一、填空题：
1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。
***答案***
0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。
***答案***
2；1/4
3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。
***答案***
出口阀
4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易
某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案***
4905w
5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。
***答案***
饱和水蒸汽；空气6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________.
***答案***
间壁式蓄热式直接混合式
7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内
单位容积的溶液所占有的传热
面积比其它加热管内溶液占有
的______________，因此，溶液
在中央循环管和加热管内受热
不同而引起密度差异，形成溶液
的_______________循环。
***答案***
标准式，较大，要小，
自然
8. 圆管中有常温下的水流动,
管内径d=100mm,测得中的体积
流量为0.022m3.s-1,质量流量为
_________,平均流速为
_______。
***答案***
22kg.s-1 ; 2.8m.s-1
9. 球形粒子在介质中自由沉
降时，匀速沉降的条件是
_______________ 。滞流沉降
时，其阻力系数=____________.
***答案***
粒子所受合力的代数和为
零24/ Rep
10. 某大型化工容器的外层包
上隔热层,以减少热损失,若容器
外表温度为500℃, 而环境温度
为20℃, 采用某隔热材料,其厚
度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,
此时单位面积的热损失为
_______。(注:大型容器可视为平
壁)
***答案***
1140w
11. 非结合水份是＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案***
主要以机械方式与物料相
结合的水份。
12. 设离心机转鼓直径为1m，
转速n=600 转.min-1，则在其中
沉降的同一微粒，比在重力沉降
器内沉降的速度快
____________倍。
***答案***
201
13. 在以下热交换器中, 管内为
热气体,套管用冷水冷却,请在下
图标明逆流和并流时,冷热流体
的流向。
本题目有题图：titu081.bmp
***答案***
略
14. 用冷却水将一定量的热流
体由100℃冷却到40℃，冷却水
初温为15℃，在设计列管式换热
器时，采用两种方案比较，方案
Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案
Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用
水量WI＿＿
WII
面积AI＿＿＿A II。（大于，等
于，小于）
***答案***
大于，小于
15. 多效蒸发的原理是利用减压
的方法使后一效的蒸发压力和
溶液的沸点较前一效的
____________，以使前一效引出
的______________作后一效
_________，以实现
_____________再利用。
***答案***
为低、二次蒸汽、加热
用、二次蒸汽
16. 物料干燥时的临界水份是
指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿；它比物料的
结合水份＿＿＿＿。
***答案***
由恒速干燥转到降速阶段
的临界点时，物料中的含水率;
大
17. 如右图所示：已知,ρ水
=1000kg.m-3,ρ空气
=1.29kg.m-3,R=51mm,则△p=_____ N.m-2,ξ=___（两测压点A.B间位差不计）
本题目有题图：titu141.bmp
***答案***
500； 1
18. 板框压滤机主要由___________________________ _________________，三种板按__________________的顺序排列组成。
***答案***
滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成
1—2—3—2—1—2—3—2—1 19. 去除水份时固体收缩最严重的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___＿＿＿＿，因而降低了干燥速率。
***答案***
在表面产生一种液体水与蒸汽不易渗透的硬层。
20. 多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效的____________，以使前一效引出的______________作后一效_________，以实现_____________再利用。
***答案***
为低、二次蒸汽、加热用、二次蒸汽
21. 恒定的干燥条件是指空气的＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿以及＿＿＿＿
＿＿＿＿＿＿＿＿都不变。
***答案***
湿度、温度、速度与
物料接触的状况
22. 物料的临界含水量的大小与
___________________________
___________
_________________等因素有
关。
***答案***
物料的性质，厚度和恒速
干燥速度的大小
二、选择题：
1. 当离心泵内充满空气时，将
发生气缚现象，这是因为( )
A. 气体的粘度太小
B. 气体的密度太小
C. 气体比液体更容易起
漩涡
D. 气体破坏了液体的连
续性
***答案***
B.
2. 降膜式蒸发器内溶液是
（）流动的。
A. 自然循环；
B. 强制
循环； C. 不循环
***答案***
C
3. 当空气的t=t
=t
明空气的相对湿度φ（）。
A. =100% ；
B. ＞
100% ； C. ＜100%
***答案*** A
4. 如图，U形管压差计测得：
( )。
A. A.B间的阻力损失
B. A.B间的压强差
C. A.B间的位头差加阻力损
失
D. A.B间位头差
本题目有题图：titu014.bmp
***答案*** A
5. 用离心泵从河中抽水，当河
面水位下降时，泵提供的流量减
少了，其原因是（）。
A. 发生了气缚现象
B. 泵特性曲线变了
C.
管路特性曲线变了
***答案***
C
6. 稳定传热是指传热系统内各
点的温度（）。
A. 既随时间而变，又随位
置而变 B.只随位置而变，但
不随时间而变
C. 只随时间而变，但不随
位而变。
***答案***
B
7. 在干燥流程中，湿空气经预
热器预热后，其温度（），
相对湿度（）。
A. 升高；
B. 降低；
C. 不变
***答案***
A、 B
8. 干燥器进口的温度计最小分
度是0.1℃，下面是同一温度时
的几种记录，哪一种是正确的
( )。
A. 75℃;
B.
75.0℃; C. 75.014℃;
D. 74.98℃。
***答案***
D
9. 下图中高位槽液面保持恒
定，液体以一定流量
流经管路，ab与cd两
段长度相等，管径与管
壁粗糙度相同，则
( )。
（1）U形压差计读数
A. R ab ＞R cd
B. R ab ＝R cd
C. R ab ＜R cd
D. 不定
（2）液体通过ab 与cd 段能量损失______。 A. h ab ＞h
cd B.
h ab h
cd
C. h ab ＜h cd
D.
不定
（3） ab 与cd 两段压差______。 A. ΔP ab ΔP
cd B. ΔP ab ＝ΔP
cd
C. ΔP ab
ΔP
cd
D. 不定 （4） R _______。
A. ab 段的压差值
B.
ab 段位能变化
C. ab 段流动能量损失
D. ab 段压差值及流动能量损失
本题目有题图：titu012.bmp ***答案***
（1） B. （2）
B.
（3） C. （4） C. ＊本题 h ab R 1（ρs
－ρ）/ρ
h ab ＝h cd ＝R 2（ρs －ρ）/ρ
R 1＝R 2
ΔP cd /ρｇ＝h cd ＝R 1（ρ
ρ）/ρ
ΔP ab /ρｇ＝R2（ρs －ρ）/ρ－ｌ
10. 由于泵内存有气体，启动离心泵而不能送液的现象，称为 （ ）现象。 A. 气蚀 B. 气缚 C. 喘振
***答案*** B
11. 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐
降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( )
A.
忘
了
灌
水 B. 吸入管路堵塞 C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 ***答案*** D.
12. 多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效温度差就（ ）。 A. 越小； B. 越大； C. 不变
***答案*** A
13. 已知物料的临界含水量为0.2kg 水.kg -1 绝干料，空气的干球温度为t ， 湿球温度为 t m ，露点为t d ，现将该物料自初始
含水量X 1=0.45 kg 水.kg -1绝干料干燥至X 2=0.1kg 水.kg -1绝干料，则在干燥末了时物料表面温度ｔ表：( )。 A. t 表 >tm; B. t 表
=td; C. t
表
=t m ; D. t
表
=t
***答案*** A
14. 往复压缩机的最大压缩比是容积系数（ ）时的压缩比。 A. 最大 B. 最小 C. 为零
***答案*** C
15. 离心机的分离因数α愈大，表明它的分离能力愈（ ）。
A. 差；
B. 强；
C. 低
***答案*** B
三、判断题：
1. 食品工程单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。（ ）
***答案***
√
2. 当空气状态一定时，可用物料的结合水分来判断干燥能否进行的最大限度。（ ） ***答案*** ×
3. 相对湿度φ值大小可以反映空气的吸水汽的能力。若φ值大时，表示此空气吸水汽的能力
强。（ ） ***答案*** ×
4. 压缩机的余隙大小与其生产能力有关（ ）。故余隙宜大（ ）。 ***答案***
√ ×
5. 板框压滤机采用横穿法洗涤时，若洗涤压差=最终过滤压差，洗涤液粘度=滤液粘度，则其洗涤速率=1/4过滤终了速率。（ ）
***答案*** √
6. 由溶液沸点造成温度差损失等于溶液的沸点与相同压力下水的沸点之差。（ ） ***答案***
√
7. 物料的临界含水量是划分等
速干燥和降速干燥阶段的分界点。( )
***答案***
√
8. 板框压滤机的洗涤速率等于过滤未了时的速率。（）
***答案***
×
9. 在多效蒸发操作中，后一效蒸发器的加热室就相当于前一效的蒸发器产生的二次蒸汽的冷凝器。（）
***答案***
√
10.（2分）题号8165 第8章知识点400 难度容易
厢式干燥器的传热方式是热传导。（）
***答案***
×
11. 流体流动状态的判断依据是雷诺数Re。（）
***答案***
√
12. 额外蒸汽的抽出其目的提高整个装置的经济程度。( ) ***答案***
√
13. 当空气状态一定时，可用物料的结合水分来判断干燥能否进行的最大限度。（）
***答案***
×
四、问答题：
1. 影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？
***答案***
由重力沉降式U t=d p2 (ρs-ρ)g/(18μ)可见，影响重力沉降速度U t的主要是dp和μ（U t ∝d p，U t ∝1/μ，为提高U t，
在条件允许的情况下，可用湿法
增大颗粒直径。这样可大大增大
U t，较可行的办法是让含尘气体
先冷却，使其粘度下降，也可使
U t增大。
2. 说明列管式换热器的基本
结构。
***答案***
由壳体、管束、管板、封
头等组成。
3. 蒸发与加热操作相比，有何
特点？
***答案***
（1）蒸发的料液是溶有不
挥发性溶质的溶液，在相同压力
下，其沸点比纯溶剂的沸点高，
溶液浓度愈大，影响愈显著。
（2）蒸发时，要汽化大量溶
剂，所以耗汽量大。
（3）蒸发的溶液本身具有某
些特性，如热敏性，伴有结晶产
生等，也会给蒸发过程带来一定
的影响。
4. 多效蒸发中，“最后一效的
操作压强是由后面的冷凝能力
确定的。”这种说法是否正确？
冷凝器后使用真空泵的目的是
什么？
***答案***
不对。蒸发室的操作压强
是根据工艺操作要求，料液的特
性，经济效果等应方面而定的。
最后一效操作压强是由后面冷
凝器的真空度确定的，真空度太
高时，导致冷凝器的T*
冷凝困难，这是决定最后一效的
操作压强时应考滤的。
使用真空泵的目的是排除
凝性气体，维持蒸发器内要求的
真空度。
5. 如图所示的2B31型离心泵
装置中，你认为有哪些错误？并
说明原因。
本题目有题图：TITU157.bmp
***答案*** 图中错误有：
1）无底阀，无法灌液且易堵塞；
2）安装高度15m过高，因常压
下送水理论上最大的吸上高度
为10.33m而实际由于存在阻
力，不可能达到如此高度；
3）吸入管径比排出管径小，因
流速增大而引起损失能量增大
易发生气蚀在现象；4）叶轮反
转；无法排液；
6. 有一高温炉，炉内温度高达
1000℃以上，炉内有燃烧气体和
被加热物体，试定性分析从炉内
向外界大气传热的传热过程。
本题目有题图：titu185.bmp
***答案***
炉内以对流和辐射并联联
合传热，将热量传给炉的内壁
面。在炉壁内通过传导传热，将
热量以炉的内壁面传到炉的外
壁面，它与炉内对流与辐射传热
相串联。
炉外通过对流与辐射并
联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。
7. 工业生产中对溶液的浓缩，为何采用真空蒸发？
*****答案*****
因为：（1）加热蒸汽压力相同时，真空蒸发时溶液的沸点较低，则有效温度差较大，可使传热面积A减小。
（2）真空蒸发，可蒸发不耐高温的溶液。
（3）真空蒸发，可利用低压蒸汽或废汽作加热剂，
（4）真空蒸发时，由于溶液沸点低，设备的热损失小。
五、计算题：
1. 用离心泵经φ57×3.5mm 的钢管, 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg.m-3,粘度为20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4×98100 Pa(表压) ,有机溶液输送量为6m3.h-1,试确定泵提供的压头。
本题目有题图：titu027.bmp
***答案***
取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方
程，并以1-1截面为基准面：
gZ1+(u12 /2) +(p1 /ρ)+W = gZ2
+(u 22 /2)+(p2 /ρ)+Σ
hf
W=(Z2 –Z 1 )g+[(u 22-u12 )/2]+[(p2
–p1 )/ρ]+Σ
hf
Σhf =λ[(l+le )/d](u 22 /2)
u=(6/3600)/[(π/4)×0.05
2 ]=0.8488m.s-1u 1≈u 2≈0
Z 1 =0
Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/ (2
0×10-3 ) =1697.6<2000
则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377
Σhf=0.0377×(25/0.05)×
(0.84882 /2)=6.7904J.kg-1
故W=16×9.81+4×
98100/800+6.79=654J.kg-1
H=W/g=66.7 m
2. 20℃的水以2.5m.s-1的流速
流经Φ38×2.5mm的水平钢管，
此管以锥形管与另一Φ53×
3mm的水平钢管相连，如图所
示。在锥形管两侧A.B处各插入
一垂直玻璃管，以观察两截面的
压强。若水流经A.B两截面间的
能量损失为 1.5J.kg-1,求两玻璃
管的水面差（以mm表示）,并
在附图上画出两玻璃管中水面
的相对位置。
本题目有题图：titu164.bmp
***答案***
按连续性方程：u B =u A（d
2
A
/d B 2）=2.5(0.0332 / 0.0472)
=1.23m.s-1
由柏式知：R=(P A -P B
)/(ρg)=u B2/2g －u A2/2g+L f
=1.232 /2g －2.52 /2g +1.5
= -0.087m=-87mm 负号P B＞
P A
3. 密度为1200kg.m-3 的盐水，
以25m3.h-1的流量流过内径为
75mm的无缝钢管。两液面间的
垂直距离为25m，钢管总长为
120m，管件、阀门等的局部阻
力为钢管阻力的25％。试求泵的
轴功率。假设：（1）摩擦系数λ
＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6
***答案***
Z1+(u12 /2g) +(p1 /ρg)+He
=Z2 +(u 22 /2g) + (p2 /ρg)+Σ
Hf
u 1≈u 2≈0 ; Z 1 =0 ; u 1≈
u 2≈0 Z 2 =25 m ; p1＝p2
∴H e＝Z 2 ＋∑Hf ＝25＋∑
H f
∑H f ＝（λ×ｌ/d×ｕ2 /2
ｇ）×1.25
ｕ＝Ｖ/A＝25/（3600×
0.785×（0.07 5）2）
＝1.573m.s-1
∑H0.03×120/0.075×
1.5732 /（2×9.81）×1.25
＝7.567m盐水柱
H e＝25＋7.567＝32.567m
N e ＝Q e H e ρ/102＝25
×32.567×1200 /（3600×102）
＝2.66kw
N轴＝N e /η＝2.66/0.6＝
4.43kw
4. 某台离心泵铭牌上列出的性
能为：Q=11～25m3/h,H=21～
16m,η=66.5%,H sp=6.4m，配套
电机功率N电=2.2kw。今欲用
它来将密度为1400 kg.m-3 的
20℃液体（其它物性与水相近），
从贮槽内送到某一高位槽中，要
求的输送量为32t / h ,输送流程
如图示，若已知吸入管路和压出
管路的阻力分别为1m和4m。
试求：（1）此泵能否适用于此输
送流程？（2）图中所示的吸上高度是否恰当？（吸上管路动压头可略）（3）此泵配套的电机要不要更换？
本题目有题图：titu192.bmp ***答案***
（1）求此泵能否适用？ 已知：ρ=1400 kg.m
-3
Q e =32×1000/1400=22.86m 3
.h
(Q=11～25m 3
/ h
)
H e =△Z ＋△p/ρg ＋△u 2
/2g ＋H f =12＋0＋0＋(1＋4)=17m (H=21～16m) 因Q
H
故适用
（2）验吸液高度H 安 H 安=Hsp ’ -u 2
/2g-∑H
f
已知：u 2 / 2g=0 ;∑H 吸=1m ；Hsp =6.4m
而Hs p ’=Hs ×ρ水/ρ=6.4×1000/1400=4.57m
∴H 安=4.57-1=3.57m > 2m 故吸液高度合适。 (2)验电机 N 电 ≥ Ne 而Ne =Q e H e ρ/102η=22.86×17×1400/102×0.665×3600 =2.23kw
即N 电 ≥ 2.23 kw ＞2.2kw 故原配电机要更换
5. 现要设计一降尘室来净制气体，要求降尘室的最大生产能力为1500标准m 3
/h ，近似常压的含尘气体。气体的温度为
50℃，粘度为2×10-5
pa.s ，密度为1.5kg/m 3
，而层粒的密度为3500kg.m -3
，最小直径为10μm ，沉降过程服从斯托克斯定律，试求：(1)降尘室的面积为多少m 2
？(取整数)(2)若此降尘室只允许做成宽4m ，高2m ，那么此降尘室的最小长度为多少m ？ (3)如果厂房面积有限，要求降尘室的长度为你所计算出的最小长度的一半，你认为座采取什么措施来完成此任务？ ***答案*** (1)求A
Ut =(10×10-6) 2
(3500－1.5)×9.81 /(18×2×10-5
) =9.53×10-3
m.s -1 V=V
标
T/T
标=1500×
(50+273)/273=1774.73m 3
/h A=V/U t =(1774.73/3600)/(9.53×10-3
)=52m 2
(2)求L L=(A/b)=(52/4)=13m (3)当长度缩小一半时，为完成此生产任务，可在降尘室中间加一隔板。
6. 某燃烧炉的平壁由耐火砖（λ=1.05w.m -1
.K -1
）,绝热砖（λ=0.15w.m -1
.K -1）和普通砖(λ=0.8w.m -1
.K -1 )三种材料组成。已知耐火砖内侧温度为1273K ，耐火砖与绝热砖接触面温度1213K ，绝热砖与普通砖接触温度411K ；普通砖厚230mm ，设为稳定热传导，问：(1)耐火砖和绝热砖应砌多厚才能保证热损失不超过274w.m 2
(2）普通砖的外侧温度为多少？ ***答案***
δ耐=λ耐×△t 耐/Q=1.05(1273-1213)/274=0.2299m δ
绝=λ
绝×△t
绝
/Q=0.15(1213-411)/274=0.4391m
△t 普=Q ×δ普/λ普=274×0.23/0.8=78.78K 411-t 外=78.78 ∴t 外=332.2K
7. 某车间有一台换热面积（以外表面积计）为2.5 m 2
的单程列管换热器。用180℃的热废气预热轻油, 轻油走管外,其流量为200kg.h -1
,比热为2kJ.kg -1
.K -1
,温度由30℃升至80℃。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70℃。求：换热器的热负荷和传热系数。 ***答案***
A ＝2.5m 2
, Cp ＝2kJ.kg -1
.K -1
Δtm ＝
（(180-80)-(70-30)）/ｌｎ
(100/40)
＝65.5℃ Q ＝200×2×(80-30)＝20000kJ.h -1
Q ＝KA Δtm
∴ K ＝20000/(65.5×2.5)＝122.2kJ.m -2
.K -1
.h -1
=34ｗ.m -2
.K -1
8. 在单效真空蒸发器中，将流量为10000kg.h -1
的某水溶液从10%连续浓缩至50%。原料液温度为31℃。估计溶液沸点升高为7℃，蒸发室的绝对压强为0.2kgf.cm -2
。加热蒸汽压强为2kgf.cm -2（绝压），其冷凝水出口温度为79℃。假设总传热系数为1000 w.m -2
.K -1
，热损失可忽略。试求加热蒸消耗量和蒸发器的传热面积。当地大气压为1kgf.cm -2
。已知0.2kgf.cm -2
时蒸汽饱和温度为59.7℃，汽化潜热为
2356kJ.kg
-1
及
焓
2605.45kJ.kg -1
；2kgf.cm -2
时蒸汽饱和温度为119.6℃，汽化潜热为2206kJ.kg -1
及焓为2708
kJ.kg -1
。
***答案***
溶液沸点t1=T ′+△=59.7+7=66.7℃ 蒸
发
量W=F(1
－
(X0/X1 )=10000(1－(0.1/0.5) =8000kg.h
-1
溶液的比热Cp=4.187(1－
X0)=4.187
×
(1
－
0.1)
=3.77kJ.kg -1
.K -1
由蒸发器的热量衡算式知： Q=F Cp(t1－t0)+wr ’+Q 损 =10000×3.77×(66.7－
31)+8000×2356
=20193890
kJ*h -1
=5609414 w
由传热速率方程式知传热面积为：
A=Q/〔K(T －t)〕=5609414 /〔1000×(119.6－66.7)〕=106 m 2
加热蒸汽量D=Q/r =20193890 /2206
=9154 kg.h -1
9. 现采用某单效真空蒸发器来浓缩某水溶液。已知进料量为10t.h -1
，料液从15%浓缩至浓度为60%（均为质量%），沸点进料；加热蒸汽压力为300kN.m
-2
（绝压）；冷凝水在饱和温度下排出；冷凝器内的真空度为610mmHg ，各项温度差损失分别为△′=2.5℃，△″=3.5℃，△'''=1℃；热损失为加热蒸汽放出热量的5%，传热系数K=2500w.m -2
.K -1
，试：（1）估算单位蒸汽耗量为多少？（2）估算蒸发器的传热面积为多少m 2
？（3）若产品浓度达不到要求，你认为可采取什么措施？ 附：饱和水蒸汽性质 压力kN.m -2
温度 ℃ 汽化潜热 kJ.kg -1
20 60.1 2454.9 30 66.5
2333.7
101.3 100 2258.4 300 133.3
2168.1 401.3 143.5 2138.1
设：当地大气压为101.3kN.m -2
***答案*** （1）求D / w
D =[w ×r ′+F ×Cp(t 1 – t 0 )+Q L
]/r ∵沸点进料t 1=t 0 ，且
QL =0.05D ×r
∴D / w = r ′/ 0.95 r , W=F(1-X 0 /X 1 )=10×102 (1-15/60)=7500kg.h -1
由P =300kN.m -2
，查表得
r =2168.1kJ.kg -1
， T =133.3℃ ∵P'
=[(760-610)×
101.3]/760=20kN.m 2
, 查表得T 冷=60.1℃，此冷凝器中二此蒸汽冷凝温度, 而T'=T' +△'''=60.1+1=61.1℃，查表得r ′=2351.6kJ.kg -1
∴D / W=2351.6/(0.95×2168.1)=1.142 （2）求A
A=Q/（k ×△t m ）=(D ×r )/[k(T –t 1 )]
而t 1 =T ' +△'+△''+△'''=60.1+2.5+3.5+1=67.1℃ ∴A=(1.142×7500×2168.1) ×1000
/
[3600
×
2500(133.3-67.1)] =31.17m 2
（3）①必须按设计要求控制好操作条件。
②增加料液的循环速度（如暂停出料，料液回流入器再循环）。
③可适当增大P ，以使T
↑，可使△tm ↑，以保证有足够的所需的传热面积。 ④可适当提高冷凝器的真空度，使T'↓， 则t1↓，有利于△tm ↑。
10. 某小组在干燥实验中测得：湿纸板G 1=50g,G 2 =48g,干燥时
间△τ =2′10″。已知纸板的绝干量G d =30g ，尺寸：150×100×7mm 。试求其对应的干燥速率和平均干基含水量为多少？ ***答案*** X
=（X 1X 2
/2 X 1=（G 1 - G d ）/G d =（50-30）
/30=0.6667kg 水.kg -1
绝干料
X 2=(G 2
-
G d )/G d
=(48-30)/30=0.6kg 水.kg -1
绝干料
∴X
=(0.6667＋
0.6)/2=0.6334kg 水.kg -1
绝干料 干燥速率U ： U=△W/A △τ A=2(0.15×0.1＋0.15×0.007＋0.1×0.007)=0.0335m 2
∴U=(50-48)/(1000×0.0335×130)=4.592×10-4
kg.m 2
.s -1
11. 水在内径为250mm 的钢管内流动。已知截面1－1处的流速为1m.s -1
，测压管中水柱高为1m ；在截面2－2处管内径为150mm 。试计算在截面1－1与2－2处产生的水柱高度差h 为多少m 水柱？（忽略阻力损失）
本题目有题图：titu031.bmp ***答案***
在截面1－1与2－2间列柏
努利方程：
Z1+(u12 /2g) +(p1 /ρg) =Z2 +(u 22 /2g)+(p2 /ρg)
Z 2 = Z 1
P1/ρｇ＝1mH2O，ｕ1＝1m.s-1
∴P1/ρｇ－P2/ρｇ＝ｕ22 /2ｇ－ｕ21 /2ｇ
ｕ2＝ｕ1（d1/d2）2 ＝1×（250/150）2＝2.78m.s-1
∴h＝P1/ρｇ－P2/ρｇ
＝2.782/（2×9.8 1）－12/(2×9.81)
＝0.343mH2O
12. 某厂准备建一个降尘室来净化常压，温度为40℃的含尘空气流，气体进入降尘室的流速保持在0.15m.s-1，而微粒在室内的沉降速度为0.025m.s-1，现依厂房面积分配，降尘室只允许做成宽为3m，高为2m。问：（1）降尘室的最小长度应为多少m？（2）降尘室的最大生产能力为多少标准m3.h-1？（3）若因厂房面积有限，降尘室的长度仅允许为你计算的最小长度的一半，你认为应采取计什么措施来完成此净制任务？
***答案***
（1）求最小长度L
∵(L/u)≥(H/Ut )∴L≥（uH/Ut)=0.15×2/0.025=12m （2）最大生产能力V标
V实=AUt=LbUt=12×3×0.025=0.9m3.s-1=3240 m3h-1
V标=V实T标/T实=3240×273/(40＋273)=2826m3.h-1
（3）若L只能为原来的一半时，为完成同样的生产任务，可在降尘室中间加一隔板。
13. 在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液,溶液量为1.4kg.s-1,比热为2kJ. kg-1.K-1,走
内管(规格为φ25×2.5mm),从
150℃冷却到100℃。冷却水走
套管环隙,从25℃升温至60℃,
水的比热为 4.18kJ.kg-1.K-1。1.
已知溶液一侧的对流传热系数
为1160w.m-2.K-1,冷却水一侧的
对流传热系数为930 w. m-2.K-1,
忽略管壁和污垢的热阻及热损
失, 求以传热外表面积为基准的
总传热系数K 和冷却水的用量
(kg.h-1)。 2.计算内管的外表面
积和管长。
***答案***
溶液放热Q=MsCp△
T=1.4×2×1000×(150-100)
=1.4×105 w
1/K0=d0 / (αi d i)+1/
α
=0.025/(1160×
0.02)+1/930=2.15×10
-3
K0=464w.m-2.K-1
冷却水用量
Ms'=Q/[Cp'(t2-t1)]
=1.4×
105/[4180(60-25)]
=0.957kg.s-1=3445kg.h-1
△
tm=[(150-60)-(100-25)]/ln[(150-
60)/(100-25)]=82.3℃
A=Q/(K0△tm)=1.4×105
/(464×82.3)=3.67m2
l=A /(πd0 )=3.67/(π×
0.025)=46.7m
14. 在单效蒸发器中，每小时将
2000kg的某种水溶液从10%连
续浓缩至30%，蒸发操作的平均
压强为0.4kgf.cm-2（绝压），溶
液的沸点为80℃。加热蒸气的压
强为 2.0kgf.cm-2（绝压）。原料
液的比热为 3.77kJ.kg-1.K-1。热
损失为12000w。忽略浓缩热。
试求：（1）单位时间内蒸发的水
分量；（2）分别求算原料温度为
30℃、80℃和120℃时，单位时
间内所需的加热蒸气量。已知
压强为0.4kgf.cm-2及2.0kgf.cm-2
时饱和蒸气的气化潜热分别为
2319 kJ.kg-1及2206 kJ.kg-1,饱
和蒸汽焓分别为2635kJ.kg-1及
2708kJ.kg-1。
***答案***
（1）单位时间内蒸发的水
分量W
W=F（1－X0/X1）=2000（1
－0.1/0.3）=1333kg .h-1
（2）单位时间内加热蒸气
量D
D={F Cp(t1－t0)＋wr’＋Q
损}/r
原料温度为30℃时蒸气消
耗量为
D={2000×3.77(80－30)＋
1333×2319＋12000×3.6}/2206
=1600kg.h-1
单位蒸气消耗量为
D/w=1600/1333=1.2
同样，原料液温度为80℃时
蒸气消耗量及单位蒸气消耗量
分别为D=（1333×2319＋
12000×3.6）/2206=1430 kg.h-1
D/w=1430/1333=1.07
原料液温度为120℃时蒸气消
耗量及单位位蒸气消耗量分别
为
D={2000×3.77(80－120)＋
1333×2319＋1200×3.6}/2206
=1293 kg.h-1
D/w=1293/1333=0.97
15. 某车间准备用一台离心泵
将储槽内的热水送到敞口的高
位槽内，已知管子规格为Φ60×
3.5mm钢管，管内流速为2m.s-1，
吸入管路的能量损失为
19.6J.kg-1,压出管路的压头损失
为4mH2O (均包括全部的局部
阻力损失在内）,其余参数见附图示。试求该泵提供的有效功率。
本题目有题图：titu168.bmp ***答案***
定储槽液面为1-1，且为基准面，高位槽液面为2-2，列柏式：
gZ 1+(u 12
/2) +(p 1 /ρ)+We = gZ 2 +(u 22
/2)+ (p 2 /ρ)+Σ
hf
∑h f =hf 吸+hf 压=19.6+4
×9.807=58.84J.kg -1
∴ -100×133 /980 +we=8×9.81+58.84
∴ We=150 J.kg -1 ; M s =π/4×0.0532
×2×980 =4.3
kg.s -1
∴ Ne=WeMs =.150 ×4.3
=649 W
16. 喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度ｌ＝0.5m ，其两端的直径d1＝40mm ，d2＝20mm ，竖直装置。若把表压为98.07kN.m -2
的水引入喷嘴，而喷嘴的阻力损失为 1.5mH 2O ，如不计空气阻力，试求喷出的流量和射流的上升高度。水的密度为1000kg.m -3。 ***答案***
本
题目有题图：titu050.bmp 列1－12－
2
以1－
1
Z 1+(u 12
/2g) +(p 1 /ρg) =Z 2 +(u 22
/2g)+(p 2 /ρg)
Z 1 =0 ; p 2=0 由连续性方程：
（π/4）d 12
ｕ1＝（π/4）d2 2
ｕ2
ｕ1＝（d1 /d 2 ）2
ｕ2＝（20/40）
2
ｕ2＝ｕ2 /4
P 1 /ρｇ＝10m ， Z 2 ＝0.5 10＋1/2ｇ×（ｕ2 /4）2
0.5
＋ｕ2 2
/2ｇ＋1.5
8＝ｕ2 /2ｇ－1/16×ｕ2
2 /2ｇ＝（15/1 6）ｕ2
2
/2ｇ
∴ ｕ2 ＝（8×9.81×2×16/15）1/2
＝12.94 m.s -1
上升高度 H=ｕ
2 2
/(2×
9.81)=(12.94) 2
/ (2×9.81)=8.53 m
17. 某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m ，炉墙导热系数λ＝1.038w.m -1
.K -1
。其外用导热系数为0.07w.m -1
.K -1
的绝热材料保温。炉内壁温度为980℃, 绝热层外壁温度为38℃,如允许最大热损失量为800w.m -2
。求:（1）绝热层的厚度;（2）耐火砖与绝热层的分界处温度。 ***答案***
（1）ｑ/A ＝（T 1－T 3）/（ｂ1/λ1＋ｂ2/λ2） ＝（980－38）/（0.213/1.038＋ｂ2 /0.07）＝800
得：b2＝0.068m
（2）ｑ/A ＝（T 1－T 2）/（ｂ1/λ1）
＝（980－T 2）/（0.213/1.038）＝800 得：T 2 ＝815℃
18. 在φ57×3mm 的蒸汽管(管材的λ1＝45w.m -1
.K -1
)外壁包了一层25mm 厚,导热系数λ2
＝0.2w.m -1.K -1
的石棉层。蒸汽管的内壁温度为175℃, 石棉层外表面温度为50℃,试求每米蒸汽管单位时间所损失的热量。现欲在石棉层外再加一层导热系数为λ3＝0.07w.m -1
.K -1
的氧化镁保温材料, 使热损失为原来的一半,设总温度差保持不变,试问此保温材料应多厚? ***答案***
①热损失的计算 t1 ＝175℃ t3 =50℃
Q ＝(t1 -t3 ) 2πＬ/（(1/λ1) ×ｌｎ(ｒ2 /ｒ1 )+(1/λ2)×ｌｎ(ｒ3 /ｒ2)
＝(170-50)×2×3.14×L/（1/45×ｌｎ((57/2)/((57-6)/2) )+1/0.2
×
ｌ
ｎ
((57+50)/2)/(57/2))=239.1L(w) ② 温度差不变,设厚度为x Q' ＝Q/2
Q' ＝（(Δt) 2πL ）/（1/λ1 ×ｌｎｒ2 /ｒ1 +1/λ2 ×ｌｎ ｒ3 /ｒ2 +1/λ 3 ×ｌｎ(ｒ3 +x)/ｒ3 ）＝Q/2
＝(1/2) Δt ×2πL/（1/λ1 ×ｌｎ(ｒ2 /ｒ1) + 1/λ2×ｌｎ(ｒ3 /ｒ2)）
∴ 1/λ1 ｌｎｒ2 /ｒ1 +1/λ2 ｌｎｒ3 /ｒ2+1/λ3 ｌｎ(ｒ3 +x)/ｒ3
＝2（1/λ1 ｌｎｒ2 /ｒ1 +1/λ2 ｌｎｒ3 /ｒ2 ） ∴ 1/λ3 ｌｎ(ｒ3 -x)/ｒ3
＝1/λ1ｌｎ(ｒ2 /ｒ1)+1/λ2ｌｎｒ3 /ｒ2 +1/0.07×ｌｎ(107/2+x) /(107/2)
＝1/45×ｌｎ(57/2)/((57-6)/2)+1/0.2×ｌｎ((57+50)/2)/(57/2)
∴x=13.2(mm)
19. 湿度为0.02的湿空气在预热器中加热到120℃后通入绝热常压(总压P＝760mmHg)干燥器，离开干燥器时空气的温度为49℃。求离开干燥器时空气的露点温度ｔd。水的饱和蒸汽压数据如下：
温度ｔ，℃30 35 40 45 50 55 60
蒸汽压P，mmHg 31.8 42.18 55.3 78.9 92.5 118.0 149.4
***答案***
Ｉ1=(1.01+1.88×0.02 )×120+2490×0.02=175.5kJ.kg-1绝干气
绝热干燥器中Ｉ1 ＝Ｉ2
175.5=(1.01+1.88H2 )×49+2490H2 →H2 =0.0488
PS,td＝H2 P/（0.622+H2 ）
＝0.0488×760/(0.622+0.0488)=55.3mmHg 由水蒸汽表ｔd =40℃
20. 如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从Φ108×4mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按∑h=16.15u2 J.kg-1计算，式中u为水在管内的流速（m.s-1)。求
（1）A-A'截面处的流速m.s-1？（2）水的流量为多少m3.h-1？
本题目有题图：titu172.bmp
***答案***
（1）定水槽液面为1-1，管
出口外侧为2-2，以地面为基准
面，则：
Z1g + P1/ρ+ u12/2 = Z2g
+P2 /ρ+ u22/2 + ∑
h
10×9.807+0+0=2×
9.807+0+(0.5+16.15)u2
∴u=2.2m.s-1
∵水在管内连续流动
d A=d , ∴u A=u=2.2m.s-1
（2）V=3600π×(0.1)2×
2.2/4=62.17m
3.h-1
21. 40℃水由高位槽经异径收
缩管向下流动，为保证水在流经
收缩管时不产生气化现象，收缩
管的管径应限制在多大？（不考
虑流动阻力损失）。当地大气压
为97kN.m-2，40℃水的密度为
992kg.m-3，饱和蒸汽压P s＝
7.38kN.m-2。
本题目有题图：titu048.bmp
***答案***
列1－1与2－2截面间列
柏努利方程：
10 = u22/2g , u2=(10×2g)
1/2 =14m/s
列1-1及0-0间柏努利方程
7+97×1000 /992g=7.38×
1000 / 992g+ u20/2g
解得u0 =17.8m/s
由连续性方程17.8d0
2
=14×150 2
解得d0 =133mm
22. 在套管换热器中，用100℃
的水蒸汽将流率为2000kg.h-1的
盐水，由20℃加热至60℃。盐
水比热为2.5kJ.kg-1.K-1，加热内
管平均直径为48mm，蒸汽对管
壁的给热系数为
10000w.m-2.K-1，管壁对盐水的
给热系数为800w.m-2.K-1，忽略
管壁热阻，试求加热管的管长。
***答案***
Q=W.Cp.(t2-t1)=2000×
2500×(60-20)=2×105 kJ/h =
55555 W
Δt m=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δ
t2)=57.7 K
1/K=1/α0+1/α 1 ;
K=740.7 w.m-2.K-1
Q = K.π.d.L.Δ
t
L=55555/(740.7×57.7×3.14×0.04
8)
=8.26 m
23. 用一外表传热面积为3m2,
由φ25×2.5mm的管子组成的
单程列管式换热器,用初温为
10℃的水将机油由200℃冷却
至100℃,水走管内, 油走管间。
已知水和机油的质量流量分别
为1100kg.h-1和1200kg.h-1,其比
热分别为 4.18kJ.kg-1.K-1和 2.0
kJ.kg-1.K-1,水侧和油侧的对流传
热系数分别为2000w.m-2.K-1和
250w.m-2.K-1,两流体呈逆流流动,
忽略管壁和污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用? (2)夏天当水的初温达到30℃, 而油的流量及冷却程度不变时,该换热器是否合用?(假设传热系数不变)
***答案***
(1) Q1=1200×2×(200-100)=240000kJ.h-1
Q2=Q1,
t2=t1+Q1/(m2·Cp2)=62.2℃
△
tm=(137.8-90)/ln(137.8/90)=112. 2℃
1/K1=1/α1+d1/(α2·d2)=1/250+2 5/(2000×20)
K1=2 16.2w.m-2.K-1
A1=Q1/ (K△tm) =240000×1000 / (216.2×3600×112.2) = 2.75m2 < 3m2 故适用
(2) t1=30℃时
t2=30+240000/(1100×4.18)=82.2℃
△
tm=(117.8-70)/ln(117.8/70)=91.8℃
A1=240000×1000 / (3600×91.8×216.2)=3.36m2>3m2
不适用
24. 某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为28%（均为质量%）。蒸发器的传热面积为5m2，传热系数K=1500w.m-2.K-1，加热蒸汽的温度采用115℃（其汽化潜热为2221kJ.kg-1，冷凝水在饱和温度下排出），蒸发室内蒸汽的温度为57.3℃，二次蒸汽的汽化潜热为2359kJ.kg-1，采用沸点进料，经计算知：△′=0.7℃，△″=0；热损失相当于蒸发器传热量的5%。问：（1）此蒸发器每小时可处理多少kg番茄汁？（2）加热蒸汽耗量为多少kg.h-1 ？
***答案***
（1）求F
F=W/（1-X0/X1）
∵Q=A.K(T –t1 )
而t=T’+△'+△"=57.3+0.7+0=58℃
∴Q=5×1500(115-58)=427500 w
∵沸点进料∴Q = D r ≈Wr’ +Q损
∴W=(0.95Q)/r'=(0.95×427500)/(2359×1000 )
=0.172kg.s-1
=619.8kg.h-1
∴F=619.8/(1—12/28)=1084.65kg.h-1
（2）求
D
D = Q / r =（427500×3600）/（2221×1000）
=692.93kg.h-1
25. 某树脂厂采用一台气流干燥器将聚氯乙烯的含水量从16%干燥至0.5%（均为湿基），此干燥器的生产能力为1t.h-1 (产品）。已知空气进入预热器的温度为20℃，湿球温度为16℃，预热至110℃进入干燥器，从干燥器排出的废气温度为80℃，设此干燥器为理想干燥器。试求：(1)若风机设置在干燥器之后，其风机的抽风量为多少m3湿空气.h-1,又为多少kg湿空气.h-1 ？
(2)若预热器的热损失相当空气在预热器中预热需要的热量的5%，其预热器需要消耗加热蒸汽为多少kg.h-1(蒸汽的汽化潜热为2205kJ.kg-1）（附T-H图一张）。
食工原理复习题及答案(不含计算题) 一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽；空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的
______________，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。 ***答案*** 标准式，较大，要小，自然 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 11. 非结合水份是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。 ***答案*** 201 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp
食品工程原理期末复习 单项选择题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
单项选择题：（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内） 1、一个标准大气压，以mmHg为单位是（ B ） (A) 761 (B) 760 (C) (D) 9、一个标准大气压，以mH2O柱为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 2、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于层流时，雷诺数为（ D ） (A) Re ≤ 1500 (B) Re ≤ 1600 (C) Re ≤ 1800 (D) Re ≤ 2000 10、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于湍流时，雷诺数为（ C ） (A) Re >3500 (B) Re >3800 (C) Re >4000 (D) Re >4200 16、一个标准大气压，以cm2为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 25、一个标准大气压，以Pa为单位应为（ B ） (A) ×104 (B) ×105 (C) ×106 (D) ×105 3、流体内部流动时产生的摩擦力，对流体的流动有阻碍的作用，称为流体的 （ D ） (A) 比热 (B) 密度 (C) 压力 (D) 粘性 5、流体流过任一截面时，需要对流体作相应的功，才能克服该截面处的流体压力，所 需的功，称为（ C ） (A) 位能 (B) 动能 (C) 静压能 (D) 外加能量 6、流体流动时，上游截面与下游截面的总能量差为（ D ） (A) 外加能量减动能 (B) 外加能量减静压能 (C) 外加能量减位能 (D) 外加能量减能量损失 7、输送流体过程中，当距离较短时，直管阻力可以（ C ） (A) 加倍计算(B) 减半计算(C) 忽略不计(D) 按原值计算 8、泵在正常工作时，实际的安装高度要比允许值减去（ B ） (A) ０.３m (B) ０.５－１m(C) １－１.５m(D) ２m 12、流体流动时，由于摩擦阻力的存在。能量不断减少，为了保证流体的输送需要（ D ） (A) 增加位能 (B) 提高动能 (C) 增大静压能 (D) 外加能量 13、利用柏努利方程计算流体输送问题时，需要正确选择计算的基准面，截面一般与 流动方向（C） (A) 平行(B) 倾斜(C) 垂直(D) 相交 14、输送流体时，在管道的局部位置，如突扩，三通，闸门等处所产生的阻力称为（ B） (A) 直管阻力(B) 局部阻力(C) 管件阻力(D) 输送阻力 15、泵在正常工作时，泵的允许安装高度随着流量的增加而（ B ） (A) 增加(B) 下降(C) 不变(D) 需要调整 17、离心泵启动时，泵内应充满输送的液体，否则会发生（ A ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) 气化 19、流体内部的压强，以绝对零压为起点计算的是（ C ） (A) 真空度 (B) 表压 (C) 真实压强 (D) 流体内部的静压 20、流体流动时，如果不计摩擦损失，任一截面上的机械能总量为（ D ） (A) 动能加位能 (B) 动能加静压能 (C) 位能加静压能 (D) 总能量为常量 21、利用柏努利方程计算流体输送问题时，要正确的选择合理的边界条件，对宽广水 面的流体流动速度，应选择（C） (A) U = 1 (B) 0 < u < 1 (C) u = 0 (D) u < 0 22、输送流体时，泵给予单位质量流体的能量为（ C ） (A) 升扬高度(B) 位压头 (C) 扬程(D) 动压头 23、往复式泵的分类是依据不同的（A） (A) 活塞(B) 连杆(C) 曲柄(D)汽缸 26、离心泵的实际安装高度,应该小于允许安装高度，否则将产生（ B ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) ) 气化
2004 – 2005 学年第二学期食品科学与工程专业 食品工程原理试卷（A）卷 题号一二三四五…合计 得分 阅卷人 一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）； 2. 给热是以和的差作为传热推动力来考虑 问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失 的方法有 、 ； 6. 蒸发器主要由 室和 室组
成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、 、 三种； 8. 形状系数不仅与 有关，而且 与 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ） （A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律； （D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2. 确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实 验测定 3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸 汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0； （D）t=t w=t d=t as 5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ ） （A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“”号，错者打“”号。） 1. （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2. （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关， 又与其黑度有关； 3. （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4. （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条 件； 5. （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽 度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1. （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位 426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m· ℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度 为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为 φ25×2.5mm的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K 冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知 水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，
食品工程原理考题(东方14本B)
湖南农业大学东方科技学院课程考核试卷课程名称（全称）：食品工程原理课程代码：D20332B2 考核时间：2016年 7 月日试卷号： B 考核对象：2014级食品科学与工程 一、名词解释（本大题有5小题，每小题2分， 共计10分） 1、粘性液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力 2.粉碎利用机械方法使固体物料由大块分裂成小块直至细粉的过程 3.超临界流体萃取使溶剂与物料充分接触，将物料中的组分溶出并与物料分离的过程。或利用混合物各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各 组分得到分离与提纯的操作过程 4.浓差极化一种边界层现象，它由被膜阻留的溶质积聚在膜表面而引起。在膜分离过程中，溶剂和溶质都向膜表面转移 5.低共熔点在某一温度下两个固体组分可同时熔化，且这个温度通常低于每一纯组分的温度，该温度叫低共熔温度 共6页，第1页
二、单选题（本大题有20小题，每小题1分，共计20分） 1. 当温度为0.01℃，压力为（ B ）Pa时，纯水处于固、液、气三相平衡。 A. 610 B. 650 C. 700 D. 750 2. 描述流体流动型态的准数叫（ B ）。 A. 普兰特数 B. 雷诺数 C .毕渥准数 D. 努塞尔特准数 3. 物质发生相变时，所需增减热量用来改变分子间势能，这种热量叫（ D ）。 A. 显热 B. 动能 C. 位能 D. 潜热 4. 局部阻力的估算方法常用局部阻力系数法和当量（ D ）法计算。 A. 体积 B .面积 C. 内径 D. 长度 5. 流体的平均流速是（ D ）和管道面积的比值。 A. 最大流速 B. 体积流量 C. 质量流量 D. 平均流量 6. 流体在流动过程的阻力损失有沿程损失和（ A ）。 A. 直管损失 B. 短程损失 C. 局部损失 D. 长程损失 7. 将热溶液的压力降到低于溶液温度下的饱和压力，则部分水将在压力降低的瞬间沸腾汽化，这种技术叫（ B ）。 A. 节流 B. 闪蒸 C. 节压 D 闪冷 8. 流体呈层流型态时，其雷诺数（ C ）2000。 A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 不确定 9.快速冻结的时间为（ A ）。 A. 3-20 min B. 30-100 min C. 120-1200 min D. 200-1000 min 10. 工业生产中，过滤有恒压过滤和（ A ）过滤两种操作方式。 A. 恒速 B. 非恒速 C. 恒温 D. 非恒温 共6页，第2页
传热练习题 1、 某加热器外面包了一层厚度为300mm 的绝缘材料，该材料的热导率为0.16W/(m ·℃)，已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面的温度为多少？ 2、 用套管换热器将果汁从80℃冷却到30℃，果汁比热为3.18kJ/kg ℃，流量为240kg/h 。冷却水与果汁呈逆流进入换热器，进口和出口温度分别为10℃和20℃，若传热系数为450W/m 2℃，计算换热面积和冷却水用量。 3、在一内管为Φ25mm×2.5mm 的套管式换热器中，用水冷却苯，冷却水在管程流动，入口温度为290K ，对流传热系数为850W/(m 2·K)，壳程中流量为1.25kg/s 的苯与冷却水逆流换热，苯的进、出口温度分别为350K 、300K ，苯的对流传热系数为1700 W/(m 2·K)，已知管壁的热导率为45 W/(m·K)，苯的比热容为c p =1.9 kJ/(kg·℃)，密度为ρ=880kg/m 3。忽略污垢热阻。试求：在水温不超过320K 的最少冷却水用量下，所需总管长为多少（以外表面积计）？ 4、 在一单程列管式换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将36000kg/h 的乙醇水溶液从25℃加热到75℃。列管换热器由90根Ф25mm×2.5mm ，长3m 的钢管管束组成。乙醇水溶液走管程，饱和水蒸汽走壳程。已知钢的热导率为45W/(m·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m 3，粘度为1.2×10－3Pa·s ，比热为4.02kJ/(kg·℃)，热导率（即导热系数）为0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝时的对流传热系数为104W/(m 2·℃)，忽略污垢层热阻及热损失。试问此换热器是否能完成任务（即换热器传热量能否满足将乙醇水溶液从25℃加热到75℃）？ 已知：管内对流传热系数关联式为4.08.0Pr Re )/(023.0d λα=，λμ/Pr p C =。 干燥练习题 5、 某物料在连续理想干燥器中进行干燥。物料处理量为3600kg/h, 物料含水量由20%降到5%（均为湿基）。空气初始温度为20℃，湿度为0.005kg/kg 绝干气，空气进干燥器时温度为100℃， 出干燥器时温度为40℃。试求：(1)空气消耗量；(2)预热器传热量。 6、 在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h ，要求将湿基含水量由40%减至5%。干燥介质为干球温度20℃，相对湿度15%的空气，经预热器加热
一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_0.0157m3.s-1_.平均流速为__ 2.0m.s-1____。 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。出口阀 4.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________.4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近__饱和水蒸汽；_的温度，而传热系数K值接近___空气____的对流传热系数。 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___、__、___.间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称__标准式__。由于中央循环管的截面积__较大_____。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的____要小__，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的____自然__循环。 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为__22kg.s-1 __,平均流速为_ 2.8m.s-1______。 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是__粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=__24/ Rep ___. 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)1140w 11. 非结合水份是主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快___201___倍。 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp 14. 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量WI＿＿WII AI＿＿＿A II。（大于，等于，小于） 大于，小于 15. 多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效的____________，以使前一效引出的______________作后一效_________，以实现_____________再利用。为低、二次蒸汽、加热用、二次蒸汽 16. 物料干燥时的临界水份是指＿由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率；它比物料的结合水份大。 17. 如右图所示：已知,ρ水=1000kg.m-3,ρ空气=1.29kg.m-3,R=51mm,则△p=500_ N.m-2,ξ=_1（两测压点A.B间位差不计） 本题目有题图：titu141.bmp 18. 板框压滤机主要由__滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成_，三种板按1—2—3—2—1—2—3—2—1的顺序排列组成。 19. 去除水份时固体收缩最严重的影响是在表面产生一种液体水与蒸汽不易渗透的硬层，因而降低了干燥速率。 20. 多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效的_为低，以使前一效引出的_二次蒸汽作后一效加热用，以实现_二次蒸汽_再利用。 21. 恒定的干燥条件是指空气的＿湿度、温度、速度＿以及＿与物料接触的状况＿都不变。 22. 物料的临界含水量的大小与_物料的性质，厚度和恒速干燥速度的大小__等因素有关。 二、选择题： 1. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) B. A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 2. 降膜式蒸发器内溶液是（C ）流动的。 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 不循环 3. 当空气的t=t=tφ（A）。
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
《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 )。
1.1.位能：由于流体在地球重力场中处于一定的位置而具有的能量。若任选一基准水平面作为位能的零点，则离基准垂直距离为Z的流体所具有的位能为mgz。 2.动能：由于运动而具有的能量。若流体以均匀速度u流动，则其动能为mv2/2.若流动界面上流速分布不均，可近似按平均流速进行计算，或乘以动能校正系数。 3.内能：物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。对于不克压缩流体，其内能主要是流体的分子动能，对于可压缩流体，其内能既有分子动能，也有分子位能，如果单位质量流体所含的内能为e，则质量为m的流体所具有的内能E=me。在热力计算时，我们对某一状态下的内能变化值。 4.流动功：如果设备中还有压缩机或泵等动力机械，则外接通过这类机械将对体系做功，是为功的输入，相反也有体系对外做功的情形，是为功的输出，人为规定，外界对体系做功为正，体系对外界做工为负。 5.汽蚀：水泵叶轮表面受到气穴现象的冲击和侵蚀产生剥落和损坏的现象。吸上真空高度达最大值时。液体就要沸腾汽化，产生大气泡，气泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，于是气泡又迅速凝成液体，体积急剧变小，周围液体就以极高速度冲向凝聚中心，造成几百个大气压甚至几千个大气压的局部应力致使叶片受到严重损伤。 6.汽蚀余量：指泵吸收入口处单位液体所具有的超过气化压力的富余能量， 7.泵的工作点：泵的特性曲线与某特定管路的特性曲线的交点。1.雷诺准数：Re=dup/u;是惯性力和黏性力之比，是表示流动状态的准数2努赛尔特准数：Nu:表示对流传热系数的准数3普兰特准数：Pr:表示物性影响的准数4格拉斯霍夫准数：Gr:表示自然对流影响的准数5粘度：液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子；运动黏度是流体的动力黏度与流体的密度之比6热传导：是通过微观粒子（分子·原子·电子等）的运动实现能量传递；热对流：指流体质点间发生相对位移而引起的热量传递过程；热辐射：指物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程7水分结冰率：食品冻结过程中水分转化为冰晶体的程度；最大冰晶生成区：水分结冰率变化最大的温度区域（-1~5摄氏度）8形状系数：表证非球形颗粒与球形颗粒的差异程度。9分隔尺度：指混合物各个局部小区域体积的平均值；分隔强度：指混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均浓度的偏差的平均值。10泵的工作点：将同一系统中的泵的特性曲线和某特定管路曲线，用同样的比例尺绘在一张图上，则这两条曲线的交点称为系统的工作点11温度场：某一瞬间空间中各点的温度分布；温度梯度：沿等温面法线方向上的温度变化率12颗粒群的频率分布曲线：将各个颗粒的相对应的颗粒百分含量绘制成曲线；累计分布曲线是将小于（大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系绘制成表格或图形来直观表示颗粒粒径的累积分布13粉碎：利用机械力将固体物料破碎为大小符合要求的小块颗粒或粉末的单元操作；粉碎比“物料粉碎前后的平均粒度之比14床层空隙率：众多颗粒按某种方式堆积成固体定床时，床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率表示，数值等于床层空隙体积与床层总体积之比15床层的比表面：单位床层体积具有的颗粒表面积16水力光滑管：当δ﹥Δ时，管壁的凸凹不平部分完全被黏性底层覆盖，粗糙度对紊流核心几乎没有影响，此情况成为水力光滑管17紊流核心：黏性影响在远离管壁的地方逐渐减弱，管中大部分区域是紊流的活动区，这里成为紊流核心18允许吸上真空高度Hsp:在吸上真空高度上留有一定的余量，所得的吸上真空高度19最大吸上真空高度Hsmax:当泵的吸入口处的绝对压力Ps降低到与被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压Pv相等时，吸上真空高度就达到最大的临界值，称为最大吸上真空高度20泵的几何安装高度（吸入高度）：指泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离21壁效应：壁面附近的空隙率总是大于床层内部，因阻力较小，流体在近壁处的流速必大于床层内部22黑体：A=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被该物体吸收；白体或镜体：R=1,表示投射到物体表面上的辐射能全被该物体反射；透热体：D=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被透过；灰体：能以相同的吸收率且部分地吸收所有波长范围的辐射能的物体；特点：a,灰体的吸收率
湖南农业大学东方科技学院课程考核试卷 课程名称（全称）：食品工程原理 课程代码：D20332B2 考核时间：2016年 7 月 日 试卷号： B 考核对象：2014级食品科学与工程 一、名词解释（本大题有5小题，每小题2分，共计10分） 1、粘性 液体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子之间的相对运动而产生一种内摩擦力 2.粉碎 利用机械方法使固体物料由大块分裂成小块直至细粉的过程 3.超临界流体萃取 使溶剂与物料充分接触，将物料中的组分溶出并与物料分离的过程。或利用混合物各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提纯的操作过程 4.浓差极化 一种边界层现象，它由被膜阻留的溶质积聚在膜表面而引起。在膜分离过程中，溶剂和溶质都向膜表面转移 5.低共熔点 在某一温度下两个固体组分可同时熔化，且这个温度通常低于每一纯组分的温度，该温度叫低共熔温度 共6页，第1页 二、单选题（本大题有20小题，每小题1分，共计20分） 1. 当温度为0.01℃，压力为（ B ）Pa 时，纯水处于固、液、气三相平衡。 A. 610 B. 650 C. 700 D. 750 2. 描述流体流动型态的准数叫（ B ）。
A. 普兰特数 B. 雷诺数 C .毕渥准数 D. 努塞尔特准数 3. 物质发生相变时，所需增减热量用来改变分子间势能，这种热量叫（ D ）。 A. 显热 B. 动能 C. 位能 D. 潜热 4. 局部阻力的估算方法常用局部阻力系数法和当量（ D ）法计算。 A. 体积 B .面积 C. 内径 D. 长度 5. 流体的平均流速是（ D ）和管道面积的比值。 A. 最大流速 B. 体积流量 C. 质量流量 D. 平均流量 6. 流体在流动过程的阻力损失有沿程损失和（ A ）。 A. 直管损失 B. 短程损失 C. 局部损失 D. 长程损失 7. 将热溶液的压力降到低于溶液温度下的饱和压力，则部分水将在压力降低的瞬间沸腾汽化，这种技术叫（ B ）。 A. 节流 B. 闪蒸 C. 节压 D 闪冷 8. 流体呈层流型态时，其雷诺数（ C ）2000。 A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 不确定 9.快速冻结的时间为（ A ）。 A. 3-20 min B. 30-100 min C. 120-1200 min D. 200-1000 min 10. 工业生产中，过滤有恒压过滤和（ A ）过滤两种操作方式。 A. 恒速 B. 非恒速 C. 恒温 D. 非恒温 共6页，第2页 11. 物料干燥时，物料中的水分在一定条件下是否能用干燥方法除去而分为自由水分和（ B ）。 A. 束缚水分 B. 平衡水分 C. 化学结合水分 D. 毛细管水分 12. 同体积的球体表面积与颗粒实际表面积之比称为（ D ）。 A. 形状因素 B. 名义粒度 C. 平均粒度 D. 球形度
江 南 大 学 考 试 卷 专 用 纸 《食品工程原理》（2）期末试卷（B ） 2006.6 （食品学院03级用） 使用专业、班级 学号 姓名 题 数 一 二 三 四 五 总 分 得 分 一、概念题 〖共计30分〗； (填空题每空1分，判断、选择题每小题各1分) 1 在填料塔吸收系数测定的实验中，本实验室所使用的填料有__拉西______环和___鲍尔_____环两种。 2 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ C ）。 (A)两相界面存在的阻力； (B)气液两相主体中的扩散的阻力； (C)气液两相滞流层中分子扩散的阻力； 3 气体的溶解度随________的升高而减少，随 ___________的升高而增大。 4 精馏过程是利用 多次部分气化_______________和____多次部分冷凝____________的原理而进行的。 5 精馏塔设计时采用的参数(F ,x F ,,ｑ, D ，x D ，R 均为定值)，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量__增大______，塔内实际上升蒸汽 量________。(增大，减少，不变，不确定) 6 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化。（ ） (A)平衡线； (B)操作线与q 线； (C)平衡线 本题得分 8. 判断题（对打√，错打×） ①干燥操作能耗大，但要从湿固体物料中除去湿份(水份)，只能采用干燥 操作。( ) ②干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为操作条件下空气的湿球温度。 ( ) 9. 干燥过程是________________和________________相结合的过程。 10 料液在高于沸点下进料时，其加热蒸气消耗量比沸点进料时的蒸汽消耗 量___少______， 因为此时料液进入蒸发器后有____闪蒸__________现象产生。 11多效蒸发的原理是利用减压的方 法使后一效的蒸汽压力和溶液的沸点较前一效的低，以使前一效引出的_____________作后一效的 ____________，从而实现____________再利用。 12萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 (A)溶解度曲线之上方区； (B)溶解度曲线上； (C)溶解度曲线之下方区； (D)座标线上。 13萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合液的。 (A)挥发度 (B)离散度 (C)溶解度 (D)密度。 14判断题（对打√，错打×） 从A 和B 组分完全互溶的溶液中，用溶剂S 萃取其中A 组分，如果 出现以下情况将不能进行萃取分离: (A) S 和B 完全不互溶，S 和A 完全互溶。 ( )
I 2004 -2005学年第二学期 食品科学与工程 专业 、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= ________ N/m （已知 1N=105 dyn ）； 2. 给热是以 _______________________ 和 _______________ 的差作 为传热推动力来考虑问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ____________ ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即 A=1）称为 ___________ 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的 方法有 _______________________ 、 _______________________ : 6. 蒸发器主要由 _____________ 室和 _________________ 室组成; 7?喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 _______________ 、 _______________ 、 ______________ 三种； 8. 形状系数不仅与 _____________________________ 有关，而且 与 __________________________________ 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 _____________________ 、 10. 圆形筛孔主要按颗粒的—度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 ______ 度进行筛分。 word 文档可编辑系（部） 河 食品工程原理试卷（A ）卷 北 科 技 师 题号 ----------- *■ -二二 -三 四 五 ??? 合计 得分 阅卷人 范 学 I I 院 I I I 装 订 I 线
食品工程原理总复习 第0章引论 1．什么是单元操作？ 2．食品工程原理是以哪三大传递为理论基础的？简述三大传递基本原理。3．物料衡算所依据的基本定律是什么？解质量衡算问题采取的方法步骤。4．能量衡算所依据的基本定律是什么？要会进行物料、能量衡算。 第一章流体流动 1．流体的密度和压力定义。气体密度的标准状态表示方法？ 2．气体混合物和液体混合物的平均密度如何确定？ 3．绝对压力Pab、表压Pg和真空度Pvm的定义。 4．液体静力学的基本方程，其适用条件是什么？ 5．什么是静压能，静压头？位压能和位压头？ 6．压力测量过程中使用的U型管压差计和微差压差计的原理。 7．食品工厂中如何利用流体静力学基本方程检测贮罐中液体存量和确定液封高度？ 8．流体的流量和流速的定义。如何估算管道内径？ 9．什么是稳定流动和不稳定流动？流体流动的连续性方程及其含义。10．柏努利方程及其含义。位能、静压能和动能的表示方式。 11．实际流体的柏努利方程，以及有效功率和实际功率的定义。 12．计算管道中流体的流量以及输送设备的功率。 13．什么是牛顿粘性定律？动力黏度和运动黏度的定义。 14．什么是牛顿流体？非牛顿流体？举例说明在食品工业中的牛顿流体和非牛顿流体。 15．雷诺实验和雷诺数是表示流体的何种现象？ 16．流体在圆管内层流流动时的速度分布及平均速度表述，泊稷叶方程。17．湍流的速度分布的近似表达式。 18．计算直管阻力的公式—范宁公式。 19．层流和湍流时的摩擦因数如何确定？ 20．管路系统中局部阻力的计算方法有哪两种？具体如何计算？ 21．管路计算问题（重点是简单管路，复杂管路） 22．流体的流量测定的流量计有哪些？简述其原理。 第二章流体输送 1．简述离心泵的工作原理。什么是“气缚”现象？ 2．离心泵主要部件有哪些？有何特点？ 3．离心泵的主要性能参数有哪些？ 4．离心泵的特性曲线是指那三条关系曲线？ 5．影响离心泵特性曲线的因素有哪些？
思考题与习题 绪论 一、填空 1 同一台设备的设计可能有多种方案，通常要用（）来确定最终的方案。 2 单元操作中常用的五个基本概念包括（）、（）、（）、（）和（）。 3 奶粉的生产主要包括（）、（）、（）、（）、（）等单元操作。 二、简答 1 什么是单元操作？食品加工中常用的单元操作有哪些？ 2 “三传理论”是指什么？与单元操作有什么关系？ 3 如何理解单元操作中常用的五个基本概念？ 4 举例说明三传理论在实际工作中的应用。 5 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。 三、计算 1 将5kg得蔗糖溶解在20kg的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。 2 在含盐黄油生产过程中，将60%(质量分数)的食盐溶液添加到黄油中。最终产品的水分含量为15.8%，含盐量1.4%，试计算原料黄油中含水量。 3 将固形物含量为7.08%的鲜橘汁引入真空蒸发器进行浓缩，得固形物含量为58%得浓橘汁。若鲜橘汁进料流量为1000kg/h，计算生产浓橘汁和蒸出水的量。 4 在空气预热器中用蒸气将流量1000kg/h，30℃的空气预热至66℃，所用加热蒸气温度143.4℃，离开预热器的温度为138.8℃。求蒸气消耗量。 5 在碳酸饮料的生产过程中，已知在0℃和1atm下，1体积的水可以溶解3体积的二氧化碳。试计算该饮料中CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。初始接种物中含有1.2%的酵母细胞，将其稀释成2%菌悬液接种到发酵灌中。在发酵罐内，酵母以每2.9h增长一倍的生长速度稳定增长。从发酵罐中流出的发酵液进入连续离心分离器中，生产出来的酵母悬浮液含有7%的酵母，占发酵液中总酵母的97%。试计算从离心机中分离出来的酵母悬浮液的流量F以及残留发酵液的流量W(假设发酵液的密度为1000kg/m3)。
食品工程原理复习题 一、填空题 1. 工业上“三传”理论指、和。 2. 流体流动时产生内摩擦力的性质，称为流体的。 3. 由局部阻力引起的能耗损失的计算方法有两种：和。 4. 离心泵的特性曲线包括、P-Q 和三种曲线。 5. 牛顿黏性定律表达式为τ＝μdu/dy, 它适用于型流体,且流体应呈 流动。 6. 指离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量。 7. 因泵（或风机）或搅拌等外力所导致的对流称为。 8. 工业上常用的鼓风机主要有和两种类型。 9. 由于流体各处的温度不同而引起的密度差异，致使流体产生相对位移，这种对流称为。 10. 工业的液体沸腾分沸腾和沸腾两种。 11.蒸汽冷凝时的传热推动力是与之差。 12. 评价换热器性能的重要指标是和热通量。 13. 降尘室的生产能力与降尘室的和有关。 14. 过滤的操作基本方式有两种：和。 15. 按两相运动方式的不同，机械分离大致分为和两种操作。 16. 在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是过滤介质。 17. 反渗透和超滤操作的基本设备包括、、膜组件。 18. 若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸气，则可提高加热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串联蒸发操作称为。 19 将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸发操作称为。 20. 工业上使用的蒸发器很多，主要有和两大类。 21. 干燥过程分为和两个阶段。 22. 当物料中水分表面汽化的速率大于内部扩散的速率，称为控制。 23. 在干燥过程中，当物料中水分表面汽化的速率小于内部扩散的速率时，称为控制。 24. 当吸收填料塔塔底流出的吸收液与刚进塔的混合气体呈平衡状态时，吸收的推动力为零时，吸收操作线的斜率称为。 25. 吸收操作线的斜率L/V称为“液气比”，是与摩尔流量的比值。 26. 用水吸收空气中少量的氨，总气量V，气温t及气体组成Y1，Y2（进出口）均不变，而进塔水温升高后，总传质单元数N OL，相平衡常数m。最小液气比（L/G）min。
一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= 0.071N/m （已知1N=105 dyn ）； 2. 给热是以流体的平均温度和壁面温度的差作为传热推动力来考虑问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而减小, 随其纯度的增加而 增加； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为黑体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的方法有吉辛柯公式、杜林规则； 6. 蒸发器主要由加热室和分离室组成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有并流、逆流、混流 三种； 8. 形状系数不仅与比表面积有关，而且与代表性尺寸的选择有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 表面积假说、体积假说 、裂缝假说 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 宽度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒的 厚度度进行筛分。 二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ c ） （A ）普朗克定律；（B ）折射定律；（C ）克希霍夫定律；（D ）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2. 确定换热器总传热系数的方法有（ bcd ） （A ）查样本书；（B ）经验估算；（C ）公式计算；（D ）实验测定 3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（ a ） （A ）高；（B ）低；（C ）相等；（D ）无法确定； 4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（ ad ） （A ）p=p S ，φ=100%，；（B ）p=p S ，φ=0；（C ）p=0，φ=0；（D ）t=t w =t d =t as 5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ g ） （A ）100μm ；（B ）50μm ；（C ）10μm ；（D ）5μm 。 三、判断题（10分）（对者打“?”号，错者打“?”号。） 1. （ ?）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2. （? ）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关； 3. （ √ ）NaOH 溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4. （ √ ）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条件； 5. （ ?）泰勒标准（Tyler Standard ）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1. （10分） 外径为426mm 的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位426mm 的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m ·℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 1． 解：r 1=0.426/2=0.213m ，r 2=0.213+0.426=0.639m ， λ=0.615w/(m ?℃) ；t 1=177℃, t 2=38℃, （1） 每米长的热损失 213.0639.0ln ) 38177(615.014.32ln )(21 221-??= -=r r t t L Q πλ=489W/m （2） 在保温层中，设半径r 处，温度为t ： 由 1 1 1ln 1) (2r r t t L Q λπ-= ，得：)213.0ln (ln 615.014.32489177ln 211-??-=-=r r r L Q t t πλ t= -18.64-126.6lnr 2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m 、直径为φ25×2.5mm 的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s 的苯从350K 冷却到300K ，290K 的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW ／(m 2．K)，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略不计，若维持水出口不超过320K 。试求换热器的传热面积。取苯的平均比热为1.9kJ/(kg ．K)，管壁材料（钢）的导热系数为45W ／(m 2．K)。 3. (15分) 用一单效蒸发，将1000kg/h 的NaCl 溶液从5%连续浓缩到30%。蒸发操作的平均