食品工程原理绪论——卡片4

3.6.3实际物体的辐射能力（需实验测出各物体的辐射率ε，ε为各λε的平均值）实际物体的辐射能力为4()100T E C =，C 为实际物体的辐射系数，0<C<C 0=5.67。

定义E/E b =C/C 0=ε，称为物体的黑度（或辐射率），ε取决于物体的性质、表面状况等，由实验测定，见表。

有了ε，则420()/100b T E C E W m ε==（注b E E λλλε=为单色辐射率λε，通常取各λ下λε的平均值ε，作为物体的辐射率ε，即认为物体发射各波长的能力相同，此时物体被称为灰体工业上大多可作为灰体看待）。

3.6.5描述实际物体吸收辐射能的能力的克希霍夫（Kirchhoff）定律Kirchhoff 导出：任何物体的辐射能力E 和吸收率A 的比值恒等于同温度下黑体的辐射能力，即/bE A E =又404400()100()()100100bT C T T E C E C AA εεεε==∴=⇒=所以，用物体的黑度ε代替A 即可计算吸收辐射能的能力。

3.6.6热辐射的计算上面有了单个物体辐射和吸收热辐射能的公式。

两黑体间的热辐射传递热量,12b Q 由Lambert （兰贝特）定律导出（推导过程省略，可参见陈敏恒化工原理）：4412,121120[()()]100100b T T Q S C ϕ=-12ϕ为面积1S 所辐射的能量被另一表面（2）所截获的分率。

两灰体间任意位置的热辐射计算：比照黑体的公式（推导过程省略，可参见陈敏恒化工原理）有：441212121124412011212211244120112,12[()()]1001001[()()]111001001(1)(1)[()()]100100s s b T TQ C S T T C S T TC S Q ϕϕϕϕεεεϕε=⋅-=⋅-+-+-=⋅-=120012211221121211,11111(1)(1)1(1)(1)s s C C C εεϕϕϕϕεεεε===+-+-+-+-且有112221S S ϕϕ=。

4.4.5低温制冷方法
一般冷冻（－100℃以上）和深度冷冻（－100℃以下）工作范围不同，制备方法也不同。

NH 3的蒸发温度在＋5~－30℃范围内，要更低温度可采取多级制冷循环、串级制冷循环、节流膨胀和绝热膨胀等方法。

用到时可参考有关专著。

4.4.6制冷剂和载冷剂
对制冷剂的要求是：①常压下沸点低；②在蒸发器内压力比大气稍高一点，在冷凝器中压力又不要过高，这样空气不渗入，制冷剂不漏出；③v q 要大；④水能冷凝；⑤汽化潜热要大，G 可小；⑥满足一
般工业无毒、不燃爆、价廉易得等要求。

常用3NH 、氟里昂－11（3CFCl ，现用Br 取代Cl ，3-Cl
O 氧化）、氟立昂－12（22CF Cl ）、氟立昂－22（2CHF Cl ）等。

注：氟代烷烃写作FC 、含氯氟代烷烃写作CFC 、含氢写作HFC 、两者都有的写作HCFC ，编号从左至右：第一个是碳原子数减1，第二个是氢原子数加1，第三个是氟原子数、氯原子不编号。

如还含有溴原子，再加上字母B 和溴原子的数目。

3CBrF 写作FC-13B1C 代表烷烃的碳原子。

CFC-12、CFC-11、HCFC-22、HCFC-113、HCFC-114
学生可上网搜索有关氟里昂制冷剂的进展情况。

HFC-134a 1,1,1,2－四氟乙完、O 3消耗为零，但仍有温室效应。

载冷剂：2CaCl （－55℃冻结）、NaCl （－21℃冻结）、25C H OH 、乙二醇、水等。

1.8基于流体力学原理的几种流量测量
生产过程中需核算成本，检查生产操作条件，或调节控制生产过程，常需测量流量。

流量测量方法有许多种。

基于柏努利方程（能量转换）测量原理的装置有毕托管（通过测流速再计算流量）、孔板流量计和转子流量计等。

1.8.1毕托管（Pitot tube）
同心套管构成，外管管口顶端封闭，外管前端壁面四周开有若干测压小孔，内管前端开口。

内外管末端分别与U型压差计的左右端相连。

（注意：图中表示密度的符号变成了p和p2，应为ρ和ρi，因系统字符不配）
测量时管口正对流动方向，管壁与流线平行，可测一点的流速。

要求对流动的影响尽量小。

测速原理是未放毕托管前，A、B两点的流速流速相同，压强相同（靠得很近，流动阻力和位能影响可忽略不计）。

放入毕托管后，A点
成为驻点，原动能2
2u 转换为压强能，而B 点未发生变化。

故A 、B 两点
的压强能之差（“o ”未放毕托管前）为
22
22AO BO A B
p p p p u u ρρρρ++++⎛⎫-=+-= ⎪⎝⎭，()22()A B i p p gR
u ρρρρ
++--∴==考虑实际影响因素，可乘一（0.98~100）的校正系数C ，因C 接近1，故也可不校正。

一般是测到管中心处最大速度，再用max max Re d u ρ
μ⋅⋅=与管内平均速度
关系图求取平均速度（P42）。

有大管、清洁流体、微压差计等几个使用注意点。

⑤压缩机的排气量或输氧量
又称生产能力，将排出气体的体积流量换算到吸入状态的数值11(,)p T 。

气体理论容积：单动V A L n
'=⋅⋅面积×行程×往返次数（一个往返算1次）/s
双动(2)V A a L n '=-⋅⋅a ——塞杆截面积。

但由于：a.余隙气体膨胀占用有效容积；b.阀门阻力使气缸中压强比吸入气体压强低，吸入气要膨胀一些（相对于1p ），占用了气缸有效容积；c.气缸内气体比吸入气温度高，又要膨胀，进一步占用有效容积，故实际吸气量以11(,)p T 计时就小于V '（理论容积）。

又有各种泄漏，实际排气量就又低于实际吸报量（均以11,
p T 计），故实际排气量i d V V λ'=，d λ为排气系数，其值约为（0.8~0.95）0λ，i 代表吸入口状态11(,
)p T 。

⑥轴功率
以绝热过程为例，理论功率a N 为：
1121111k a i p k N p V k p -⎡⎤⎛⎫⎢⎥=- ⎪⎢⎥-⎝⎭⎢⎥⎣⎦（W ）k 为绝对热
实际所需轴功率N 为：
,0.7~0.9
a
a a N N ηη==（因为实际吸气量大于实际排气量，吸入的气均需耗功；气体在气
缸内湍动及通过阀门耗功；运动部件摩擦也耗功，故需除以a ）。

1.10.3气体输送机械（fans,blowers,compressor）
结构原理和液体输送机械大体相同。

但可压缩性和低密度使气体输
w V很大，故流速高（15~25m/s）要送机械又有自身的特点。

对一定的,s s
比输送液体（0.5~3m/s）大很多，阻力损失也大得多，故压头需高。

要解决压头高、流量小和压头小流量大等输送问题。

用离心和轴流式输送低压大流量气体，用正位移式输送高压低流量气体。

分类：通风机——出口压强不大于1500mmH2O（表）（14.7kPa），压缩比1~1.15；
鼓风机——出口压强0.15~3at（表）（14.7～294.3kPa），压缩比小于4；
压缩机——出口压强3at（表）（294.3kPa）以上，压缩比大于4；
真空泵——减压，出口为1at（101.3kPa）。