《食品工程原理》第四章 沉降与过滤
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序论1. 解:从附录查出:1kcal=1.1622×10-3KW·h=1.1622W·h所以:K=42.99Kcal/(m2·h·℃)=42.99Kcal/(m2·h·℃)×(1.1622W·h/1kcal)=50w/(m2·℃)。
2.解:从附录查出:1kgf=9.80665kg·m/s2,所以1000kg/m3=1000kg/m3×[1kgf/(9.80665kg·m/s2)]=101.9kgf·s2/m4.3. 从附录查出:1mmHg=133.32Pa,1℃=K-273.3。
则新旧单位的关系为:P=P’/133.32; t =T-273.3。
代入原式得:lg(P’/133.32)=6.421-352/(T-273.3+261);化简得lgP=8.546-3.52/(T-12.3).4.解:塔顶产品的流量W塔顶=W DA+W DB+W DC=1000(0.25+0.25×96%+0.25×4%)=500Kmol/h。
所以,其组成为:X DA=0.25×1000/500=0.5;X DB=W DB/D=100×0.25×0.96/500=0.48;X DC=1-X DA-X DB=1-0.5-0.48=0.02。
塔底产品的流量:W塔底=W总-W塔顶=1000-500=500 Kmol/h。
所以,塔底组成为:X WB=W WB/W=1000×0.25×4%/500=0.02;X WC=W WC/W=1000×0.25×96%/500=0.48;X WD=1-0.48-0.02=0.55. 解:设混合后总质量为M,油的质量分数为X,则根据体积衡算V总=V油+V水得:MX/ρ油+ M(1-X)/ρ水=M/ρ平均,代入数据得:1000×950X+810×950×(1-X)=810×1000 所以,X=0.22446. 解:根据热量守恒:△H NH3=△H HCL得:M NH3(H NH395℃-H NH330℃)=M HCL(H HCL10℃-H HCL2℃) 代入数据得:M HCL=9735kg/h。
食品工程原理复习第一章 流体力学基础1.单元操作与三传理论的概念及关系。
不同食品的生产过程应用各种物理加工过程,根据他们的操作原理,可以归结为数个应用广泛的基本操作过程,如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。
这些基本的物理过程称为 单元操作 动量传递:流体流动时,其内部发生动量传递,故流体流动过程也称为动量传递过程。
凡是遵循流体流动基本规律的单元操作,均可用动量传递的理论去研究。
热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。
凡是遵循传热基本规律的单元操作,均可用热量传递的理论去研究。
质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。
凡是遵循传质基本规律的单元操作,均可用质量传递的理论去研究。
单元操作与三传的关系“三传理论”是单元操作的理论基础,单元操作是“三传理论”的具体应用。
同时,“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践基础2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。
牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ,服从此定律的流体称为牛顿流体。
μ比例系数,其值随流体的不同而异,流体的黏性愈大,其值愈大。
所以称为粘滞系数或动力粘度,简称为粘度3.理想流体的概念及意义。
理想流体的粘度为零,不存在内摩擦力。
理想流体的假设,为工程研究带来方便。
4.热力体系:指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。
边界可以是真实的,也可以是虚拟的。
边界所限定空间的外部称为外界。
5.稳定流动:各截面上流体的有关参数(如流速、物性、压强)仅随位置而变化,不随时间而变。
6.流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。
7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时,其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒,不同形式的机械能可以相互转换。
8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。
食工原理复习资料单元操作:不同食品的生产过程使用各种物理加工过程,根据物理加工过程的各种操纵原理,可以归结为数个广泛的基本过程,这些基本过程称为单元操作。
特点:若干个单元操作串联起来组成的一个工艺过程称为物理性操作。
同一食品生产过程中可能会包含多个相同的单元操作。
单元操作用于不同的生产过程其基本原理相同,进行该操作的设备也可通用。
三传理论:单元操作按其理论基础可分为三类:流体流动过程,传热过程,传质过程,以上三个过程包含三个理论,称为三传理论。
(动量传递,热量传递,质量传递)。
物料衡算:根据质量守恒定律,以生产过程中或生产单元为研究对象,对其进出口处进行定量计算,称为物料衡算。
第一章 流体流动与输送设备流体:具有流动性的物体。
如气体,液体。
特征:具有流动性;抗剪和抗张能力很小;无固定形状,随容器形状而变化;在外力作用下其内部发生相对运动。
密度:单位体积流体的质量,称为流体的密度。
),(T p f =ρ压力:流体垂直作用于单位面积上的力,称为流体的静压强,又称为压力。
在静止流体中,作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。
压力的单位:(1) 按压力的定义,其单位为N/m 2,或Pa ;(2) 以流体柱高度表示,如用米水柱或毫米汞柱等。
标准大气压的换算关系:1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O压力的表示方法:表压 = 绝对压力 - 大气压力;真空度 = 大气压力 - 绝对压力 静力学基本方程:压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 能量形式 g z p g z p 2211+=+ρρ适用条件:在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体。
(1)在重力场中,静止流体内部任一点的静压力与该点所在的垂直位置及流体的密度有关,而与该点所在的水平位置及容器的形状无关。
(2)在静止的、连续的同种液体内,处于同一水平面上各点的压力处处相等。
液面上方压力变化时,液体内部各点的压力也将发生相应的变化。
本科《食品工程原理》试题库填空:1)在食品工程上,如:流体输送、气体压缩、真空技术、搅拌、均质等操作都属于(动量单元操作)过程。
2)在食品工程上,如:传热、蒸发、冷冻等操作都属于(热量传递过程)。
3)在食品工程上象干燥、蒸馏、吸收、浸出等操作都属于(质量)传递过程。
4)食品工程上的单元操作,其特征是(物理性操作)。
5)食品工业的原料大多是(农)、(林)、(牧)、(副)、(渔)业的(动植物)产品,这些原料的(结构)和(成分)非常复杂。
6)食品工业的原料是活的(生物体),其成分不仅随(土壤)、(气候)等条件而变化,而且在(成熟)、(输送)和(贮藏)过程中也在不断变化。
7)食品工业原料的某些成分,如(蛋白质)、(酶)之类是生物(活性)物资,在加工条件下会引起(变性)、(钝化)甚至(破坏)。
8)食品工业原料的某些成分,如(色素)、(脂肪)等,在有氧气存在的条件下,会发生(变色)或(哈败)。
9)(热敏性)和易氧化(变质)是食品工业动植物原料的共有特点。
10)食品加工的目的,就在于如何抑制(微生物)和(酶)的活动,以便于提高制品的保藏性。
11)(浓缩)食品、(干制)食品、(冷冻)和(速冻)食品已成为目前食品加工工业的重要产品。
12)在食品工程中应用的物理量,使用国际单位制,它的基本单位有(m)(kg)、(s)、(K)、(mol)(cd)、(A)13) 1at=(735.6)mmHg=(10)mH2O=(1)Kg•f/cm2=(98070)Pa.14) 1atm=(760)mmHg=(10.33)mH2O=(1.033)kg••f/cm2=(1.013*105)Pa.15) 流体的物理性质有:(密度)、( 粘度 )、( 比热 )、( 压强 )和(可压缩性和温度膨胀性 )。
16) 对于同一种气体,有( 定压 )比热大于( 定容 )比热。
17) 流体的流动状态类型可用雷诺数来表示,当(Re<2000)时,流体流动属于(层流),当(Re>4000)时,流体流动属于(湍流),当(2000<Re<4000)之间时,流体流动属于(过渡状态)。
食品工程原理总复习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?6.离心泵在安装时应考虑那些因素?什么是“气蚀”现象?7.如何确定离心泵的工作点?结合工作点试述流量调节方法。
单元操作:包含在不同食品加工工艺中的同一类基本工序称为单元操作。
静压强:单位流体面积上所受的垂直压力,称为流体的静压强。
流量:单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。
过滤:过滤是使流体通过过滤介质分离固体颗粒的一种单元操作。
沉降分离:在外力场作用下,利用非均相物系分散相和连续相的密度差,使两相发生相对运动而实现混合物分离的操作称为沉降分离。
传热:是指两个物体之间或同一物体的两个不同部位之间由于温度不同而引起的热量移动。
蒸馏:蒸馏是利用组分挥发度的不同将液体混合物分离成较纯组分的单元操作。
理论板:理论板是指离开塔板的蒸气和液体呈平衡的塔板。
恒摩尔:是指易挥发组分与难挥发组分的摩尔气化潜热相等,其他热效应则可忽略不计或相互抵消,这样液体汽化和气体冷凝所需的热量刚好相互补偿,使得流经每一块塔板的气液两相摩尔流率保持不变。
吸收:用适当的液体和混合气体接触,使混合气体中的一个或几个组分溶解于液体,从而实现混合气体组分的分离,这种利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。
分子蒸馏:是一种在高真空状态下进行分离操作的非平衡蒸馏过程。
反应型催化精馏:是以反应为主、精馏为辅的过程。
冷冻浓缩:是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理来实现分离的方法。
电渗析:电渗析是指在直流电场作用下,溶液中的荷电离子选择性的定向迁移,透过离子交换膜并得以去除的一种膜分离技术。
课程的研究方法:实验研究方法(经验法)、数学模型法(半经验半理论法)。
离心泵的优点:结构简单,操作容易,便于调节和自控;流量均匀,效率较高;流量和压头的实用范围较广;适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。
基本部件:旋转的叶轮和固定的泵壳。
过滤的程序:过滤阶段,采用恒速、恒压或先恒速后恒压方式;滤饼洗涤,除去或回收滤液;滤饼干燥,去除颗粒中的液体;卸除滤饼,可以间歇操作,也可连续操作。
提高流化质量的措施:分布板应有足够阻力;在流化床的不同高度上设置若干层水平挡板、挡钢或垂直管束等内部构件;采用小粒径、宽度分布的颗粒。