《食品工程原理》试题.doc

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 as5.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)，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／(m2．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%。

蒸发操作的平均压强20kPa（绝压），原料液进料温度为30℃，料液比热4kJ/(kg. ℃)，蒸发器内溶液沸点为75℃，蒸发器的传热系数为1500W/(m2·℃)，加热蒸汽绝压为120kPa（绝压），若不计热损失，试求：（1）蒸发量W；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。

4.(15分)采用常压干燥器干燥湿物料。

每小时处理2000kg ，干燥操作使物料的湿基含水量由40%减至5%，干燥介质是湿空气，=0.009kg水/kg绝干气，经预热器加热至120℃初温为20℃，湿度H后进入干燥器中，离开干燥器时废气的温度为40℃，若在干燥其中空气状态沿等焓线变化。

试求：（1）水分蒸发量；（2）绝干空气消耗量；（3）在H－I图上示意地画出空气在整个干燥过程(包括预热、干燥)的状态变化情况,并说明各点所代表的状态。

5.(10分) 某湿物料在恒定干燥条件下干燥，其含水量由0.6kg 水/kg绝干料降至0.05kg水/kg绝干料，实验得该干燥条件下的干燥速率曲线如图1所示，试求：恒速干燥阶段和降速干燥阶段的干燥时间之比。

图1附：c=4.187kJ/kg·℃pwp=120kPa时：汽化潜热2247kJ/kg；饱和蒸汽温度104.2℃；p=20kPa时：汽化潜热2356kJ/kg；饱和蒸汽温度60.1℃试题2一：填空题1.流体的密度和体积比随（___）和（___）而变化，其原因是（________________）。

2.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力（_________）。

3.孔板流量计是利用（_______）的原理来测量流量的。

4.开大离心泵的出口阀，离心泵的出口压力表读数将（______）5.在标准大气压下，最大吸入高度也不超过（_____）m。

6.热传导的基本定律是（_______）。

7.气体的热导率随温度的升高而（______）。

8.设法（______）是强化冷凝传热的主要途径。

9.灰体是指（________________________________）。

10.采用折流或其他流动形式的目的是为了（_____），但平均温度差较（____）时的为低。

11.沉降室的生产能力与（_________）无关。

12.Kc越大，设备分离效率（_____）。

13.（_________）是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。

16.相平衡常数m越大，则表示溶解度（_____）。

17.理论版是指在板上气液（________），且液体（___________）。

18.降速干燥阶段是（______________）阶段。

19.沉降速度是指（______________________）20.滤板的作用：一是(__________)，二是(______________)二：简答题1．离心泵发生气缚与气蚀现象的原因是什么？有何危害？应如何消除？2．在干燥试验中热空气能否使物料完全干燥？为什么？并简述恒速干燥阶段机理和降速干燥阶段机理。

三、计算1.采用图示的实验装置测定离心泵的性能。

泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm，两测压口间垂直距离为0.5m。

泵的转速为2900r/min，以20℃清水为介质测得以下数据：流量15L/s，泵出口表压2.55×105Pa，泵入口处真空度2.67×104Pa，功率表测得电动机所消耗的功率 6.2kW。

泵由电动机直接带动，电动机的效率为93%。

试求该泵在输送条件下的压头、轴功率和效率。

2.在25℃下对每升水中含25g某种颗粒的悬浮液用具有26个框的BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。

在过滤机入口处滤浆的表压为3.39×105Pa，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25℃。

每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。

每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。

已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为1930kg/m3。

求此板框压滤机的生产能力。

3.用刮板式换热器冷却苹果酱，苹果酱质量流量为50kg/h，比热Cp 为3817J/(kg•℃)，入口温度80℃，出口温度20℃。

套管环隙逆流通冷水，入口温度10℃，出口温度17℃。

传热系数K为568W/（m2•℃）。

求：1、需要的冷却水流量；2、换热平均温差及换热面积；3、若改为顺流，两流体出入口温度同前，换热平均温差及所需换热面积为何值？4.稳态下在单效蒸发器中浓缩苹果汁。

已知原料液温度43.3℃,浓度为11%，比热容3.9kJ/(kg•℃)，进料流量0.67kg/s。

蒸发室沸点60.1℃，完成液浓度75%。

加热蒸汽压力为300kPa。

加热室传热系数为943W/(m2•℃)。

计算：1、蒸发量和完成液流量；2、加热蒸汽耗量；3、蒸汽经济性；4、换热面积硕士考研试卷（南京农大食品工程原理）一、选择题（每小题3分,共30分）1、流体在管内流动，若流动处于层流区，则流体流动的摩擦系数λ值。

A、与管壁相对粗糙度ε/d无关。

B、与雷诺数Re及管壁相对粗糙度ε/d 有关。

C、与雷诺数Re 无关。

D、与管壁相对粗糙度ε/d有关。

2、离心泵的安装高度与__________。

A、泵的结构无关；B、液体流量无关；C、吸入管路的阻力无关；D、被输送的流体密度有关。

3、随着流体流量的增大，流体通过下列哪种流量计时，其压降变化幅度最小？A、孔板流量计；B、文丘里流量计；C、转子流量计。

4、一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝100 w / (m2 K)，α2＝10000 w / (m2 K)，若要提高传热系数K，最简单有效的途径是。

A、设法增大α1；B、设法增大α2；C、同时增大α1和α2。

5、要除去气体中含有的10μ～50μ的粒子，除尘效率小于75%，宜选用。

A、除尘气道B、旋风分离器C、离心机D、电除尘器6、用套管换热器加热空气，管隙用饱和水蒸汽作热源，空气在管内作湍流流动，现因生产需要将空气流量提高为原来的2倍，若要保持空气进、出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的。

A、不变B、2倍C、1.74倍D、1.149倍7、真空蒸发时,冷凝操作压强最低极限取决于____________。

A、冷凝水的温度;B、真空泵的能力;C、当地大气压力;D、蒸发器的蒸发水量。

8、y为溶质气体在气相主体中的浓度，y*为溶质气体在气相主体中与液相主体浓度x成平衡的气相浓度。

则当时发生解吸过程。

A、y > y*B、y ≥y*C、y ≤y*D、y < y*9、双组分连续精馏塔中，当物料处理量、料液浓度、馏出液浓度及釜液浓度一定时，回流比增大，塔顶产品量。

A、增加B、减少C、不变D、不能确定10、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度愈低时，其湿球温度。

A、愈高；B、愈低； C. 不一定，尚与其它因素有关。

D. 不变。

二、简答题（每小题4分，共20分）1、评价旋风分离器性能的主要指标有哪些?2、影响乳化液稳定性的主要因素是什么？3、何谓萃取操作的选择性系数?什么情况下选择性系数β=∞？4、减少和防止超滤渗透通量衰减的方法有哪些？5、冻结速率对冻结食品质量有什么影响？三、计算题（每小题20分，共100分）1、如图所示，常温水由高位槽经一φ89×3.5mm的钢管流向低位槽，两槽液位恒定。

管路中装有一个截止阀。

已知直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m。

截止阀在某一开度时其局部阻力系数为7.5，此时读数R2=100mmHg柱。

试求：（1）此时管路中的流量及两槽液面的位差Δz；（2）若将阀门关小，使流量减为原来的一半，则读数R2为多少mmHg？截止阀的阻力系数变为多少？已知流体在管内呈湍流流动，管路摩擦因数取λ=0.026。