shù)入=0.15\W現(xiàn)用熱電偶測(cè)得管內(nèi)壁的溫度為500。，

最外層表面溫度為80℃,管壁的導(dǎo)熱系數(shù)入=45W/（m?K）。試求每米管長(zhǎng)的熱損失及保溫層界面的溫度。（答：

熱損失191W/m,保溫層界面的溫度132匕）

解：已知4=（0.060—2x0.0035）-2=0.0265〃?，“=0.0265+0.0035=0.03w

4=0.03+0.04=0.07rthr4=0.07+0.02=0.09/77

1.每米管長(zhǎng)的熱損失

2-2珀-4)

L'1m豆+_LJ+_L$

2x3.14x(500-80)

一麗一

-In------+----In----+----In-

450.02650.070.030.150.07

2.保溫層界面溫度匕

,2珀-3)

2x3.14x(500-幻

"114_L11G

1,0,031,0.07

—In—+—In—In------+----In—

444為450.02650.070.03

解得：青132c

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(dòng)，進(jìn)口溫度為IQO'C,出口溫度為160C;某反應(yīng)

物在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)口溫度為250V,出口溫度為180C。試分別計(jì)算并流與逆流時(shí)的平均溫度差。

（答:△器并二65七，△上圖出七）

初科,A_(250-100)-(180-160)_150-20

解；升沆△&=---——=------------------------=--------=65℃

150

In色111252d00in

AG180-16020

△八一46_(250[60)(180100)_90-80

逆流Az,?=85℃

1擋m90

M180-10080

答;逆流時(shí)的平均溫度差85°C比并流時(shí)65°C大°

12.［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80七,

出口溫度為20七。套管環(huán)隙逆流通冷水，比熱容為4186J/kgK,入口溫度為10*0,出口溫度為17七。傳熱系

數(shù)K為56編/10配。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=28.8*0,換熱面積0.162/；/￡/21.3七，換熱面積0.22/）

解：1.先求傳熱量：

。二夕加￡力（「4）

=50x3187x（80-20）=9.56xlO6J//z=2660W

Q9.56x10°

冷卻水流量：qmc==326kS/h

c*(…)4186(17-10)

2.逆流時(shí)熱流體￡80-20

冷流體心17To

At.v：6310

(80-17)-(20-10)63-10

28.8°C或K

.80-1763

Inm

20-1010

2660

=0.16調(diào)

KMm568x28.8

3.并流時(shí)熱流體A80-20

冷流體-10,17

A鐮703

(80-10)-(20-17)70-3

或

n\=21.3°CK

?80-10in22

In

20-173

_Q_2660

A0.22財(cái)2

"^^-568x21.3

答；冷卻水流量326kg/h;逆流△tm=28,8°C,換熱面枳0/62m2;并流△im=2L3°C,換熱面枳0,220?

逆流比并流時(shí)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(shí)濕含量0.008打，離開干燥器0.05kg〃kg干空氣。求：⑴水分蒸發(fā)fi：肌⑵空氣消耗量￡；（3）

干燥產(chǎn)品量。（答：水分蒸發(fā)量98kg/h,干燥空氣用量2330kgd/h,干燥產(chǎn)品量1100kg/h）

解：（1）水分蒸發(fā)量力

=1200xSIOWS=98依/力

1—MZ,1-0.02

⑵干燥空氣用量Z

,w98

L=------------==2.33x1

H2-Ht0.05-0.008

⑶干燥產(chǎn)品量&