第三章
3-1 试求粒度为50μm 的某谷物的粉粒在20℃和100℃的常压空气中的沉降速度。并分析其计算结果。
已知该谷物的密度ρp =1480kg/m 3。
解：（1）μ=1.81×10-5Pa .s ρ=1.205kg/m 3
u t =(50×10-6)2×(1480-1.205)×9.81/(18×1.81×10-5)=0.111m/s
Re t =0.111×50×10-6×1.205/(1.81×10-5)=0.37<1
（2）μ=2.19×10-5Pa .s ρ=0.946kg/m 3
u t =(50×10-6)2×(1480-0.946)×9.81/(18×2.19×10-5)=0.092m/s
Re t =0.092×50×10-6×0.946/(2.19×10-5)=0.199<1
3-2 密度为1850 kg/m 3的微粒，在20℃的水中按斯托克斯定律沉降，问直径相差一倍的微粒，其沉降速度相差多少？
解： u t ’/u t =(d ’/d )2 u t ’=4u t
3-3 已测得密度为1100kg/m 3的某球形豆制品颗粒在15℃水中的沉降速度为2.8mm/s ，求此豆制品颗粒的直径。
解： m 1043.281
.9)10001100(0028.000115.018)(184p t -?=?-??=-=g u d ρρμ
Re t =2.43×10-4×0.0028×1000/0.00115=0.59<1
3-4 用落球粘度计测定20℃时密度为1400kg/m 3的糖蜜的粘度。该粘度计由一光滑钢球和玻璃筒组成，如附图所示。试验测得密度为7900 kg/m 3，直径为0.2mm 的钢球在盛有此糖蜜的玻璃筒中的沉降速度为10.2mm/s ，问此糖蜜的粘度为多少？
解： μ=d 2(ρp -ρ)g /18u t =(2×10-4)2×(7900-1400)×9.81/(18×10.2×10-3)=0.0139Pa .s
Re t =2×10-4×10.2×10-3×1400/0.0139=0.2055<1
3-5 一矩形降尘室，长10m ，宽5m ，其中有20块隔板，隔板间的距离为0.1m ，用以分离含尘气体中的微粒，微粒的密度是2500kg/m 3，微粒中最小粒径为10μm ，气体的粘度为0.0218cP ，密度为
1.1kg/m 3。试求：（1）最小微粒的沉降速度；（2）若需将最小微粒沉降下来，气体的最大流速不能超过多少m/s ？（3）此降尘室能够处理的气体量为多少m 3/h ？
解：（1）u tmin =(10×10-6)2×(2500-1.1)×9.81/(18×0.0218×10-3)=6.247×10-3m/s
Re t =6.247×10-3×10×10-6×1.1/(0.0218×10-3)=0.00315<1
（2）t t =0.1/u tmin =16s u =10/16=0.6247m/s
（3）q v h =u tmin BLn =6.247×10-3×10×5×21×3600=23614m 3/h
3-6 拟用长4m 、宽2m 的降尘室净化3000m 3/h 的常压空气，气温为25℃，空气中含有密度2000kg/m 3的尘粒，欲要求净化后的空气中所含尘粒小于10μm ，试确定降尘室内需设多少块隔板？ 解：u t =(10×10-6)2×(2000-1.185)×9.81/(18×1.835×10-5)=5.94×10-3m/s
q v 1=5.94×10-3×4×2×3600=128m 3/h
3000/128=23.4 即应有24层，需23层隔板。
3-7 有一旋风分离器分离气流中的颗粒，在正常操作时，其进口气速为20m/s ，由于突然事故，使处理气体量减少40%，问此旋风分离器能够分离出的最小颗粒将有何变化？
解： q v ’=0.6q v u T ’=u T q v ’/q v =0.6u t =0.6×20=12m/s
T
s c π9u N B d ρμ= d c ’/d c =(u T /u T ’)1/2=(1/0.6)1/2=1.29
3-8 使用（B =D /4、A =D /2）标准型旋风分离器收集流化床锻烧器出口的碳酸钾粉尘，粉尘密度为2290kg/m 3，旋风分离器的直径D =650mm 。在旋风分离器入口处，空气的温度为200℃，流量为3800m 3/h （200℃）时，求此设备能分离粉尘的临界直径d c （取N =5）。
解： u T =3800×8/(3600×0.652)=20m/s
m 1027.720
2290514.3465.0106.29π965T s c --?=???????==u N B d ρμ
3-9 在100℃的热空气中含砂粒之粒度分布（质量分率）为：
粒径范围，μm 10以下 10~20 20~30 30~40 40以上
质量分率，%
10 10 20 20 40 已知砂粒的密度为2200kg/m 3，若此含尘气流在一降尘室中分离，其分离效率为60%；在另一旋风分离器中分离，其分离效率可达90%，现将流量降低50%，问新的情况下两种分离器的分离效率各为若干？设砂粒的沉降均符合斯托克斯定律。
解： 对降尘室，原临界粒径为30μm 。
q v =u t BL q v ’=q v /2 u t ’=u t /2
d c ’/d c =(u t ’/u t )1/2 d c ’=d c /21/2=2.12×10-5m 分离效率增为80%
对旋风分离器，原临界粒径为10μm 。
d c ’/d c =(u t /u t ’)1/2 d c ’=d c ×21/2=14.1×10-5m 分离效率<90%
3-10 某圆柱形吸附剂的尺寸为直径4mm ，高8mm 。试分别求该吸附剂的等体积直径、等表面积当量直径、等比表面积当量直径以及球形度。
解： V p =0.785×0.0042×0.008=1.005×10-7m 3 d e =(6V p /π)1/3=5.77×10-3m
A p =0.785×0.0042×2+3.14×0.004×0.008=1.256×10-4m 2
d A =(A p /π)1/2=6.32×10-3m
d a =6V p /A p =6×1.005×10-7/(1.256×10-4)=4.8×10-3m
a =6/d e =1040m 2/m 3 a p =1.256×10-3/(1.005×10-7)=1250m 2/m 3
j A =1040/1250=0.83
3-11 某喷雾干燥制品的筛分数据如下表所示。颗粒试样总量为0.5kg ，设颗粒为球形，试求该混合颗粒的分布函数曲线，频率函数曲线以及以等比表面积计的平均粒径。
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 筛孔尺寸/mm
0.4 0.315 0.25 0.18 0.154 0.125 0.09 0.071 0.056 <0.045 筛留量/kg
0.001 0.004 0.010 0.071 0.135 0.143 0.116 0.018 0.002 0.000 解： 附表
序号 （I ）筛分数据 （II ）计算值
筛孔尺寸mm 筛留量kg d p,i -1-d p,I d pm i /mm w i /％
F i f i /mm w i /d pm i 1 0.4 0.01 0.2 1.000
2 0.315 0.004 0.085 0.3575 0.8 0.998
0.0224 0.00286 3 0.25 0.01 0.065 0.2825 2 0.99
0.0708 0.00565 4 0.18 0.071 0.07 0.215 14.2 0.97
0.6605 0.0305 5 0.154 0.135 0.026 0.167 27 0.828
1.6168 0.04509 6 0.125 0.143 0.029 0.1395 28.6 0.558
2.0502 0.0400 7 0.09 0.116 0.035 0.1075 2
3.2 0.272
2.1581 0.02494 8 0.071 0.018 0.019 0.0805
3.6 0.04
0.4472 0.00290 9 0.056 0.002 0.015 0.0635 0.4 0.004
0.0630 0.000254 10 0.000 0 0.056 0.028 0 0
0 0 以等比表面积计的平均粒径： d pm =0.141 mm
S=7.089 S=0.1521
3-12 一固定床吸附器，床层由比表面积a =1250m 2/m 3的圆柱形吸附剂组成，床层的高度为1.5m ，空隙率为0.42。当温度为150℃及压强为0.02MPa （表压）时，在每平方米吸附层的截面上每小时通过1800m 3（标准状况）的混合气体，试计算通过吸附层的流体压降。已知150℃及0.12MPa （绝压）时该混合气体的密度为0.8kg/m 3，粘度为2.5×10-5Pa .s 。
解： m/s 647.03
.1213.10127315027336001800?+?=u ]647.08.042
.0)42.01(125029.0647.0105.242.0)42.01(125017.4[5.1])1(29.0)1(17.4[23532223
322??-??+???-???=-+-=?-u a u a L p ρεεμεε =2143Pa
3-13 用活性炭固定床脱除某溶液的色度，溶液温度为20℃，密度为830kg/m 3，粘度为1.3×10-3Pa .s 。使用的活性炭平均粒径为0.85mm ，床层直径为0.3m ，填充高度为0.6m ，空隙率为0.43。当活性炭层上方在大气压下保持1.0m 液层高度，而床层下方集液容器内抽真空减压至40 kPa （真空度）时，问该溶液的处理量有多大？
解： 床层上方压强 9810Pa （表），床层下方压强-40000Pa （表）
?p =9810+40000=49810Pa a =6/d =7959m 2/m 3
23332283043.0)43.01(705929.0103.143.0)43.01(705917.46.049810u u ?-??+??-??=- 83016.7=1.104×106u +1.218×107u 2 u 2+0.0906u -0.006816=0 u =0.0489m/s
q v =0.785×0.32×0.0489=3.455×10-3m 3/s
3-14 恒压下过滤某含渣的果汁，由实验已测得过滤中截留的浆渣滤饼的压缩指数为0.55。现已知在0.2MPa 的压差下，过滤1h 后可得3m 3的清果汁。问在其它条件相同下，若过滤1h 后要得到5m 3的清果汁需采用多大的过滤压差？设介质阻力忽略不计。
解： V 2=2kA 2?p 1-s t V ’2=2kA 2?p ’1-s t
(V ’/V )2=(?p ’/?p )1-s =(5/3)2 (?p ’/?p )=(5/3)2/(1-0.55)=9.68
?p ’=9.68?p =9.68×0.2=1.94MPa
3-15 某厂用压滤机恒压过滤某种胶状悬浮液，1m 2过滤面积过滤15分钟后得滤液1.2m 3，继续过滤至1小时，共得滤液4m 3，此时滤框已充满，即停止过滤。试依据上述测试数据确定其恒压过滤方程。如果过滤前在滤布面上涂一层助滤剂（其厚度可略而不计），则滤布阻力可降至原来的1/3，问涂上助滤剂后滤框充满所需时间为多少？
解： 1.22+2×1.2×q e =15K 42+2×4×q e =60K K =1.12m 2/min q e =6.4m 3/m 2
过滤方程为 q 2+12.8q =1.12t
铺助滤剂后 q e ’=q e /3=6.4/3m 3/m 2
42+2×4×6.4/3=1.12t t =29.5min
3-16 今有一实验装置，以0.3MPa 的恒压过滤某水悬浮液，测得过滤常数K =5×10-5m 2/s ，q e =0.01m 3/m 2。又测得滤饼体积与滤液体积之比v =0.08m 3/m 3。现拟在生产中采用BMY50—810/25型板框压滤机来过滤同样的料液，过滤压强和所用滤布也与实验时相同（此板框压滤机的B 代表板框式，M 代表明流，Y 代表采用液压压紧装置，这一型号的滤机滤框空间的长与宽均为810m ，框的厚度为25mm ，共20个框）。试计算：（1）过滤至框内全部充满滤渣时所需过滤时间；（2）过滤后以相当滤液量1/10的清水进行洗涤，求洗涤时间；（3）洗涤后卸渣、重装等操作共需15min ，求压滤机的生产能力，以每小时平均可得多少m 3滤饼计。
解：（1）A =0.812×2×20=26.24m 2 V 饼=0.812×0.025×20=0.328m 3
V =0.328/0.08=4.1m 3 q =V /A =4.1/26.24=0.156m 3/m 2
q 2+2×0.01×q =5×10-5t t =(0.1562+0.02×0.156)/(5×10-5)=549s
（2）t w =0.1V ×8(V +V e )/KA 2=0.1×8×q ×(q +q e )/K =0.1×8×0.156×(0.156+0.01)/(5×10-5)=414s
（3）Q 饼=0.328×3600/(549+414+900)=0.634m 3/h
3-17 有一浓度为9.3%的水悬浮液，固相的密度为2200kg/m 3，于一小型过滤机中测得此悬浮液的滤饼常数k =1.1×10-4m 2/(s·atm)，滤饼的空隙率为40%。现用一台GP5-1.75型回转真空过滤机进行生产（此过滤机的转鼓直径为1.75m ，长度为0.98m ，过滤面积为5m 2，浸入角度为120°），生产时采用的转速为每分钟0.5转，真空度为600mmHg ，试求此过滤机的生产能力（以滤液量计）和滤饼厚度。假设滤饼不可压缩，过滤介质的阻力可忽略不计。
解： K =2k ?p =2×1.1×104×600/760=1.737×10-4m 2/s
/h m 5.123/15.010737.1546546534=?????==-ψKn A Q
V =Q /60n =12.5/(60×0.5)=0.417m 3
v ×(1-0.4)×2200/[1000+v ×0.4×1000+v ×(1-0.4)×2200]=0.093 v =0.08m 3/m 3 V =vV 饼=0.08×0.417=0.0333m 3
δ=V 饼/S =0.0333/5=0.0067m
3-18 某回转真空过滤机转速为每分钟1.5转，今将转速提高至每分钟2.5转，若其它情况不变，问此过滤机的生产能力有何变化？设介质阻力可忽略不计。
解： Q ’/Q =(n ’/n )1/2=(2.5/1.5)1/2=1.29
3-19 一台BMS30-635/25型板框压滤机（过滤面积为30m 2）在0.25MPa （表压）下恒压过滤，经30分钟充满滤框，共得滤液2.4m 3，过滤后每次拆装清洗时间需15分钟。现若改用一台GP20-2.6型回转真空过滤机来代替上述压滤机，转筒的直径为2.6m ，长为2.6m ，过滤面积有25%被浸没，操作真空度为600mmHg ，问真空过滤机的转速应为多少才能达到同样的生产能力？设滤渣为不可压缩，过滤介质的阻力可忽略不计。
解：板框压滤机 Q =2.4×60/(30+15)=3.2m 3/h
回转真空过滤机 K ’/K =600×101.3/(760×250)=0.32
K =2.42/(302×30×60)=3.556×10-6m 2/s
K ’=0.32K =1.1374×10-6m 2/s
A ’=2.6×3.14×2.6=21.2m 2
'25.0101374.12.214652.36n ?????=-
n ’=0.37rpm
3-20 工厂用一台加压叶滤机过滤某种悬浮液，先以恒速过滤15分钟得到滤液2.5m 3，达到泵的最大压头，然后再继续进行恒压过滤1小时，问：（1）总共可得滤液多少m 3？（2）如果叶滤机的去渣，重装等需15分钟。此滤机的生产能力为多少m 3/h ？（3）如果要此过滤机的生产能力为最大，则每一循环应为多少时间？生产能力又是多少m 3/h ？设介质阻力忽略不计。
解：（1）恒速 V R 2=KA 2t R /2
即 2.52=KA 2×0.25/2 KA 2=2.52×2/0.25=50
先恒速再恒压 V 2-V R 2=KA 2(t -t R )
V 2-2.52=50×(1.25-0.25) V =7.5 3
（2）Q =7.5/(1.25+0.25)=5 m 3/h
（3）D
2R R 2D )(t t V t t KA V V V Q ++-=+= 令
0)
()()(21)(d d 2D 2R R 22R R 22D =++--+-??+=t t V t t KA V t t KA KA t t t V 即 2R R 22R R 22D )()(21)(V t t KA V t t KA KA t t +-=+-??+
(t +t D )KA 2/2=KA 2(t -t R )+V R 2
代入t D =0.25h ，KA 2=50，t R =0.25h ，V R =2.5m 3，得 t =0.52h
此时 V =[50×(0.52-0.25)+2.52]1/2=4.444m 3
Q max =4.444/(0.52+0.25)=5.77m 3/h
3-21 加压叶滤机过滤面积为4.5m2，在0.2MPa（表压）下用某种料浆进行恒压过滤实验，测得：
过滤时间t/min 5 10 15 20 25 30
滤液量V/l 490 795 1035 1235 1425 1575
试求过滤常数K、q e。
解：用线性回归法得：K=1.02×10-4m2/s q e=0.0852m3/m2
t/s V/m3Q/m t/q
300 0.490 0.1089 2755.10
600 0.795 0.1767 3396.23
900 1.035 0.2300 3913.04
1200 1.235 0.2744 4372.47
1500 1.425 0.3167 4736.84
1800 1.575 0.3500 5142.86 斜率9809.32 截距1671.27
3-22 有一转鼓真空过滤机，每分钟回转2周，每小时可得滤液4m3。若滤布阻力忽略不计，问每小时要获得5m3滤液，转鼓每分钟应回转几周？此时转鼓表面滤饼的厚度为原来的几倍？假定所用的真空度不变。
解：过滤介质可以忽略时，每小时所得的滤液体积：q v=465A(Knψ)1/2
q v’/q v=465A(Kn’ψ)1/2/[465A(Knψ)1/2]=(n’/n)1/2
∴n’=n(q v’/q v)2=2×(5/4)2=3.125
即每小时要获得5 m3滤液，转鼓每分钟应转3.125周。
转鼓旋转一周表面生成的滤饼的厚度：δ=v(V/n)/A=vV/nA
∴δ’/δ=(V’/n’)/(V/n)=V’n/Vn’=5×2/(3.125×4)=0.8
即转鼓表面滤饼的厚度为原来的0.8倍。
3-23 用板框压滤机过滤某糖汁。滤框边长为810mm。已测得操作条件下过滤常数K=6.2×10-5m2/s，q e=0.01m3/m2，每得1m3滤液的滤饼体积为0.1m3，滤饼洗涤及卸饼、重装等共费时25min。要求过滤机的生产能力为15m3/h（按滤液计）。试计算：（1）至少需几个框；（2）框的厚度。
解：（1）由恒压过滤方程式：
t=(V2+2VV e)/KA2及V e=Aq e
q v=V/(t+t D)=V/[(V2+2VV e)/KA2+t D]=KA2V/(V2+2VV e+KA2t D)
令d q v/d V=0，得：V2=KA2t D=6.2×10-5×25×60A2=0.093A2
∴V=(0.093)1/2A=0.3050A
q v=6.2×10-5×A2×0.305A/(0.093A2+2×0.305A×0.01A+0.093A2)=1.891×10-5A/0.1921
而q v=15 m3/h=4.167×10-3m3/s
∴A=4.167×10-3×0.1921/1.891×10-5=42.33m2
所需滤框数：n=A/2b2=42.33/(2×0.812)=32.26 取33
实际过滤面积：A=33×2×0.812=43.30m2
（2）一个操作周期中得到的滤液体积为：
V=(KA2τD)1/2=0.305A=0.305×43.3=13.21m3
∴框的厚度为：L=Vv/nb2=13.21×0.1/(33×0.812)=0.061m
3-24 用板框压滤机恒压过滤某悬浮液。悬浮液中固相质量分率为0.1。固相密度ρs=2000kg/m3，液相为密度ρ=1100kg/m3的水溶液，每1m3滤饼中含600kg溶液，其余全为固相。已知操作条件下过滤常数K=9.8×10-5m2/s，q e=0.02m3/m2，板框尺寸为810mm×810mm×25mm，共26个框。求：（1）滤框全部充满所需的时间及所得的滤液体积；（2）过滤完毕后用0.5m3清水洗涤，洗涤时表压与过滤时相同，洗水粘度为滤液粘度的75%，求洗涤时间。
解：（1）以1m3滤饼为基准求v，设其质量为x：
(x-600)/2000+600/1100=1 解得x=1509.1kg
对应的滤浆量909.1/0.1=9090.9kg
对应的滤液量9090.9-1509.1=7581.8kg
对应的滤液体积7581.8/1100=6.89m3
滤框全部充满时的体积0.812×0.025×26=0.4265m3
V=0.4265×6.89=2.94m3而A=0.812×2×26=34.12m2
q=V/A=2.94/34.12=0.0862m3/m2
由恒压过滤方程式q2+2qq e=Kτ ，知：
(0.0862)2+2×0.0862×0.02=9.8×10-5τ解得：τ=111s
（2）(d V/d t)w=KA2/[8(V+V e)]=KA/[8(q+q e)]=9.8×10-5×34.122/[8×(0.0862+0.02)]=3.936×10-3m3/s t w=V w/(d V/d t)w=0.5/3.936×10-3=127s
校正后的洗涤时间为：t w’=t wμw/μ=127×0.75=95.25 s
第四章
4-1 在某一间歇式混合器内将淀粉与干菜粉混合以生产汤粉混合物。干菜粉和淀粉的原料比例为4：6，混合5min后取样分析，以质量分数表示淀粉含量，测得混合物组成的均方差为0.0823。均方差的初值可用两组分的质量比表示。试问若要求混合物达到规定的均方差值0.02，混合操作还需继续进行多少时间？（初始均方差等于两组分浓度的乘积）
解：c m=6/(6+4)=0.6 σ∞2=0 开始的5min内
σ02=0.6×(1-0.6)=0.24 σ2=0.823 τ=5min=300 s
则：0.0823-0=(0.24-0)exp(-300k) 解得：k=3.57×10-31/s
即：σ2=0.24exp(-3.57×10-3τ)
再代入: σ2=0.02 τ=696.5s=11.6min 即再混合6.6min。
4-2 用平浆式叶轮搅拌液体，搅拌已达湍流。原用的浆叶直径为容器直径的1/3，今拟以容器直径的1/4的浆叶直径代替。要求功率数相等，问转速应如何改变?
解：由P’/P=[(d/D)’/(d/D)]-1.2=(3/4)-1.2=1.41 P/d5n3ρ=P'/d'5n'3ρ且P'=1.41P
1.41/d'5n'3=1/d5n3n'/n=[1.41(d/d')5]1/3=(5.942)1/3=1.81
4-3 用一具有6个平直叶片的涡轮搅拌器在标准搅拌系统内搅拌果浆。果浆密度1100kg/m3，粘度20mPa.s。搅拌槽直径1.65m，有挡板。若马达的功率消耗为1.6kW，求其转速。
解：设搅拌为湍流Np=P/ρn3d5=6.1 d=D/3=0.55m
n=(P/6.1ρd5)1/3=[1600/(6.1×1100×0.555)]1/3=1.68 s-1
Re=ρd2n/μ=1100×0.552×1.68/0.02=27951 假设成立
4-4 为制取某种难溶的矿物盐稀溶液，使矿物盐在容器内与30℃水混合，采用平浆式搅拌器，搅拌叶轮直径500mm，所消耗的功率为0.0385kW，试估算叶轮转速（稀溶液物性可用水的物性代替）。解：设搅拌已达湍流，从图查得：Np=P/d5n3ρ=1
30℃水ρ=995.7 kg/m3μ=0.8007mPa.s
故n=(P/2d5ρ)1/3=[38.5/(1×0.55×995.7)]1/3=1.07s-1
Re=nd2ρ/μ=1.07×0.52×995.7/0.8007×10-3=3.34×105假设成立
4-5 实践证明，糖蜜和维生素浓缩液在直径0.6m，深0.75m的容器内，采用直径0.3m，转速450r/min 的三叶旋浆式搅拌器搅拌，可以得到很好的混合。今欲设计规模更大的设备，容器直径1.8m，欲达到小设备同样的混合效果。试问容器深度、搅拌浆直径和转速应各取何值为宜？电动机功率有多大改变？混合物粘度为6.6 Pa.s、密度1520 kg/m3。设放大基准为Re相等且放大时应保持几何相似。解：小试：Re=nd2ρ/μ=450×0.32×1520/(60×6.6)=155.5 属过渡流但Φ与Fr无关欲保持几何相似，则d'=dD'/D=0.3×1.8/0.6=0.9m H'=HD'/D=0.75×1.8/0.6=2.25m
由n'd'2ρ/μ=nd2ρ/μn'=n(d/d’)2=450×(0.3/0.9)2=50r/min
由于Re<300，故φ=f(Re) Np’=Np小试：Np=P/d3n2ρ=0.8
P=0.8×0.35×(450/60)3×1520=1247W ∴P'=P(n'/n)3(d'/d)5=P×(1/9)3×35=P/3=415.7W
因为是非标准搅拌系统，故对几何形状进行校正：
f1=[(d/D)2/(d/D)1]-0.9=[(0.9/1.8)/(1/3)]-0.9=(3/2)-0.9=0.694
f2=[(H/D)2/(H/D)1]0.6=[(2.25/1.8)/1]0.6=1.14
P”=f1f2P’=0.694×1.14×415.7=328.9W
4-6 在一有挡板的搅拌槽内，用带园盘平直叶片的涡轮搅拌器搅拌粘度为10mPa.s，密度950kg/m3的溶液。装置有关尺寸比例为：d/D=1/3，W/d=1/5，H/d=3，h/d=1，搅拌槽直径0.9m，叶轮转速480r/min。现有一电机能提供1.5kW的有效功率，问此电机是否能驱动上述搅拌器，再核算该电机能驱动上述搅拌器的最高转速有多大？
解：题中为标准搅拌系统Re=nd2ρ/μ=480×0.32×950/(60×10×10-3)=68400>104湍流查图7-7 φ =6.1 P=6.1 ρn3d5=6.1×950×(480/60)3×0.35=7210W
∴不能驱动若仍取φ=6.1 由6.1ρn3d5=1500，得n=4.741/s
Re=4.74×0.32×950/(10×10-3)=40530>104∴最高转速为4.74 1/s ?284r/min
4-7 具6个平直叶片的涡轮搅拌器装于直径D=1.5m的搅拌槽中央，叶轮直径d=0.5m，距槽底h=0.5m，转速n=90r/min，槽为平底，无挡板，被搅拌液体μ=200mPa.s，ρ=1060kg/m3，槽内液体深度1.5m，试计算搅拌功率，若在槽内装置4块宽0.15m的挡板，其他条件不变，再求此时所需功率。
解：d/D=1/3，h/d=1，∴为标准系统，但无挡板
Re=nd2ρ/μ=90×0.52×1060/(60×200×10-3)=1987.5<10000 查图，曲线5，φ=2
Fr=n2d/g=(90/60)2×0.5/9.81=0.1147 a2=(1-lg1987.5)/40=-0.05746
Np=φFr a2=2×0.1147-0.05746=2.265 P=2.265ρn3d5=2.265×1060×(90/60)3×0.55=253.2W
装挡板后查曲线6 φ=4.9 P=4.9×1060×(90/60)3×0.55=547.8W
4-8 一搅拌槽装有螺旋浆式叶轮。转速500r/min，功率消耗17kW，物料为ρ=1200kg/m3，μ=1.6Pa.s 的甘油，系统为标准系统，有挡板。求槽直径。
解：设为湍流，则Eu=P/ρn3d5=0.32 n=500/60=50/6
d={17000/[0.32×1200×(50/6)3]}1/5=0.598m Re=1200×0.5982×50/(6×1.6)=2235<100000
由图7-7曲线2，φ=Np=0.4 d={17000/[0.4×1200×(50/6)3]}1/5=0.572m
Re=1200×0.5722×50/(6×1.6)=2044 再查图7-7曲线2，φ=Eu=0.4 符合
故D=3d=3×0.572=1.72m
4-9 大豆的密度为1200kg/m3，直径为5mm，堆积成高度为0.3m的固定床层，空隙率为0.4，若20℃的空气流过床层时，空床流速为0.5m/s，试求压降。又问空床流速达何值时，流化方才开始？此时压降为何值？
解：20℃空气：ρ=1.205kg/m3，μ=1.81×10-3Pa.s
u mf=0.00923d p1.82(ρs-ρ)0.94/μ0.88ρ0.06
=0.00923×0.0051.82(1200-1.205)0.94/[(1.81×10-3)0.88×1.2050.06]=6.914m/s
Re p=0.005×6.914×1.205/(1.81×10-3)=2300 查图：F G=0.2，∴u mf=1.383m/s
当u=0.5m/s时，尚未流化，为固定床
?p=36k"μ(1-ε)2Lu/d p2ε3=36×5×1.81×10-3(1-0.4)2×0.3×0.5/(0.0052×0.43)=110Pa
当达到流化时：?p=h0(1-ε)(ρs-ρ)g=0.3×(1-0.4)(1200-1.205)×9.81=2117Pa
4-10 一砂滤器在粗砂砾层上铺有厚750mm的砂粒层，以过滤工业用水。砂砾的密度为2550kg/m3，粒径为0.75mm，床层松密度为1400kg/m3。今于过滤完毕后用14℃的水以0.02m/s的空床流速进行砂粒层的返洗。问砂粒层在返洗时是否处于流化状态？
解：1-ε=1400/2550 ε=0.451 14℃水，μ=1.185×10-3Pa.s ρ=1000kg/m3 u mf=0.00923×0.000751.82(2550-1000)0.94/[(1.185×10-3)0.88×10000.06]=0.0047m/s
Re p=0.00075×0.0047×1000/(1.185×10-3)=2.97 不必校正
∵u>u mf故处于流化态
4-11 鲜豌豆近似为球形，其直径为6 mm，密度为1080kg/m3。拟于-20℃冷气流中进行流化冷冻。豆床在流化时的高度为0.3 m，空隙率为0.4。冷冻进行时，空气速度等于临界速度的1.6倍。试估算：（1）流化床的临界流化速度和操作速度；（2）通过床层的压降。
解：（1）-20℃空气，μ=1.62×10-3Pa.s ρ=1.395kg/m3
u mf=0.00923×0.0061.82(1080-1.395)0.94/[(1.62×10-3)0.88×1.3950.06]=9.534 m/s
Re p=9.534×0.006×1.395/(1.62×10-3)=4926 取F G=0.1，u mf=0.953m/s
或u mf'=[0.006×(1080-1.395)×9.81/(24.5×1.395)]0.5=1.363m/s
操作速度u=1.6×1.363=2.18m/s
（2）?p=h0(1-ε)(ρs-ρ)g=0.3×(1-0.4)(1080-1.395)×9.81=1905Pa
4-12 小麦粒度为5mm，密度为1260 kg/m3。面粉的粒度为0.1mm，密度为1400kg/m3。当同样以20℃空气来流化时，试分别求其流化速度的上、下限值，并作此散料和粉料流化操作的比较（比较u t/u mf）。解：20℃空气，μ=1.81×10-3Pa.s ρ=1.205kg/m3
（1）小麦
u'mf=0.00923×0.0051.82(1260-1.205)0.94/[(1.81×10-3)0.88×1.2050.06]=7.4m/s
Re p=0.005×7.4×1.205/(1.81×10-3)=2464 F G=0.2，u mf=7.4×0.2=1.48m/s
或u mf=[0.005×(1260-1.205)×9.81/(24.5×1.205)0.5=1.45m/s
Re pt=0.005×12.46×1.205/(1.81×10-3)=4148>1000
u t=1.74[0.005(1260-1.205)×9.81/1.205]0.5=12.46m/s
u t/u mf=8.6
（2）面粉
u mf'=0.00923×0.00011.82(1400-1.205)0.94/[(1.81×10-5)0.88×1.2050.06]=6.465×10-3
Re p=6.465×10-3×0.0001×1.205/(1.81×10-3)=0.043＜1
u t=0.00012(1400-1.205)×9.81/(18×1.81×10-3)=0.42m/s
Re pt=0.0001×0.42×1.205/(1.81×10-3)=2.8>1
u t/u mf=0.42/(6.465×10-3)=65
4-13 试设计一低真空吸入式气力输送原料小麦的管路，并计算其压降损失。已知管路的垂直和水平两段长度各为10 m，中间有一90?弯头，要求小麦的输送量为5000kg/h。
解：取u a=20 m/s, R s=6 则q v=G s/R sρa=5000/(3600×6×1.2)=0.193 m3/s
d=(4q v/πu a)0.5=(4×0.193/20π)0.5=0.11 m
λa=K(0.0125+0.0011/d)=1.3(0.0125+0.0011/0.11)=0.02925
水平管α1=(30/u a)0.5+0.2R s=(30/20)0.5+0.2×6=2.425
垂直管α2=250/(u a3/2)+0.15R s=250/203/2+0.15×6=3.695 取R/d=6, ξab=0.5
?p=[(α1+α2)λa L/d+ξab R s]ρa u a2/2=[(2.425+3.695)×0.02925×10/0.11+0.5×6]1.2×202/2=4626 Pa
4-14 某牛奶均质机在进行牛奶均质时，将牛奶脂肪球的平均滴径从3.5μm减至1μm，生产能力为2.22×10-5m3/s。试计算均质所需要的压降和功率。已知均质机的k1=500，m=2，牛奶表面张力为10-2N/m。解：We p=k1X m=500(3.5/1)2=6125 又We p=?p H d0r s/σ
∴?p H=σWe p/d0r s=10-2×6125/3.5×10-6=17.5×106Pa
P=?p H×q v=17.5×106×2.22×10-5=388.5W
第五章
5-1 对于水分含量不低于40%的食品，且温度在0~100℃范围内时，其热扩散率可以用同温下水分和其他干物质的热扩散率的加权平均法来计算。根据经验，干物质的热扩散率约为88.5×10-9m 2/s 。根据此法，试计算牛肉的热扩散率。已知牛肉含蛋白质10%，磷脂6%，糖2%及少量多种无机盐，其余为水分。
解： 由附录查得20℃时水的λ=59.89×10-2W/(m .K)，c p =4.183kJ/(kg .K)，ρ=998.2kg/m 3
∴ 水的热扩散率：a 水=λ/c p ρ =59.89×10-2/(4.183×103×998.2)=1.434×10-7m 2/s
牛肉的热扩散率为：a =∑w i a i /∑w i
=[(0.10+0.06+0.02)×88.5×10-9+0.82×1.434×10-7]/[0.10+0.06+0.02+0.82] =1.335×10-7m 2/s
5-2 燃烧炉的平面壁是由一层耐火砖与一层普通砖所砌成，两层的厚度均为100mm ，操作稳定后测得耐火砖内壁表面温度为700℃，普通砖外壁表面温度为130℃，已知耐火砖的导热系数λ1为0.93W/(m?K)，普通砖的导热系数λ2为0.58W/(m?K)，问耐火砖与普通砖的接触面的温度是多少？ 解： q =(t 1-t 3)/(b 1/λ1+b 2/λ2)=(700-130)/(0.1/0.93+0.1/0.58)=2036W/m 2
q =λ1(t 1-t 2)/b 1 2036=0.93×(700-t 2)/0.1 t 2=481℃
5-3 在第1题中，如果在普通砖的外表面再敷上一层厚度为40mm 的85%的氧化镁，以减少外壁面的散热损失。氧化镁层的导热系数λ为0.081W/(m?K)，操作稳定后测得耐火砖内壁表面温度为740℃，氧化镁的外表面温度为90℃，问每小时每平方米壁面的热损失减少了多少？
解： q ’=(t 1-t 4)/(b 1/λ1+b 2/λ2+b 3/λ3)=(740-90)/(0.1/0.93+0.1/0.58+0.04/0.081)=840W/m 2
q -q ’/q =(2036-840)/2036=0.5874 即减少了58.74%
5-4 某蒸汽管外径为51mm ，壁厚1.5mm ，管材热导率λ1为46W/(m?K)，管外包有厚度为30mm 的绝热材料，绝热材料的热导率λ2为0.1246W/(m?K)，管子内表面温度为175℃，绝热层外表面温度为45℃，求每小时每米管长的散热损失。
解：r 1=0.024 m r 2=0.0255m r 3=0.055 m k J /(h .m )9.470W /m 8.1300255
.00555.0ln 1246.01024.00255.0ln 461)
45175(14.32ln 1ln 1)(π223
212131==+-??=+-=r r r r t t l Q λλ
5-5 某蒸汽管道外包有两层热导率不同而厚度相同的保温层。设外层的平均直径（按对数平均值计）为内层的2倍，其热导率也为内层的2倍。若将两保温层对调，其它条件不变，问每米管长的热损失将改变多少？
解：设外层平均直径为d m2，内层平均直径为d m1，则：d m2=2d m1且 λ2=2λ1
由导热速率方程知： δλλδλδλδλδ
5π4π22πm11m11m11m22m11t l d l d l
d t S S t Q ?=+?=+?= 两层材料互换位置后：
δ
λλδ
λδ
t l d l d l d t Q ?=+?=m11m11m11ππ2π2' ∴ Q ’/Q =5/4=1.25
互换位置后，单位管长热损失量增加，说明在本题情况下，热导率小的材料放在内层较适宜。
5-6 某蒸汽管道的外径为219mm ，外表面温度为120℃。管道外包一层厚100mm 的保温层，保温层表面温度为30℃。保温材料的热导率可用：λ=0.52+0.0008t 表示。试求：（1）单位长度管长的热损失；（2）若按平均温度计算热导率，求保温层内的温度分布。
解：（1）Q =-2πrl λd t /d r r 1=0.1095 m ，t 1=120℃，r 2=0.2095m ，t 2=30℃。
分离变量积分得： ??+-=30
1202095.01095
.0d )0008.052.0(π
2d t t r r l Q
(Q/l)×(ln0.2095-ln0.1095)=2×3.14×[(0.52×120+0.0004×1202)-(0.52×30+0.0004×302)]
Q/l=505.3W/m
（2）t m=(120+30)/2=75℃λm=0.52+0.0008×75=0.58W/(m.K)
ln(r2/r1)=ln(0.2095/0.1095)=0.6488
Q’/l=2π(t1-t2)λm/ln(r2/r1)=2×3.14×(120-30)×0.58/0.6488=505.3W/m
2×3.14×(120-t)×0.58/ln(r/0.1095)=505.3W/m
t=-138.7ln r-186.8
5-7 水以1.5 m/s的流速在长为3 m，直径为φ27mm×2.5mm的管内从20℃被加热到40℃。试求水与管壁之间的对流传热系数。如果将水的流速提高到2.2m/s，并近似假设水的热力性质不变，水与管壁之间的对流传热系数大约又是多少？
解：（1）t m=30℃λ=0.6171W/(m.K)，ρ=995.7kg/m3，c p=4.174kJ/(kg.K)，μ=0.8012mPa.s Re=duρ/μ=0.022×1.5×995.7/0.0008012=41011>104Pr=c p m/λ=4.174×0.8012/0.6171=5.42
Nu=0.023Re0.8Pr0.4=0.023×410110.8×5.420.4=221.6
α=Nu×λ/d=221.6×0.6171/0.022=6217W/(m2.K)
（2）α’=(2.2/1.5)0.8α=8446W/(m2.K)
5-8 在套管换热器中将水从25℃加热至80℃，水在内管中流动，水与管壁间的对流传热系数为2000W/(m2.K)。若改为加热相同流量的大豆油，试求对流传热系数。设两种情况下流体均呈湍流流动，两流体在定性温度下的物性：
流体ρ /kgm-3μ /mPa.s c p/kJkg-1K-1λ/Wm-1K-1
水1000 0.54 4.17 0.65
豆油892 7.2 2.01 0.15
解：α油=0.027(λ1/d)(duρ1/μ1)0.8(c p1μ1/λ1)0.33(μ1/μw)0.14
α水=0.023(λ2/d)(duρ2/μ2)0.8(c p2μ2/λ2)0.4
∵d、u不变，两种情况下α之比为：
α油/α水=(0.027/0.023)(λ1/λ2)(ρ1μ2/μ1ρ2)0.8(c p1μ1/λ1)0.33(μ1/μw)0.14(c p2μ2/λ2)-0.4
=1.174×(15/65)×[892×0.54/(1000×7.2)]0.8×(2.01×7.2/0.15)0.33×1.05×(4.17×0.54)-0.4
=1.174×0.231×0.1149×4.517×1.05×0.608=0.08986
α油/α水=(0.027/0.023)(λ10.67/λ20.6)(ρ1/ρ2)0.8(μ20.4/μ10.47)×1.05×(c p10.33/c p20.4)
=1.2326×(0.150.67/0.650.6)(0.892)0.8(20100.33/41700.4)/(0.00720.33/0.000540.4)
=1.2326×0.3633×0.9126×0.4385/1.995=0.0898
∴α油=2000×0.08986=179.7W/(m2.K)
5-9 冷却水以错流方式流过管子外侧，以冷却管内的牛奶。水流速度为0.5m/s，管子外径为20mm。如果水的平均温度为15℃，管外壁温度为80℃，试求管壁对冷却水的对流传热系数。
解：由水的平均温度即定性温度15℃，查得：ρ=999.45kg/m3，λ =0.5867W/(m.K)，μ=0.0011564Pa.s，Pr=8.265，及Pr w=2.22
∴Re o=d o uρ/μ = 0.02×0.5×999.45/0.0011564=8643>1000
∴Nu=0.25Re0.6Pr0.38(Pr/Pr w)0.25
管壁对冷却水的表面传热系数为：
α=0.25Re0.6Pr0.38(Pr/Pr w)0.25×λ/d o=0.25×86430.6×8.2650.38×(8.265/2.22)0.25×0.5867/0.02
=0.25×230.1×2.231×1.389×0.587/0.02=5232W/(m2.K)
α=0.41Re0.6Pr0.33(Pr/Pr w)0.25×λ/d o=0.41×86430.6×8.2650.33×(8.265/2.22)0.25×0.5867/0.02
=0.41×230.1×2.008×1.389×0.587/0.02=7723W/(m2.K)
5-10 将粗碎的番茄通过管子从温度20℃加热至75℃。管子内径为60mm，表面温度保持105℃。番茄流量为1300kg/h。已知物性数据是：ρ =1050kg/m3；c p=3.98kJ/(kg.K)；μ=2.15cP（47.5℃时），1.2cP（105℃时）； λ=0.61W/(m.K)。试求对流传热系数。
解：u=q mh/ρA=1300/(1050×0.785×0.062×3600)=0.1216m/s
Re=duρ/μ=0.06×0.1216×1050/0.00215=3563 属过渡流
Pr=c pμ/λ=3.98×2.15/0.61=14.03
α=0.027Re0.8Pr1/3(μ/μw)0.14×λ/d=0.027×35630.8×14.031/3(2.15/1.2)0.14×0.61/0.06=498.42W/(m2.K)
校正系数为：φ =1-6×105/Re1.8=1-6×105/35631.8=0.7574
∴α'=498.42×0.7574=377.5W/(m2.K)
5-11 脱脂牛奶流过φ32mm×3.5mm的不锈钢管，被管外水蒸汽加热。某处管壁温度为70℃，蒸汽冷凝温度为110℃，管子系水平放置。求换热器第一排管子的该处的对流传热系数。
解：110℃下饱和水蒸汽的冷凝潜热r=2232kJ/kg，由定性温度t m=(t s+t w)/2=(110+70)/2=90℃，查得水的物性数据：ρ=965.3 kg/m3，λ=0.6804W/(m.K)，μ=0.0003165Pa.s
管子水平放置时，表面传热系数为：
α=0.725(λ3ρ2gr/n2/3d oμ?t)1/4
=0.725[0.68043×965.32×9.81×2.232×103/(1×0.032×0.0003165×40)]1/4=8136W/(m2.K)
5-12 热水在水平管中流过，管子长3m，外径50mm，外壁温度50℃，管子周围空气温度10℃，试求管外自然对流所引起的热损失。
解：t m=(t b+t w)/2=(10+50)/2=30℃，查得30℃空气的物性数据：
ρ=1.165 kg/m3，λ=0.0267 W/(m.K)，μ=1.86×10-5 Pa.s，
Pr=0.701，l=d o=0.05 m，ν =μ/ρ=1.86×10-5/1.165=1.597×10-5 m2/s
αv=1/t mk=1/(30+273)=0.0033 1/K
Gr=αv g?tl3/ν2=0.0033×9.81×(50-10)×0.053/(1.597×10-5)2=6.347×105
PrGr=6.347×105×0.701=4.449×105
α=C(PrGr)n×λ/l=0.4×(4.449×105)1/4×0.0267/0.05=5.5165W/(m2.K)
Q=αS?t=5.5165×0.05π×3×(50-10)=103.9W
5-13 试计算某蒸煮锅的垂直侧壁对周围的热损失。锅子直径为0.9m，高为1.2m。其外部有绝缘层，外表面温度为49℃，空气温度为15℃。
解：t m=(t b+t w)/2=(15+49)/2=32℃，查得32℃空气的物性数据：ρ=1.1596kg/m3，λ=0.02688W/(m.K)，μ=1.87×10-5Pa.s，Pr=0.7008，l=1.2m，ν=μ/ρ=1.87×10-5/1.1596=1.613×10-5m2/s
αv=1/t mk=1/(32+273)=0.003279 1/K
Gr=αv g?tl3/ν2=0.003279×9.81×(49-15)×1.23/(1.613×10-5)2=7.264×109
PrGr=7.264×109×0.7008=5.091×109
α=C(PrGr)n×λ/l=0.129×(5.091×109)0.33×0.02688/1.2=4.614W/(m2.K)
Q=αS?t=4.614×0.9π×1.2×(49-15)=532W
5-14 用常压饱和水蒸汽在直立的列管换热器内加热糖汁，蒸汽在管外冷凝。管直径为φ25mm×2.5mm，长2m，列管外表面平均温度可取为94℃，蒸汽流量为720kg/h，试按冷凝要求估算列管的根数。设换热器的热损失可忽略。
解：由附录查得常压饱和蒸汽冷凝温度为100℃，汽化潜热r=2258kJ/kg；定性温度=(t W+t s)/2=(94+100)/2=97℃；97℃下水的物性：ρ=960.5kg/m3，λ=0.682W/(m.K)，μ=0.2936×10-3Pa.s 先按滞流计算α，即：
α=1.13(gρ2λ3r/lμ?t)1/4
=1.13{9.81×960.52×0.6823×2258×1000/[2×0.2936×10-3×(100-94)]}1/4=7401W/(m2.K)
而Q=rq m=αS o?t
即2258×1000×720/3600=7401×π×0.025×2×n×(100-94) ∴n=65根
核算流型：M=720/(3600×65π×0.025)=0.03918kg/(m.s)
Re=4M/μ=4×0.03918/0.2936×10-3=533.8<1800 为滞流，故假设正确。
5-15 试求外径为70mm，长度为3m的钢管在表面温度为227℃时的辐射热损失。假定：（1）该钢管处于很大的砖屋内，砖壁面的温度为27℃；（2）该钢管处于断面为0.3×0.3m的砖槽内，若砖壁面的温度为57℃。
解：钢的黑度取为0.95，砖的黑度取为0.55
（1）属于很大的物体2包住物体1的情况，c1-2=ε1c0=0.95×5.67=5.387 W/(m2.K4) S1=0.07×3.14×3=0.6594 m2，?=1
Q=c1-2×?×S1×[(T1/100)4-(T2/100)4]=5.387×0.6594×[(500/100)4-(300/100)4]=1932.4W
（2）属于物体2恰好包住物体1的情况，S1=0.6594m2，?=1
c1-2=c0/(1/ε1+1/ε2-1)=5.67/(1/0.55+1/0.95-1)=3.031 W/(m2.K4)
Q’=c1-2×?×S1×[(T1/100)4-(T2’/100)4]=3.031×0.6594×[(500/100)4-(330/100)4]=1012.1W
5-16 两平行的大平板，放在空气中，相距5 mm。一平板的黑度为0.15，温度为350K；另一平板的黑度为0.05，温度为300 K。若将第一块板加涂层，使其黑度变为0.025，试计算由此引起的辐射传热热流密度改变的百分率。
解：辐射传热的热通量为：
q=C1-2?[(T1/100)4-(T2/100)4]=C o[(T1/100)4-(T2/100)4]/(1/ε1+1/ε2-1)
=0.15×0.05×5.67×(3.54-34)/(0.15+0.05-0.15×0.05)=15.26W/m2
当一板黑度变为0.025时，辐射热通量变为：
q’=0.025×0.05×5.67×(3.54-34)/(0.025+0.05-0.025×0.05)=6.637W/m2
辐射传热量减少百分数为：(15.26-6.63)/15.26×100%=56.5 %
5-17 试估算烤炉内向一块面包辐射传递的净热量。已知炉温为175℃，面包的黑度为0.85，表面积为645cm2，表面温度为100℃。估算时可认为一块面包的表面积与炉壁面积相比，相对很小。解：烤炉内向一块面包辐射传递的净热量为：
Q1-2=C1-2?S[(T2/100)4-(T1/100)4]
本题属于很大的物体2（炉壁）包住物体1（面包）的情况，故：S=S1=645cm2
C1-2=C oε1=5.67×0.85=4.8195W/(m2.K4) ?=1
Q1-2=4.8195×1×645×10-4{[(175+273)/100]4-[(100+273)/100]4}=65.05W
5-18 在果汁预热器中，参加换热的热水进口温度为98℃，出口温度为75℃。果汁的进口温度为5℃，出口温度为65℃。求两种流体顺流和逆流时的平均温度差，并将两者作比较。
解：（1）逆流时?t1=t h1-t c2=98-65=33℃?t2=t h2-t c1=75-5=70℃
∴?t m=(?t1-?t2)/[ln(?t1/?t2)]=(33-70)/[ln(33/70)]=49.20℃
（2）顺流时?t1=t h1-t c1=98-5=93℃?t2=t h2-t c2=75-65=10℃
∴?t m=(93-10)/[ln(?t1/?t2)]=37.22℃
5-19 香蕉浆在管外单程管内双程的列管换热器中用热水加热，热水在管外。香蕉浆的流量为500kg/h，比热容为3.66kJ/kgK，从进口初温16℃加热至75℃。热水的流量为1000kg/h，进口温度为95℃。换热器的平均传热系数K=60W/(m2.K)。求换热器传热面积。
解：Φ=q mc c p c(t c2-t c1)=500/3600×3.66×1000×(75-16)=2.999×104 W
忽略热损，则：Q=q m h c p h(t h1-t h2)
∴t h2=t h1-Q/q m h c p h=95-2.999×104/(1000×4.187×1000/3600)=69.21℃
这样R=(t h1-t h2)/(t c2-t c1)=(95-69.21)/(75-16)=0.4371
P=(t c2-t c1)/(t h1-t c1)=(75-16)/(95-16)=0.7468
从图中查得ε△t=0.72
?t m’逆=[(t h1-t c2)-(t h2-t c1)]/ln[(t h1-t c2)/(t h2-t c1)]=[(95-75)-(69.21-16)]/ln[(95-75)/(69.21-16)]=33.94℃?t m=ε△t?t m’逆=0.72×33.94=24.44℃
S=Q/K?t m=2.999×104/(60×24.44)=20.45m2
5-20 某列管式换热器用100℃的饱和蒸汽对液体进行加热，将液体从25℃加热到60℃，问换热器的平均传热温差是多少？
解：?t1=100-25=75℃?t2=100-60=40℃
?t m=(75-40)/ln(75/40)=55.68℃
5-21 某列管式换热器的传热面积为60m2（近似认为换热管的内外表面积相等），用80℃的饱和水蒸汽每小时将60吨的糖汁从25℃升温到50℃，若糖汁的比热容c p为4.0kJ/(kg.K)，问：换热器的总传热系数是多少？若运行了一段时间之后，管程壁面上产生了污垢，使总传热系数下降为500W/(m2.K)，问这时污垢的热阻b/λ的数值是多少？
解：（1）Q=q m c c p c(t c2-t c1)=60000×4×103×(50-25)/3600=1.667×106W
?t m=(50-25)/ln[(80-25)/(80-50)]=41.24℃
K=Q/S?t m=1.667×106/(60×41.24)=673.5W/(m2.K)
（2）b/λ=1/K’-1/K=1/500-1/673.5=5.152×10-4m2.K/W
5-22 一两壳程的列管式换热器使用汽凝水对冷水加热，入口汽凝水的温度为95℃，出口汽凝水的温度为50℃，冷水在入口处的温度为25℃，在出口处的温度为50℃，求该换热器的平均传热温差。解：?t m逆=[(95-50)-(50-25)]/ln[(95-50)/(50-25)]=34.02℃
R=(t h1-t h2)/(t c2-t c1)=(95-50)/(50-25)=1.8 P=(t c2-t c1)/(t h1-t c1)=(50-25)/(95-25)=0.357
从图中查得ε△t=0.96 ?t m=ε△t?t m’逆=0.96×34.02=32.66℃
5-23 牛奶在φ32mm×3.5mm的不锈钢管中流过，外面用蒸汽加热。不锈钢的热导率为17.5W/(m.K)，管内牛奶的对流传热系数为500W/(m2.K)，管外蒸汽的表面传热系数为8000W/(m2.K)。试求总热阻和传热系数K。如管内有0.5mm的有机污垢层，其导热系数为1.5W/(m.K)，求热阻增加的百分数。解：以管外壁为基准，总阻力：
1/K o=d o/αi d i+δd o/λd m+1/αo=32/(500×25)+0.0035×32/(17.5×28.5)+1/8000=0.00291m2K/W 总传热系数K o=343.7W/(m2.K)
若管内有0.5mm的有机垢层，则热阻为：1/K’o=1/K o+0.0005×32/(1.5×25)=0.003336m2K/W 热阻增加的百分数为：(0.003336-0.00291)/0.00291=14.64%
或0.0005×32/(1.5×25)=0.0004267m2K/W
0.0004267/0.00291=14.66%
5-24 一列管换热器由40根φ25mm×2.5mm的管子组成。用饱和蒸汽加热糖汁，溶液在管内流动，已知蒸汽冷凝的对流传热系数为10000W/(m2.K)，管内糖汁的对流传热系数为2000W/(m2.K)，忽略管壁及污垢热阻，求基于外表面的传热系数。若采取措施使：（1）冷凝对流传热系数增加20%；（2）管内糖汁对流传热系数增加20%。求两种情况下总传热系数分别增加多少？
解：1/K o=d o/αi d i+1/αo=25/(2000×20)+1/10000=7.25×10-4m2K/W
∴K o=1379 W/(m2.K)
（1）当冷凝表面传热系数增加20%，即αo’=12000W/(m2.K)，
K o’=(d o/αi d i+1/αo’)-1=[25/(2000×20)+1/12000]-1=1412W/(m2.K)
(K o’-K o)/K o=[(1412-1379)/1379]×100%=2.39 %
（2）管内糖汁表面传热系数增加20%，即αi’=2400 W/(m2.K)，
K o”=(1/αi’d i+d o/αo)-1=[25/(2400×20)+1/10000]-1=1611W/m2K
(K o”-K o)/K o=[(1611-1379)/1379]×100%=16.82 %
由计算可知，增加阻力较大侧的α，能有效地提高K o。
5-25 一单程列管换热器由25根φ19mm×2mm，长4 m的管子组成。温度为120℃的饱和蒸汽在壳侧冷凝（冷凝液为饱和液体），以加热管内的植物油，将油从20℃加热至85℃，若换热器的传热负荷为125kW，蒸汽冷凝对流传热系数为10000W/(m2.K)，油侧垢层热阻为0.0005m2.K/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。若将油的流速加倍，此时换热器的总传热系数为原来的1.75倍，油的物性不变，试求油的出口温度。
解：（1）?t1=120-20=100℃?t2=120-85=35℃
?t m=(?t1-?t2))/ln(?t1/?t2)=(100-35)/ln(100/35)=61.92℃
S i=25π×0.015×4=4.71m2
K i=Q/S i?t m=125000/(4.71×61.92)=428.6W/(m2.K)
1/K i=1/αi+d i/αo d o+R si=1/αi+15/(10000×19)+0.0005=1/428.6
解得αi=570W/(m2.K)
（2）K i’=1.75K i=1.75×428.6=750 W/(m2.K)，q m c’=2q m c
Q’=q m c’c p c(t c2’-t c1)=2q m c c p c(t c2’-20)
Q =q m c c p c(t c2-t c1)=q m c c p c(85-20)=125000W
q m c c p c=125000/(85-20)=125000/65
Q '=2×125000×(t c2’-20)/65=250000×(t c2’-20)/65
Q’=K i’S i?t m’
?t m’=[(120-20)-(120-t c2’)]/ln[(120-20)/(120-t c2’)]
Q ’=750×4.71×(t c2’-20)/ln[100/(120-t c2’)]
联立和： ln[100/(120-t c2’)]=750×4.71×65/250000=0.91845
100/(120-t c2’)=2.5 t c2’=80.1℃
[注：本题宜用内表面作基准]
（1）?t m =(?t 1-?t 2))/ln(?t 1/?t 2)=(100-35)/ln(100/35)=61.92℃
S o =25π×0.019×4=5.97m 2
K o =Q /S o ?t m =125000/(5.97×61.92)=338.4W/(m 2.K)
1/K o =d o /αi d i +1/αo +R si d o /d i =19/15αi +1/10000+0.0005×19/15=1/338.4 解得 αi =570W/(m 2.K)
（2）K o ’=1.75K i =1.75×338.4=592.2W/(m 2.K)
Q '=2×125000×(t c2’-20)/65=250000×(t c2’-20)/65
Q ’=K o ’S o ?t m ’
?t m ’=[(120-20)-(120-t c2’)]/ln[(120-20)/(120-t c2’)]
Q ’=592.2×5.97×(t c2’-20)/ln[100/(120-t c2’)]
联立和： ln[100/(120-t c2’)]=592.2×5.97×65/250000=0.9192
100/(120-t c2’)=2.5 t c2’=80.1℃
5-26 在一逆流套管换热器中冷、热流体进行热交换。两流体进、出口温度分别为t 1=20℃，t 2=85℃，T 1=100℃，T 2=70℃。若将冷流体流量加倍，设总传热系数不变，忽略热损失，试求两流体的出口温度和传热量的变化。
解：Q =q m h c p h (t h1-t h2)=q m c c p c (t c2-t c1)
)
()(ln )()()()(ln )()()(c1h2c2
h1c1c2h2h1c1h2c2h1c1h2c2h1h2h1h h t t t t t t t t KS t t t t t t t t KS t t c q p m -----=-----=- 将代入：
)70
10020851()1()()(ln h h h2h1c1c2h h c1h2c2h1---=---=--p m p m c q KS t t t t c q KS t t t t
同样 )21(''ln c
c h h h h c1h2c2h1p m p m p m c q c q c q KS t t t t -=--
q m h c p h /q m c ’c p c =q m h c p h /2q m c c p c =(85-20)/[2×(100-70)]=1.083
由
100ln
h2c2--=---t t 473.020
''100ln
h2c2=--t t (100-t c2’)/(t h2’-20)=0.9179 即 t c2’=118.4-0.9179t h2’
Q ’=q m h c p h (t h1-t h2’)=q m c c p c (t c2’-t c1)=2q m c c p c (t c2’-t c1)
∴ t c2’=t c1+q m h c p h (t h1-t h2’)/2q m c c p c =20+1.083(100-t h2’)=128.3-1.083t h2’
两种情况下传热量之比：Q ’/Q =q m h c p h (t h1-t h2’)/[q m h c p h (t h1-t h2)]=(100-60.0)/(100-70)=1.33
5-27 试求通过面包炉砖墙的热损失q （W/m 2），并求出内外墙面温度。已知：墙砖厚250mm ，热
导率0.7W/(m .K)，炉内烟气温度250℃，对流传热系数23W/(m 2.K)，炉外空气温度30℃，表面传
热系数9.3W/m 2K 。
解： 1/K =1/αI +δ/λ+1/αo =1/23+0.25/0.7+1/9.3 ∴ K =1.968W/(m 2.K)
通过面包炉砖墙的热损失为： q =K ?t m =K (t i -t o )=1.968(250-30)=432.96W/m 2
而 q =αi (t h -t hw )=αo (t cw -t )
∴ 内墙面温度 t hw =t h -q /αi =250-432.96/23=231.2℃
外墙面温度 t cw =t +q /αo =30+432.96/9.3=76.55℃
5-28 用饱和水蒸汽将空气从20℃加热至90℃。饱和蒸汽压强为200kPa，现空气流量增加20%，但要求进出口温度不变，问蒸汽压强应提高至何值方能完成任务？设管壁和污垢热阻均可忽略。解：K≈α，α∝u0.8。提高流量后的情况用上标“’”表示，则：α’=α×1.20.8=1.157α由附录查得p=200 kPa时饱和温度为120.2℃。现空气流量增加20%，若仍在原换热器中进行操作，则必须提高加热蒸汽温度(即压强)才能完成任务。
Q=q m c c p c?t Q’=q m c’c p c?t=1.2q m c c p c?t=1.2Q
?t m=[(t h-t c1)-(t h-t c2)]/ln[(t h-t c1)/(t h-t c2)]=[(120.2-20)-(120.2-90)]/ln[(120.2-20)/(120.2-90)]=58.37℃∴Q=KS?t m=58.37αS
流量增大后：Q’=1.2Q=K’S?t m’=1.157×αS?t m’
则 1.2×58.37αS=1.157×αS?t m’
即?t m’=1.2×58.37/1.157=60.54℃
或?t m’=[(t h’-t c1)-(t h’-t c2)]/ln[(t h’-t c1)/(t h’-t c2)]=[(t h’-20)-(t h’-90)]/ln[(t h’-20)/(t h’-90)]=60.54℃解得t h’=122.1℃
由附录查出，将饱和蒸汽压强提高至约为213 kPa即可完成任务。
5-29 水在列管式换热器的管内被加热，设Re>104。若忽略物性变化，试估算下列情况下对流传热系数α的变化：（1）管径不变，流量加倍；（2）管径减为原来的一半，流量不变；（3）管径、流量均不变，管程数加倍。
解：因为Re>104，则α=0.023(duρ/μ)0.8(c pμ/λ)0.4λ/d=Au0.8/d0.2
（1）管径不变，流量加倍：u’=2u
α’/α = (u’/u)0.8=20.8=1.741
（2）管径减为原来的一半，流量不变：d’=d/2，u’=4u
α’/α =40.8/0.50.2=21.8=3.48
（3）管径、流量均不变，管程数加倍：
u’=2u α’/α=(u’/u)0.8=20.8=1.741
5-30 某种蔬菜叶子，厚度为0.8×10-3m，其初温为20℃，将其泡在90℃的热水中。假定浸泡一开始，叶子表面温度即为此温度。试求经1秒钟后，菜叶的中心面和离表面80μm处达到什么温度。已知菜叶的热扩散率为15×10-8m2/s。
解：此题可看成是无限大平板的不稳定传热。根据题意,“浸泡一开始叶子表面温度即为水温”，即λs<<α。
（1）菜叶中心处y=0 m=0
Fo=aτ/R2=15×10-8×1/(0.8×10-3/2)2=0.9375 Lo=X/R=0
按以上数值查图，过余温度准数为Θ=0.13
而Θ=(t f-t)/(t f-t0) ∴t=t f-Θ(t f-t0)=90-0.13×(90-20)=80.9℃（2）离表面80μm处：m=0 Fo=aτ/R2=15×10-8×1/(0.8×10-3/2)2=0.9375 Lo=R-X/R=1-80×10-6/(0.4×10-3)=0.8
按以上数值查图，过余温度准数为：Θ=0.035
∴t=t f-Θ(t f-t0)=90-0.035×(90-20)=87.55℃
5-31 直径10cm，高6.5cm的罐头，内装固体食品。其比热容为3.75kJ/(kg.K)，密度1040kg/m3，导热系数 1.5W/(m.K)，初温为70℃。放入120℃杀菌锅内加热，蒸汽对罐头的表面传热系数为8000W/(m2.K)。试分别预测30、60、90分钟后，罐头的中心温度。
解：（1）计算无限长圆柱体的Θ：
m=λ/αR=1.5/(8000×0.05)=0.00375≈0
Fo=aτ/R2=λτ/ρc p R2=1.5×60τ/(1040×3.75×1000×0.052)=0.009231τ
其中罐头壳壁热阻可以忽略不计，几何相似准数Lo=X/R=0
按以上数值查图可得无限长圆柱体的过余温度准数Θ为：
30分钟：Fo=0.2769 Θ=0.35
60分钟：Fo=0.5532 Θ=0.09
90分钟：Fo=0.8308 Θ=0.0125
（2）计算无限大平板：
δ取罐头高度的一半，即 δ =6.5/2=3.25cm
Fo =a τ/δ2=λτ/ρc p δ2=1.5×60τ/(1040×3.75×1000×0.03252)=0.02185τ
同样Bi =0，Lo =X/R =0 查图可得无限大平板的过余温度准数Θ 为：
30分钟：Fo =0.6554 Θ=0.4
60分钟：Fo =1.311 Θ=0.065
90分钟：Fo =1.966 Θ=0.012
（3）按有限圆柱体计算罐头：
Θ有限圆柱体=Θ无限圆柱体×Θ无限平板 t =t f -Θ(t f -t )
30分钟：Θ=0.35×0.4=0.14 t =120-0.14(120-70)=113℃
60分钟：Θ=0.09×0.065=0.00585 t =120-0.00585(120-70)=119.7℃
90分钟：Θ=0.0125×0.012=0.00015 t =120-0.00015(120-70)=120.0℃
5-32 直径6mm 的豌豆，其初温为10℃。在常压下，快速投入蒸汽中，假定表面温度瞬时即达蒸汽温度。问中心温度达到90℃时需要多少时间？豌豆的热扩散率约等于水，平均值为0.16×10-6m 2/s 。 解： 此题可看成是圆球的不稳定传热，m =0
Fo =a τ/R 2=0.16×10-6τ/0.0032=0.01778τ Lo =X /R =0
Θ=(t f -t )/(t f -t 0)=(100-90)/(100-10)=0.1111
按以上数值查图得： Fo =0.25
∴ 中心温度达到90℃需时间为：τ=0.25/0.01778=14.06s
5-33 某间歇式加热釜内被液体质量为1500kg ，定压比热容c p 为3.6kJ/(kg .K)，加热釜内的传热面积为2m 2，液体的初温为20℃，要求加热到终温为80℃。用于加热的饱和蒸汽温度为110℃，釜内设有搅拌器。若换热器的总传热系数K 为1300W/(m 2?K)（视为常数），求所需加热的时间。 解： 由热量衡算： K S (t s -t c )d τ=mc p d t c
??=-c2c10c s c d d t t p mc SK t t t τ
τ 积分得 ln(t s -t c1)-ln(t s -t c2)=K S τ/mc p τ=mc p [ln(t s -t c1)-ln(t s -t c2)]/K S =1500×3.6×103×(ln90-ln30)/(1300×2)=2281s
5-34 带有搅拌器的牛奶加热槽内有20℃的牛奶200kg ，槽内有传热面积0.5m 2的蛇管。今以120℃的蒸汽通入蛇管进行加热，试求牛奶的升温规律（即温度随时间的变化关系）。假定传热系数为
460W/(m 2.K)。
解： 由热量衡算： K S (t s -t c )d τ=mc p d t c
??=-c c00c s c d d t t p mc SK t t t τ
τ 积分得 ln(t s -t c0)-ln(t s -t c )=K S τ/mc p 由附录查得牛奶的比热容为： c p =4 kJ/(kg .K)
∴ ln(120-t )=ln(120-20)-460×0.5τ/(200×4000)
牛奶的升温规律 t =120-100exp(-0.0002875τ)
第六章
6-1 试估算固形物含量为30%的番茄酱在常压和720mmHg 真空度下蒸发时的沸点升高，番茄酱的沸点升高数据可参考糖溶液，忽略静压引起的沸点升高，大气压强取760mmHg 。
解: 绝压=760-720=40mmHg=5333 Pa
在5.3kPa 下水沸点为33.4℃→306.6K ，潜热2416.1kJ/kg
查糖液性质 ?0'=0.6℃ ∴ ?'=0.0162×0.6×306.62
/2416.1=0.4℃
6-2 上题中若加热管长度为4m ，则沸点升高又为多少？计算时番茄酱的密度可近似取为1000kg/m 3。
解： p m =p 0+ρgh /2=5333+1000×
9.81×4/2=24953Pa 在25 kPa 下，水沸点为63.3℃ ∴ ?"=63.3-33.4=29.9℃ ?=?'+?"=30.3℃
6-3 在单效真空蒸发器内，每小时将1500kg牛奶从浓度15%浓缩到50%。已知进料的平均比热容为3.90kJ/(kg.K)，温度80℃，加热蒸汽表压为1×105Pa，出料温度60℃，蒸发器传热系数为1160W/(m2.K)，热损失可取为5%。试求：（1）水分蒸发量和成品量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器传热面积。解：（1）W=F(1-w0/w1)=1500(1-15/50)=1050kg/h
产品量为：F-W=1500-1050=450kg/h
（2）D=1.05×[Fc p0(t1-t0)+Wr']/r=1.05×[1500×3.9×(60-80)+1050×2355.1]/2204.6=1122kg/h 此处r'按60℃查，r按200kPa绝压查，且知T=120.2℃
（3）S=Q/K?t=Dr/K?t=1122×2204.6×103/[3600×1160×(120.2-60)]=9.84m2
6-4 在某次试验研究中，桃浆以65kg/h的流量进入连续真空蒸发器内进行浓缩，进料温度为16℃，固溶物含量为10.9%，产品排出温度为40℃，固溶物含量为40%，二次蒸汽在间壁式冷凝器中冷凝，离开冷凝器的汽凝水温度为38℃。试求：（1）产品和凝结水的流量；（2）采用121℃蒸汽供热时的蒸汽消耗量（热损失不计）；（3）若冷却水进冷凝水时温度为21℃，离开时为29.5℃，求其流量。桃浆进料比热容可取为3.9kJ/(kg.K)，冷却水比热容可取为4.187kJ/(kg.K)。
解：（1）W=F(1-w0/w1)=65(1-10.9/40)=47.3 kg/h →汽凝水量
产品量=F-W=17.7 kg/h
（2）r=2202.5 kJ/kg，r'=2401.1 kJ/kg
D=[Fc p n(t1-t n)+Wr']/r=[65×3.9(40-16)+47.3×2401.1]/2202.5=54.3kg/h
（3）q mw=[Wr'+Wc p w(t1'-t1)]/[c p w(t4'-t3')]=[47.3×(2401.1+4.187×2)]/[4.187×(29.5-21)]=3202kg/h
6-5 用某真空蒸发器浓缩含大量蛋白质的食品溶液，当加热管子表面洁净时，传热系数为1400W/(m2.K),当操作一段时间后，形成了厚0.5mm的垢层，问蒸发器的生产能力将发生什么变化？污垢的导热系数可取为0.2W/(m.K)。
解：1/K'=1/K+δr/λr=1/1400+0.5×10-3/0.2=3.21×10-3
K'=311W/(m2.K) Q'/Q=K'/K=22%，即生产能力降为原来的22%
6-6 对某糖类真空蒸发器的传热系数进行实际测定，蒸发器内料液浓度为50%，密度1220kg/m3，加热蒸汽的压强为2×105Pa，分离室内真空度600mmHg，大气压强可取为760mmHg，蒸发器内液层深度为2.8m，沸点进料，经3小时试验后得蒸发的水分量为2.7×104kg。已知蒸发器传热面积为100m2，假定热损失为总传热量的2%，试求传热系数。
解：W=2.7×104/3=9000kg/h=2.5 kg/s
分离室内压强760-600=160 mmHg→21331Pa→61℃，r’=2352.1kJ/kg
加热蒸汽200 kPa→T=120.2℃，r=2204.6kJ/kg
D=Wr'×1.02/r=2.5×2352.1×1.02/2204.6=2.72kg/s
Q=Dr=5997 kW 50%糖液，?0'=1.8℃，
?'=0.0162(61+273)2×1.8/2352.1=1.38℃
p m=21331+1220×9.81×2.8/2=38088Pa→73.39℃t=1.38+73.39=74.8℃
K=Q/S(T-t)=5997×103/[100(120.2-74.8)]=1321W/(m2.K)
6-7 在双效顺流蒸发器中浓缩脱脂牛奶。进奶固体含量为10%，温度为55℃，第一效中沸点为77℃，第二效中沸点为68.5℃，末效排出浓奶的固体含量为30%，假设固形物的比热容为2 kJ/(kg.K)，试近似估算离开第一效牛奶的固体含量。（提示：以100kg进料为基准，作第二效的热量衡算）。沸点升高可忽略。
解：以100kg进料为基准，可写出：
W1=F(1-w0/w1)=100(1-w0/w1)
W2=(F-W1)(1-w1/w2)=(100-W1)(1-w1/30)
c p1=c p s w1+(1-w1)c p w=2w1+4.187(1-w1) D2=W1
D2=[(F-W1)c p1(t2-t1)+W2r2']/r'=[(100-W1)c p1(68.5-77)+W2×2334.9]/2314.8
用试差法解得w1=14.94%，W1=D2=33.0，W2=33.6，c p1=3.86kJ/(kg.K)
6-8 如上题，所有条件均相同，唯采用逆流操作，且第一效加热蒸汽温度100℃。求由末效流入第一效料液中的固体含量。
解：W
物料平衡：一效Fw0=(F-W2)w1
二效(F-W2)w1=(F-W1-W2)w2
比热容：c p0=c p s w0+(1-w0)c p w=2×0.1+0.9×4.187=3.97 kJ/(kg.K)
c p2=2×0.3+0.7×4.187=3.53 kJ/(kg.K)
c p1=2w1+4.187(1-w1)
热量衡算：D1=[(q F-W1-W2)c p2t1+W1r1'-(F F-W2)c p1t2]/r1
D2=W1=[(q m F-q m w2)c p1t2+W2r2'-Fc p0t0]/r1'
由此得方程组：W2=100(1-0.1/w1)
W1=(100-W2)(1-w1/0.3)
c p1=2w1+4.187(1-w1)
D1=[(100-W1-W2)×3.53×77+2314.8W1-68.5c p1(100-W2)]/2258.4
D2=W1=[(100-W2)×c p1×68.5+2334.9W2-100×3.97×55]/2314.8
试差解得：w1=15.18%，c p1=3.855kJ/(kg.K)，W1=32.5kg，W2=34.1kg，D1=29.44kg
6-9 用双效顺流蒸发某热敏食品，加热蒸汽温度为110℃，冷凝器的冷凝温度为40℃，一切温差损失均忽略不计，且规定料液最高允许温度为65℃，假定两效的传热系数相等，试估算两效传热面积之比（可设等蒸发量分布及1 kg蒸汽蒸发1kg水）。
解：由等蒸发量可得：W1=W2
∵1 kg汽蒸1 kg水，∴D1=D2?Q1≈Q 2
而Q1=K1S1(T1-t1) Q2=K2S2(t1-t2)
二式相除，K1=K2
∴S1/S2=(t1-t2)/(T1-t1)=(65-40)/(110-65)=0.556
或S2/S1=1.8
6-10 同上题，若用等面积原则设计两效设备，试问是否合理？又如果第二效采取改善循环的措施，提高了传热系数，使它为第一效传热系数的2倍，问等面积设计原则是否合理？
解：上题若用等面积分析，则必有：K1S1(T1-t1)/[K2S2(t1-t2)]=(T1-t1)/(t1-t2)=φ
即：(110-t1)/(t1-40)=1? t1=75℃，不合理（因t1不高于65℃）
而当K2=2K1时，有(110-t1)/[2(t1-40)]=1? t1=63.3℃，可以。
6-11 在双效顺流蒸发器内蒸发1 t/h，浓度为10%的某溶液，溶液浓度在第一效内为15%，在第二效内为30%。第一效内沸点为108℃，第二效内沸点为75℃，第二效二次蒸汽的绝对压强为30kPa，设15%溶液的比热容为3.559kJ/(kg.K)，问料液由第一效进入第二效时自蒸发的水分量是多少？此水分量占总水分蒸发量的百分之几？
解：W=F(1-w0/w2)=1000(1-10/30)=2000/3kg/h
W1=F(1-w0/w1)=1000(1-10/15)=1000/3kg/h
由第一效进入第二效的料液量为：F-W1=1000-1000/3=2000/3kg/h
第二效二次蒸汽潜热，r2'=2333.7kJ/kg
∴W'=(2000/3)×3.559×(108-75)/2333.7=33.55kg/h
W'/W=33.55/(2000/3)=0.05=5%
6-12 试设计计算一双效逆流蒸发器以浓缩番茄汁，要求浓度从4.20%浓缩到28%，原料被预热至最高温60℃后进料。原料处理量为每天100吨（每天按20小时计），所用的加热蒸汽压强为120kPa（绝对），冷凝器的真空度选用700mmHg，第一效用强制循环，传热系数为1800W/(m2.K)，第二效用自然循环，传热系数为900W/(m2.K)，试计算蒸发量、加热蒸汽消耗量和传热面积。（忽略温差损失，比热容中可忽略固体比热容）
解：W=F(1-w0/w1)=(100×103/20)(1-4.25/28)=4241kg/h
由题意t1=60℃=t h1' t2=t h2'=41.3℃
其中，由p2=60×133.2=8000Pa →t2=41.3℃，r2'=2398.2kJ/kg
由p1=120kPa，t h1=104.5℃, r1=2246.8kJ/kg
t =60℃，r1'=r2=2355.1kJ/kg c p0=4.187(1-0.0425)=4.01kJ/(kg.K)
c p1=4.187(1-0.28)=3.015 kJ/kg.K c p2=4.187(1-w2) (a)
作热衡算，D1r1=(F-W)c p1t1+W1r1'-(F-W2)c p2t2
2246.8D1=(5000-4241)×3.015×60+2355.1W1-(5000-W2)×41.3×4.187(1-w2) (b)
Fc p0t n+W1r1'=(F-W1)c p2t2+W2r2'
5000×4.01×60+21246.8W1=(5000-W1)×41.3×(1-w2)+2398.2W2(c)
W2=F(1-w0/w2)=5000(1-0.0425/w2) (d)
用试差法解得：W1=1953kg/h，W2=2288kg/h，D1=2283kg/h，w2=0.0784
故S1=2283×2246.8×103/[3600×1800×(104.5-60)]=17.8m2
S2=1953×2355.1×103/3600×900×(60-41.3)=76m2
6-13 某厂拟采用三效蒸发将浓度为6％的番茄汁浓缩到30％，处理的稀量番茄汁为每小时10吨，第一效的二次蒸汽抽用量为每小时1吨，第二效的二次蒸汽抽用量为每小时0.8吨，第三效的二次蒸汽全部进入冷凝器。设每kg蒸汽可蒸发1kg水。问：（1）蒸发系统每小时总蒸发水量是多少？（2）消耗的蒸汽量是多少？（2）若第一、二效的二次蒸汽抽用量均每小时增加0.2吨，所消耗的蒸汽量增加多少？
解：（1）W=F(1-w0/w3)=10000×(1-6/30)=8000kg/h
（2）D1=W1D2=W2=W1-E1D3=W3=D2-E2=W1-E1-E2
W1+W2+W3=W=3W1-2E1-E2
W1=D1=(W+2E1+E2)/3=(8000+2×1000+800)/3=3600kg/h
（3）D1’=(8000+2×1200+1000)/3=3800kg/h
6-14 某糖厂采用四效蒸发将干固物浓度为16％的清糖汁浓缩，1200m2，700m2，700m2。第一效蒸发器的加热蒸汽温度为132℃，第一效蒸发器的二次蒸汽温度为120℃。第一效的沸点升高为3℃。各效蒸发器二次蒸汽被抽用的数量为E1=14400kg/h，E2=19500kg/h，E3=4000kg/h。设每kg蒸汽可蒸发1kg水。问：（1）蒸发系统的耗汽量是多少？（2）各效的蒸发水量是多少？（3）第一效的总传
热系数是多少？
解：（1）W=F(1-w0/w4)=120000×(1-16/60)=88000kg/h
D1=(W+3E1+2E2+E3)/4=(88000+3×14400+2×19500+4000)/4=43550kg/h （2）W1=D1=43550kg/h W2=W1-E1=29150kg/h
W3=W2-E2=9650kg/h W4=W3-E3=5650kg/h
（3）T1=132℃t1=123℃
r1=2171.9kJ/kg ?t1=132-123=9℃
K1=Q1/S1?t1=43550×2171.9×103/(3600×1000×9)=2919W/(m2.K)
6-15 乳糖溶液经浓缩至浓度为80 kg/100kgH2O后进入结晶罐，结晶罐内可装1000kg浓缩液，料液经冷却后温度从57.2℃降至10℃，一个结晶乳糖分子带有一个结晶水，相对分子质量为360.3，溶液的平均比热容为3.48kJ/(kg.K)，溶解热为10.5kJ/mol，假定热损失为12500kJ。试计算：（1）结晶度（无水的及水合的）；（2）冷却过程除去的热量。（10℃下乳糖的溶解度为15kg/100kgH2O）
解：（1）m F=1000kg，w F=80/180=0.444，m w=0，
w G=1，w H=15/115=0.13
m G= m F(w F-w M)/(w G-w M)=1000×(0.444-0.13)/(1-0.13)=361kg
水合物w G'=342/360.3=0.949
m G'=m F(w F-w M)/(w G'-w M)=1000(0.0444-0.13)/(0.949-0.13)=383.4kg
（2）m F=1000 kg，m G=3.48kJ/(kg.K)
t1=57.2℃，t2=10℃，m G'=383.4 kg
r e’=10.5×103/360.3=29 kJ/kg Q c=12500kJ
m F c p F t1+r c'=(m F-m F')c p F t2+Q'Q c
Q'=m F c p(t1-t2)+m G'r G'+m G'c p F t2-Q2
=1000×3.48×(57.2-10)+383.4×29+383.4×3.48×10-12500=1.762×105kJ
6-16 如上题，若结晶过程是在连续结晶槽内进行，每小时处理700kg的浓缩乳糖液，设结晶器的传热系数为420W/(m2.K)，操作系逆流，冷却水进口温度为2℃，出口温度为5℃，试求冷却面积。解：Q=1.762×105×700×103/(1000×3600)=34261W
?t1=57.2-5=52.2℃?t2=10-2=8℃
?t m=52.2-8/ln(52.2/8)=23.57℃
S’=Q/KS?t m=34261/420×23.57=3.5m
第五章习题解答 1. 什么样的溶液适合进行蒸发？ 答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。 2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？ 答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。 3. 什么叫真空蒸发？有何特点？ 答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。 真空蒸发的特点在于： ①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源； ②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降； ③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。 4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？ 答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。 ②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。二次蒸汽易挟带泡沫。 ③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。 ④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。 5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？ 答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。也可作物料衡算求得。 在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。 6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？ 答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。 蒸发操作时，造成温度差损失的原因有：因蒸汽压下降引起的温度差损失'?、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''?和因管路流体阻力引起的温度差
第一章 视觉特性与三基色原理 要点分析 1.1 波长分别为400nm,550nm ，590nm ，670nm 及700nm 的五种单色光，每种光通量均为100lm ，计算合成光的光通量及辐射功率。 解：合成光的光通量为五种单色光光通量的和，即 Φ=5?100lm=500lm 查表得： V(400)=0.004 V(550)=0.995 V(590)=0.757 V(670)=0.032 V(700)=0.0041 由 ?Φ=Φ780 380)()(λλλd V K e V 可得 Φe (400)=100/（683?0.004）=366(W) Φe (550)=100/（683?0.995）=0.147(W) Φe (590)=100/（683?0.757）=0.193(W) Φe (670)=100/（683?0.032）=4.575(W) Φe (700)=100/（683?0.0041）=35.710(W) 因此：Φe =Φe (400)+ Φe (550)+ Φe (590)+ Φe (670)+ Φe (700) =406.6w 合成光的辐射功率为406.6瓦。 1.2 光通量相同的光源，其辐射功率波谱是否相同？在同一照明环境中亮度感觉与色度感觉是否相 同？在不同的照明环境中又如何？为什么？ 答：由于光通量是按人眼光感觉来度量的辐射功率，它与光谱光视效率V(λ)有关。对各单色光来说，当其辐射功率相同时，λ=555nm 的单色光所产生的光通量最大。在其它波长时，由于光谱光效率V(λ)下降，相同辐射功率所产生的光通量均随之下降，因此，光通量相同的各种单色光源，其辐射功率波谱并不相同。 对复合光来说，如果光源的辐射功率波谱为Φe (λ)，则总的光通量应为各波长成分的光通量之总和，即? Φ=Φ780 380 )()(λλλd V K e V ，因此，光通量相同的各种光源，其辐射功率波谱并不一定相同。 由此可知，光通量相同的光源，由于其辐射功率波谱并不一定相同，因此在同一照明环境中亮度感觉虽然相同的，但色度感觉并不一定相同。在不同的照明环境中，由于眼睛的适应性，亮度感觉与色度感觉均不一定相同。 1.5 描述彩色光的三个基本参量是什么？各是什么含义？ 答：描述彩色光采用的三个基本参量为：亮度、色调和饱和度。这三个量在视觉中组成一个统一的总效果，并严格地描述了彩色光。亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。色调反映了颜色的类别。饱和度是指彩色光所呈现彩色的深浅程度。色调与饱和度又合称为色度，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。
第一篇 第二章 质量衡算与能量衡算 2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6 （体积分数），求： （1）在1.013×105 Pa 、25℃下，用μg/m 3 表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105 Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？ 解：（1）理想气体的体积分数与摩尔分数值相等 由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为 V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0 ＝22.4L ×298K/273K ＝24.45L 所以O 3浓度可以表示为 0.08×10－6 mol ×48g/mol ×（24.45L ）－1 ＝157.05μg/m 3 （2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为 V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0 =22.4L ×1.013×105 Pa ×288K/(0.83×105 Pa ×273K ）＝28.82L 所以O 3的物质的量浓度为 0.08×10－6 mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L 2.2 假设在25℃和1.013×105 Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3 ，若允许值0.14×10-6 ，问是否符合要求？ 解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即 3396 5 108.31429810400100.15101.0131064 A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允许浓度，故不符合要求 2.6 某一段河流上游流量为36000m 3 /d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。有一支流流量为10000m 3 /d ，其中污染物浓度 为30mg/L 。假设完全混合。求： （1）求下游的污染物浓度； （2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。 解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为 1122 12 3.0360003010000 /8.87/3600010000 V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+?+?= = =++ （2）每天通过下游测量点的污染物的质量为 312()8.87(3600010000)10/408.02/m V V q q kg d kg d ρ-?+=?+?= 2.7 某一湖泊容积10×106m 3 ，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3 /s 。一工厂以5 m 3 /s 的流量向湖泊排
第三章 模拟彩色电视制式 要点分析 3.1 设NTSC 制电视系统摄取的彩色光为][2][1e e G R F +=，求编码后所得信号Y 、I 、Q 和C 的数值，并画出色度信号的矢量图。 解：由于][2][1e e G R F += 可得 R=1 G=2 B=0 ， 根据Y 、I 、Q 和R 、G 、 B 的转换关系 ??? ? ??????-=????????????????????---=??????????046.0835.0473.1021322.0275.0596.0312.0523.0211.0114.0587 .0299.0I Q Y 再根据I 、Q 和u 、v 的转换关系得 220.836c Q I = += 0arctan 33 3.1518033209.85I Q θ??=+=-++= ??? 可画出矢量图如图 U V 0.836 209.85° 或 根据亮度方程 Y=0.299e R +0.587e G +0.114e B 得 Y=1.473 R-Y=-0.473 B-Y=-1.473 U=k 1（B-Y ）= -0.726 V=k 2（R-Y ）= -0.415 220.836c U V =+= arctan 209.85V U θ== 再根据I 、Q 和u 、v 的转换关系得 ?? ? ???-=????????????-=??????046.0835.033cos 33sin 33sin 33cos 0000V U I Q 求得Q 、I 值。
矢量图同上。 3.4 设NTSC 制中采用100-0-100-25彩条信号，计算出复合信号数值。若规定其振幅最大摆动范围在-0.20~+1.20界限内，问应如何进行压缩？计算出压缩系数。 解：按亮度公式Y=0.299R +0.587G +0.114B 计算出 100-0-100-25彩条信号各条的Y 值，并由此得到R-Y 、B-Y 、C 、Y+C 、Y-C 数值如下表 R G B Y R-Y B-Y C Y+C Y-C 白 黄 青 绿 品 红 蓝 黑 1.0 1.0 0.25 0.25 1.0 1.0 0.25 0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.25 0.25 0.25 0 1.0 0.25 1.0 0.25 1.0 0.25 1.0 0 1.0 0.91 0.78 0.69 0.56 0.47 0.34 0 0 0.09 -0.53 -0.44 0.44 0.53 -0.09 0 0 -0.66 0.22 -0.44 0.44 -0.22 0.66 0 0 0.666 0.574 0.622 0.622 0.574 0.666 0 1.0 1.576 1.354 1.312 1.182 1.044 1.006 0 1.0 0.244 0.206 0.068 -0.062 -0.104 -0.326 0 要使振幅最大摆动范围在-0.20~+1.20之间，可对两个色差信号B-Y 、R-Y 进行压缩，即分 别乘以压缩系数k 1和k 2。取黄青两条，组成联立方程： 黄黄黄Y 1.20)()(2 22221-=-+-Y R k Y B k 青青青Y 1.20)()(222221-=-+-Y R k Y B k 解之得： k 1=0.427 k 2=0.772 3.5 彩色电视色度信号为什么要压缩？如果编码时各彩条被压缩的比例不同接收时显示彩条图像是否有彩色失真？ 答：由于电视的复合信号是由亮度信号和色度信号叠加而成，如果不把色度信号压缩，则彩条复合信号幅度的最大值将超过白电平的78%，而最小值将比黑电平低78%。用这样的视频信号对图像载波调幅时将引起严重的过调制，为使已调信号不超过规定的界限和改善兼容性，必须对色度信号进行压缩。 如果编码时对各彩条采用不同的压缩的比例，虽然可以使已调信号不超过规定的界限，但接收端很难识别各彩条不同的压缩比，会造成彩条饱和度的失真。 3.6 试分析说明用于NTSC 制的亮色分离电路的工作原理。 答： NTSC 制的亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开，可以用简单的电路实现亮色分离。下图是用一根延迟时间为T H 的延迟线构成的亮色分离电路。由于亮度信号的主频谱
第I 篇 习题解答 第一章 绪论 简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理
去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么 解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 《环境工程原理》课程的任务是什么
《食品工程原理》复习题答案 第一部分 动量传递（流动、输送、非均相物系） 一.名词解释 1.过程速率：是指单位时间内所传递的物质的量或能量。 2.雷诺准数：雷诺将u 、d 、μ、ρ组合成一个复合数群。Re 值的大小可以用来判断流动类型。 3.扬程（压头）：是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。 4.分离因数:同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值。 二.填空题 1.理想流体是指 的流体。（黏度为零） 2.对于任何一种流体，其密度是 和 的函数。（压力，温度） 3.某设备的真空表读数为200mmHg ，则它的绝对压强为 mmHg 。当地大气压强为101.33×103 Pa 。（560mmHg ） 4.在静止的同—种连续流体的内部，各截面上 与 之和为常数。（位能，静压能） 5.转子流量计读取方便，精确，流体阻力 ，不易发生故障；需 安装。（小，垂直） 6.米糠油在管中作流动，若流量不变,管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的______倍。（2） 7.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。（1/2） 8.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。 （1/16） 9.实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能 守恒，因实际流体流动时有 。 （不，摩擦阻力） 10.任何的过程速率均与该过程的推动力成 比，而与其阻力成 比。（正，反） 11.在离心泵吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为 。（逆止阀） 12. 是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。(滤网) 13.离心泵工作时流体流速与压力的变化为: 高压流体泵壳通道 逐渐扩大的的离心力机械旋转所造成的气压流体被甩出后常压流体)()((低速流体、高速流体) 14.泵的稳定工作点应是 特性曲线与 特性曲线式M 的交点。（管路，泵或H-q v ） 15.产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的 下，输送 时的性能曲线。 （转速，20℃的水或水） 16.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_____，扬程_________。 （减少；增大） 17.根据操作目的（或离心机功能），离心机分为过滤式、 和 三种类型。 （沉降式、分离式） 18. 常速离心机、高速离心机、超速离心机是根据 的大小划分的。（分离因数） 19.某设备进、出口的表压分别为 -12 kPa 和157 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，试求此设备进、出口的压力差为多少Pa 。 (答：-169kPa ) kPa 16915712-=--=-=?出进P P P 三.选择题 1.在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积( A )关系。 A ．反比 B.正比 C.不成比 2.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，层流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( B )。A. u ＝3/2 u max B. u ＝1/2 u max C. u ＝0.8u max 3.湍流的特征有( C )。 A.流体分子作布朗运动中 B.流体质点运动毫无规则，且不断加速 C.流体质点在向前运动中，同时有随机方向的脉动 D.流体分子作直线运动 4.微差压计要求指示液的密度差( C )。
一、单项选择题 1．色温是（D） A．光源的温度 B．光线的温度 C．表示光源的冷热 D．表示光源的光谱性能2．彩色三要素中包括（B） A．蓝基色 B．亮度 C．品红色 D．照度 3．彩色电视机解码器输出的信号是( B )。 A．彩色全电视信号 B．三个基色信号 C．亮度信号 D．色度信号 4．我国电视机的图像信号采用残留边带方式发射的原因是为了（B）。 A．增加抗干扰能力 B．节省频带宽度 C．提高发射效率 D．衰减图像信号中的高频5．PAL制解码器中，4.43MHz带通滤波器的作用是从彩色全电视信号中取出（B）。A．亮度信号 B．色度和色同步信号 C．复合同步信号 D．色副载波 6．彩色电视的全电视信号与黑白电视的全电视信号相比，增加了（D）。 A．三基色信号 B．三个色差信号 C．两个色差信号 D．色度与色同步信号 7．三基色原理说明，由三基色混合得到的彩色光的亮度等于( D )。 A．红基色的亮度 B．绿基色的亮度 C．蓝基色的亮度 D．三个基色亮度之和 8．普及型彩色电视机中，亮度与色度信号的分离是采用( A)分离方式完成的。 A．频率 B．时间 C．相位 D．幅度 9．我国电视机中，图像中频规定为( D )MHz。 A．6.5 B．31.5 C．33.57 D．38 10、彩色的色饱和度指的是彩色的（C） A．亮度 B．种类 C．深浅 D．以上都不对 11．在电视机中放幅频特性曲线中，需要吸收的两个频率点是( D )。 A．30 MHz/31.5 MHz B．31.5 MHz/38 MHz C．38 MHz/39.5 MHz D．30 MHz/39.5 MHz 12．彩色电视机中，由彩色全电视信号还原出三基色信号的过程称为( B )。 A．编码 B．解码 C．同步检波 D．视频检波 13、逐行倒相正交平衡调幅制指的是( B )。 A．NTSC制 B．PAL制 C．SECAM制 D．以上都不对 14．PAL制编码器输出的信号是( B )。 A．三个基色信号 B．彩色全电视信号 C．三个色差信号 D．亮度信号
食品工程原理 课程设计说明书米糠油冷却用列管式换热器的设计 姓名：马坦 学号：201111010704 班级：食工1107 2013年12月13日
目录 一、设计依据及指导思想----------------------------------------------------------3 二、主要参数说明-------------------------------------------------------------------3 三、设计计算-------------------------------------------------------------------------5 1、确定设计方案------------------------------------------------------------------5 2、确定物性数据------------------------------------------------------------------5 3、计算总传热系数---------------------------------------------------------------6 4、计算传热面积------------------------------------------------------------------7 5、工艺结构尺寸------------------------------------------------------------------7 6、换热器核算---------------------------------------------------------------------9 1）热量核算--------------------------------------------------------------------9 2）换热器内流体的流动阻力-----------------------------------------------11 3）换热器主要结构尺寸和计算结果总表-------------------------------13 7、离心泵的选择------------------------------------------------------------------13 四、设计结果--------------------------------------------------------------------------16 五、参考文献--------------------------------------------------------------------------16
第二章电视传像基本原理 要点分析 2.1 假设某电视系统扫描参数为Z=9行时，取α=0.2，β=1/9，画出隔行扫描光栅形成图。要与行场扫描电流波形图相对应。 解：本题是针对传统的CRT显示器扫描光栅形成而言的，它的电子束在屏幕上的扫描轨迹与其在偏转线圈中通入的扫描电流密切相关。而新型显示器，如液晶显示器、等离子体显示屏等则不在此列。 当Z=9时，在隔行扫描中，每场为4.5行。因为α=0.2 为简单计，设T H=1S T Ht=0.8S T Hr=0.2S T F=9S T V=4.5S 。又因为β=1/9 则T Vr=0.5S T Vt=4S 画出两场行、场扫描波形图如图一所示。 图一行、场扫描波形图 根据上述波形图中的时间关系，可分别画出第一场、第二场、及隔行扫描光栅图，如图 二、三、四所示。应注意以下几点： 1. 行扫描正程轨迹是一条由左上向右下略微倾斜的直线，而行扫描逆程轨迹则是一条由右上向左下略微倾斜的直线。因为α=0.2 因此，在行扫描正程期结束后，电子束垂直向下移动的距离若为4的话，则在行扫描逆程期结束后，电子束垂直向下移动的距离为1。画图时要注意此比例。 2. 第一场正程结束时，行扫描刚好完成4行的扫描，因此其逆程应从屏幕的左下角开始。由于场扫描逆程期是0.5s，行扫描正程有0.8s，，因此在场扫描逆程期只进行完第5行（时间上的行）行扫描正程的5/8，如图一中aa’。画图时要注意第一场逆程结束时电子束位置处在屏幕最上方水平方向上的5/8处。如图二中A’点所示。图中，行逆程轨迹用黑虚线表示，场逆程轨迹用红虚线表示。 3. 第二场正程从第5行（时间上的行）行扫描正程的5/8处开始,如图三中A’点，而第二场正程结束点应是第9行正程的5/8处，图一中b点。画图时要注意第二场正程结束时电子束位置处在屏幕最下方水平方向上的5/8处，如图三中B点。 4. 第二场逆程期间包含了第9行（时间上的行）正程剩余的3/8（0.3s）及其逆程。画图时要注意：由于场逆程时间是0.5s，场逆程轨迹起始点为最下方水平方向上的5/8处，与屏幕右端线交点是其高度的3/5处（从下向上计），如图三中C点，这是场逆程期间对应第9行（时间上的行）正程剩余的3/8（0.3s）；对应第9行的逆程则是从该点至屏幕的左上方，
十一章 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么？ (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？ 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么？ (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主要特点？ 1.间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一 次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点： （1）操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在 物料的进与出。 （2）基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。 （3）主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的处理。 （4）主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，不便自动控制。 2.连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。 特点： （1）操作特点∶物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。 （2）基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。） （3）主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。 规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。 （4）主要缺点∶灵活性小，设备投资高。 3.半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批 加入或取出的操作。 特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 (5)什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？ 空间时间：反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值. 空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？ (7) 根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。 理想流反应器和非理想流反应器；完全混合流（全混流）反应器和推流反应器。 (8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通常用到哪几类基本方程？ 基本内容： 选择合适的反应器型式；确定最佳的操作条件；计算达到规定的目标所需要
华中农业大学HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 题目：食品工程原理课程设计 班级：食工1002班 姓名：张国秀 学号： 2010309200212 日期： 指导老师：
列管式换热器设计任务书 一、设计题目：列管式换热器的设计 二、设计任务及操作条件 1、处理能力：6000㎏/h 2、设备形式：列管式换热器 3、操作条件 ①油：进口温度140℃，出口温度40℃； ②冷却介质：循环水，进口温度30℃，出口温度40℃； ③允许压强降：不超过107 Pa； 4、确定物性数据： 定性温度:可取流体进出口温度的平均值。 壳程油品的定性温度T=（140+40）/2=90℃ 管程循环水的定性温度t=(30+40)/2=35℃ 根据定性温度分别查取壳程和管程流体的有关物性数据：油在90℃时密度ρ0=825㎏/m3 比热容Cp0 =2.22 kJ/(㎏·℃) 黏度μ0=0.000715Pa·s 导热系数λ0=0.140 W/(m·℃) 水在35℃时密度ρi=994㎏/m3 比热容Cp i=4.08 kJ/(㎏·℃) 黏度μi=0.000725Pa·s 导热系数λi=0.626W/(m·℃) 5、每年按330天计算，每天24小时连续运行。
目录 第一节概述及设计方案简介 (5) 1 概述 (5) 1.1 换热器 (5) 1.2换热器的选择 (5) 1.3 流动空间的选择 (7) 1.4 流速的确定 (7) 1.5 材质的选择 (7) 1.6 管程结构 (8) 1.7 壳程结构 (9) 1.8 壳程接管 (10) 2 设计方案 (10) 3 主要符号参考说明 (11) 第二节工艺计算及主体设备设计计算 (12) 2.1 计算传热系数 (12) 2.1.1 计算管程对流传热系数 (12) 2.1.2 计算壳程对流传热系数 (12) 2.1.3 计算总传热系数 (12)
第三章 3-1 试求粒度为50m 的某谷物的粉粒在20℃和100℃的常压空气中的沉降速度。并分析其计算结果。已知该谷物的密度p =1480kg/m 3。 解：（1）=1.81×10-5Pa .s =1.205kg/m 3 u t =(50×10-6)2×(1480-1.205)×9.81/(18×1.81×10-5)=0.111m/s Re t =0.111×50×10-6×1.205/(1.81×10-5)=0.37<1 （2）=2.19×10-5Pa .s =0.946kg/m 3 u t =(50×10-6)2×(1480-0.946)×9.81/(18×2.19×10-5)=0.092m/s Re t =0.092×50×10-6×0.946/(2.19×10-5)=0.199<1 3-2 密度为1850 kg/m 3的微粒，在20℃的水中按斯托克斯定律沉降，问直径相差一倍的微粒，其沉 降速度相差多少？ 解： u t ’/u t =(d ’/d )2 u t ’=4u t 3-3 已测得密度为1100kg/m 3的某球形豆制品颗粒在15℃水中的沉降速度为2.8mm/s ，求此豆制品颗 粒的直径。 解： m 1043.281.9)10001100(0028.000115.018)(184p t -?=?-??=-=g u d ρρμ Re t =2.43×10-4×0.0028×1000/0.00115=0.59<1 3-4 用落球粘度计测定20℃时密度为1400kg/m 3的糖蜜的粘度。该粘度计由一光滑钢球和玻璃筒组 成，如附图所示。试验测得密度为7900 kg/m 3，直径为0.2mm 的钢球在盛有此糖蜜的玻璃筒中的沉 降速度为10.2mm/s ，问此糖蜜的粘度为多少？ 解： =d 2(p -)g /18u t =(2×10-4)2×(7900-1400)×9.81/(18×10.2×10-3)=0.0139Pa .s Re t =2×10-4×10.2×10-3×1400/0.0139=0.2055<1 3-5 一矩形降尘室，长10m ，宽5m ，其中有20块隔板，隔板间的距离为0.1m ，用以分离含尘气体 中的微粒，微粒的密度是2500kg/m 3，微粒中最小粒径为10m ，气体的粘度为0.0218cP ，密度为 1.1kg/m 3。试求：（1）最小微粒的沉降速度；（2）若需将最小微粒沉降下来，气体的最大流速不能 超过多少m/s ？（3）此降尘室能够处理的气体量为多少m 3/h ？ 解：（1）u tmin =(10×10-6)2×(2500-1.1)×9.81/(18×0.0218×10-3)=6.247×10-3m/s Re t =6.247×10-3×10×10-6×1.1/(0.0218×10-3)=0.00315<1 （2）t t =0.1/u tmin =16s u =10/16=0.6247m/s （3）q v h =u tmin BLn =6.247×10-3×10×5×21×3600=23614m 3/h 3-6 拟用长4m 、宽2m 的降尘室净化3000m 3/h 的常压空气，气温为25℃，空气中含有密度2000kg/m 3的尘粒，欲要求净化后的空气中所含尘粒小于10m ，试确定降尘室内需设多少块隔板？ 解：u t =(10×10-6)2×(2000-1.185)×9.81/(18×1.835×10-5)=5.94×10-3m/s q v 1=5.94×10-3×4×2×3600=128m 3/h 3000/128=23.4 即应有24层，需23层隔板。 3-7 有一旋风分离器分离气流中的颗粒，在正常操作时，其进口气速为20m/s ，由于突然事故，使
电视原理第一章 1--1 什么是逐行扫描？什么是隔行扫描？与逐行扫描相比，隔行扫描有什么优点？ 答：在锯齿波电流作用下，电子束产生自左向右、自上而下，一行紧挨一行的运动，称为逐行扫描。所谓隔行扫描，就是在每帧扫描行数仍为625行不变的情况下，将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇场和偶场。隔行扫描优点：节省带宽，减少闪烁感；缺点：离电视近时仍有闪烁感 1--5 全电视信号中包括哪些信号？哪些出现正在正程？哪些出现逆程？试述各信号各自的参数值及作用。 答：全电视信号包括图像信号，行同步信号，场同步信号，行消隐信号，场消隐信号，槽脉冲和均衡脉冲。其中图像信号出现在正程，其余信号出现在逆程。复合同步信号是用来分别 控制接收机中行、场扫描锯齿波的周期和相位。复合消隐 作用是分别用来消除行、场逆程回归线。槽脉冲的作用是可以保证在场同步脉冲期间可以检测出行同步脉冲。均衡脉冲的作用是使无论奇场还是偶场送到场积分电路去的波形是完全相 同的。图像信号的基本参数是亮度、灰度和对比度。 行同步：4.7us；场同步：160us；槽脉冲：4.7us；均衡脉冲：2.35us；行消隐脉冲：12us；场消隐脉冲：1612us； 1--9 我国电视规定的行频、场频和帧频各是什么？行同步脉冲、场同步脉冲、槽脉冲和均衡脉冲的宽度各是多少？行、场消隐脉冲的宽度又是什么？ 答：我国电视行频：15625Hz；场频：50Hz；帧频：25Hz；行同步：4.7us；场同步：160us；槽脉冲：4.7us；均衡脉冲：2.35us；行消隐脉冲：12us；场消隐脉冲：1612us； 1--11 彩色光的三要素是什么？它们分别是如何定义的？ 答：彩色光三要素是指彩色光可由亮度，色调和饱和度三个物理量来描述。亮度是指彩色光作用于人眼一起的明暗程度的感觉。色调是指彩色光的颜色类别。饱和度是指颜色的深浅程度。 1—17.亮度方程的物理意义是什么？目前彩色电视中采用的是什么样的亮度方程？ 电视原理第二章 2--1 彩色电视为什么要和黑白电视兼容？兼容制的彩色电视应具有什么特点？简述如何才能使彩色电视与黑白电视实现兼容？ 答：1.为了把三基色信号由发送端传送到接收端，最简单的办法用是三个通道分别地把红、绿、蓝三种基色电信号传送到接收端，在接收端再分别用R,G,B三个电信号去控制红、绿、蓝三个电子束，从而在彩色荧光屏上得到重现的彩色图像，这种传输方式从原理上看很简单，但对占用的设备及带宽来说是十分不经济的，因而也没有实用价值，从而采用彩色电视和黑白电视兼容的方式。 3.采用频谱交错原理，将色度信号调制在 一个副载波上，进行色度信号的频谱搬移， 从而使调制后的色度信号谱线正好安插在亮 度谱线的间隙内，达到压缩频带的目的，保 证了彩色电视与黑白电视具有相同的频带宽 度。 2--3已知色差信号（R-Y）和（B-Y），如何 求得（G-Y）？写出相应表达式。若已知（B-Y） 和（G-Y），又如何求得（R-Y）？推导求出解 表达式。答：亮度信号 Y=0.3R+0.59G+0.11B Y=0.3Y+0.59Y +0.11Y 所以： 0=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y) 可得： (G-Y)=-0.3/0.59(R-Y)-0.11/0.59(B-Y)=-0 .51(R-Y)-0.19(B-Y) (R-Y)= -1.97(G-Y)-0.37(B-Y) 2--4 为什么要对色差信号的幅度进行压缩？ PAL制中红差和蓝差的压缩系数各为多少？ 确定这两个压缩系数的依据是什么？ 答：如果不对色差信号进行幅度压缩，则势 必引起编码产生的彩色全电视信号幅度过 大，这就破坏了兼容性，易产生信号失真。 红差：V=0. 877（R-Y）；蓝差：U=0. 493 （B-Y） 2--5 为什么要压缩色差信号的频带？压缩 色差信号频带的依据是什么？NTSC制中将 （R-Y)和（B-Y）压缩并转换为I,Q信号，这 与频带压缩有何关系？ 答：A.因为彩色电视信号中的亮度信号频谱 已占有6MHz，因而只有设法将色度信号的频 谱插到亮度信号频谱的空隙中，使色度信号 不占有额外的带宽才能做到彩色电视只占有 6MHz的频带范围，从而满足彩色电视与黑白 电视兼容的条件。B.依据大面积着色原理和 高频混合原理。C.将压缩后的U,V信号变换 成I,O信号可进一步对色差信号的频带进行 压缩，将（R-Y)和（B-Y）进行压缩成U,V 信号，则是为了不失真传输。 2--6 什么是频谱交错？PAL制中两个色度 分量的频谱与亮度信号的频谱是个何关系？ 如何才能使其亮度谱线与色度谱线相互交 错？ 答：为了实现兼容，即保证色差信号与亮度 信号在同一个0~6MHz视频带宽中传送。将色 差信号插到亮度信号频谱空隙中传送，这称 为频谱交错技术。亮度信号的频谱是一种离 散型频谱，色差信号的频谱结构与亮度信号 的频谱结构相同，只不过色差信号带宽为 0~1.3MHz。选择合适的副载波，使亮度信号 与色度信号频谱的主谱线彼此错开。 2--7什么是正交平衡调幅制？为什么要采 用正交平衡调幅制传送色差信号？这样坐的 优点何在？ 答：A.平衡调制即抑制载波的一种调制方式。 将2个经平衡调制的信号分别对频率相等， 相位相差90度的两个正交载波进行调幅，然 后再将这两个调幅信号进行矢量相加，从而 得到的调幅信号称为正交调幅信号。这一调 制方式称为正交平衡调制。B.在彩色电视系 统中，为实现色度与亮度信号的频谱交错， 采用正交调幅方式，只用一个副载波便可实 现对两个色差信号的传输，且在解调端采用 同步解调又很容易分离出两个色差分量。 2--8 NTSC制的主要优点和缺点何在？PAL 制克服NTSC制主要缺点所采用的方法及原 理是什么？ 答：与其他两种兼容制彩色电视制式相比， NTSC制具有兼容性好、电路简单、图像质量 高等优点，缺点是相位敏感性高，对相位失 真较敏感。原理：先将三基色信号R,G,B变 换为一个亮度信号和两个色差信号，然后采 用正交平衡调制方法把色度信号安插在亮度 信号的间隙中，并且将色度信号中的Fv分量 逐行倒相。其实质是用逐行倒相的方法使相 邻两行色度信号的相位失真方向相反，再将 它们合成，从而得到相位不失真的色度信号， 以消除相位失真。 2--9 2--11PAL制彩色全电视信号中包含了哪些 信号？这些信号的作用各是什么？ 答：1 亮度信号，图像信号，2 色度信号， 颜色信号，通常采用减色法3 色同步信号， 它提供接收解码器所需色副载波的频率和相 位基准。4 场同步信号，用以场同步。5 行 同步信号，用以行同步。6 测试行19,20 行，用以测试，可以含实时时钟信号，慢 同步电视信号。7 伴音信号6.5MHz,调频方 式，通常采用内差式接收。 2--12 2--13 PAL制色同步信号的作用是什么？ 说明它的频率、幅度及出现位置？它与色度 信号的分离原理是什么？ 答：色同步信号是叠加在行消隐脉冲的后肩 上传送的。。频率相同但时域错开 的色度及色同步信号，经色同步选通电路， 将色同步信号与色度信号分开。由于色度 信号在行扫描正程色同步信号在行扫描逆程 出现，故只要用两个门电路，就可将二者 按时间分离法进行分离。这两个门电路在控 制脉冲控制下交替导通即可实现两种信号 的分离。 2--14 下列各符号的含义是什么？它们相 互间具有什么样的关系？ 答：R：红色信号；G：绿色信号；B：蓝色信 号；Y：亮度信号；R-Y：红色差信号；B-Y： 蓝色差信号；G-Y：绿色差信号；Fu、Fv：平 衡调制信号；F：已调色差信号或色度信号； Fm：色度信号振幅；Fb：色同步信号；φ0： 色度信号相角 2—15 2--16 第三章 3.3 简述CCD摄像管的工作原理？ 答：CCD是能够把入射光转变成电荷包，并 对电荷包加以储存和转移的一种器件。其工 作原理包括光电转换、信号电荷的积累和电 荷转换三个步骤。 光电转换与电荷积累：当把一个景物的光像 投射到CCD面阵上时，就会在CCD面阵上形 成由积累电荷描绘的电子图像，从而完成光 电转换与信息的存储。电荷转移：CCD实 质上可等效为一种移位寄存器。 3--6 视频全电视信号是如何形成的？ 答：摄像机输出的三基色信号，经过各种校 正处理后，与各种同步信号一起送入编码器， 在经过一系列的处理加工后形成彩色电视全 电视信号输出，录像机等其他信号源产生的 视频信号，经过一定的加工处理，也可形成 视频全电视信号. 3--7 为什么射频电视信号采用负极性、残 留边带调幅方式发射？而伴音电视信号采用 调频方式？ 答：1残留边带信号优点：已调信号的频带 较窄，滤波器比SSB滤波器易实现，易解调， 但VSB是一种不均衡调制，图像信号中低于 0.75MHz的频率成分，具有双边带特性，经 峰值包络检波后输出信号的振幅较大，对于 图像信号中1.256MHz的频率成分，具有单边 带特性，经解调后输出信号的振幅减半，这 样，低频分量振幅大，使图像的对比度增加， 但高频分量跌落会使图像清晰度下降。 2采用负极性调制：负极性调幅时，同步脉 冲顶对应图像发射机输出功率最大值。在一 般情况下，一幅图中亮的部分总比暗的部分 面积大，因而负极性调制时，调幅信号的平 均功率要比峰值功率小得多，显然工作效率 高。在传输过程中，当有脉冲干扰叠加在调 幅信号上时，对正记性调制来说，干扰脉冲 为高电平，经解调后在荧屏上呈现为亮点， 较易被人眼察觉；而负极性调制，干扰脉冲 仍为高电平，但经解调后在荧屏上呈现为暗 点，人眼对暗点不敏感。并且也易为自动干 扰抑制电路消除或减弱。负极性调制还便于 将同步顶用作基准电平进行自动增益控 制。 3伴音信号的调制：电视广播中伴音信号的 频率范围在50Hz~15Hz之间。为了提高伴音 信号的接收质量，送往伴音发射机的伴音信 号经过调频后变成宽带信号。我国规定伴音 已调信号的最大频偏为50Hz，所以已调伴音 信号的带宽为130KHz。调频信号的边频丰富， 因此具有良好的抗干扰性能。 3--9 我国地面广播电视频道是如何划分 的？ 答：以8MHz为间隔，我国电视频道在VHF 和UHF频段共分为68个频道，其中频率 92~167MHz，566~606MHz的部分供调频广播 和无线电通信使用，在开路电视系统中不安 排电视频道，但在有线电视中常设置有增补 频道，此外，每个频道的中心频率及所对应 的中心波长是估算天线尺寸和调试接收机的 重要参数。 电视原理第四章 4--1 AFT电路的工作原理是什么？在收看 电视节目调节频道时，AFT开关应置于何位 置？（关） 答：AFT完成将输入信号偏离标准中频 （38MHz）的频偏大小鉴别出来，并线性地转 成慢变化的直流误差电压返送至调谐器本振 电路的AFT变容二极管两端的微调本振频率， 从而保证中频准确、稳定。（注：AFT主要由 限幅放大、移相网络、双差分乘法器组成。） 4--2 PALD解码电路主要由那几部分组 成？各部分的作用是什么？