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食品工程原理 作业

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4.29mH2O
计算安装高度：
H g
H
' s
u2 2g
Hf
Hg
4.29
3.782 2 9.81
0.5
3.06mH 2O
所以在该条件下，允许装泵的高度为 3.06m。 答：所以在该条件下，允许装泵的高度为 3.06m。
10.33
9.20mH 2O
40℃时水的饱和蒸汽压为 7.3766×103Pa，则：
Hv
7.3766 103 101300
10.33
0.75mH 2 O
根据修正公式：
H
' s
Hs
(Ha
10) (Hv
0.24)
将上述条件代入修正公式：
H
' s
5.6 (9.20 10) (0.75 0.24)
管路进口（突缩）阻力系数： 0.5
则管路局部阻力：
u2 2
0.5
2.452 2
1.50J
/ kg
总阻力：
hf
le d
l
u22 2
u22 2
57.38 1.50 58.88J / kg
（6）求泵的有效能 We 把以上数据代入柏努利方程，得：
We
20 9.81
40 103 1060
根据修正方程：
H
' s
Hs
Ha
10 Hv
0.24
查表得：常温（25℃）下清水的饱和蒸汽压为 3.1684kPa，则
Hv
3.1684 10.33 101.3
0.32mH 2 O
因为该地区大气压为 9.81×104Pa，因而： H a 10.00m
已知：Hs=5.6m 将已知条件代入修正方程：
2.452 2
58.88
求得：We 220.35J / kg
(7)求有效功率 Pe
管道内流体的质量流量为: G V 1060 0.005 5.3kg / s
有效功率： Pe WeG 220.35 5.3 1168W
(8)求泵的轴功率 P
轴功率： P
Pe
1168 0.65
1797W
由于贮槽液面维持恒定，则取 u1≈0
代入伯努利方程得：We
=
Z2g
+
P2 ρ
+
u22 2
+
∑
hf
已知：V 18m3 / h 18m3 0.005m3 / s ， 3600s
d2=57-3×2=51mm=Fra bibliotek.051m则： u2
V A
V
4
d22
0.005 0.785 0.0512
2.45 m
H f 0.5m
安装高度：
Hg
H
' s
u2 2g
H
f
5.52
3.782 0.5 4.29m 5m 2 9.81
因此该泵不能正常工作。 答：若泵的安装高度为 5.0m，该泵不能正常工作，可能发生气蚀现象。
(2) 求允许的几何安装高度 当地大气压为 9.02×104Pa，则：
Ha
9.02 104 101300
2
1
1’ 20m 2
’
（2） 如图选取 1－1’截面和 2－2’截面； （3） 选取 1－1’截面为基准面； （4） 在 1－1’面和 2－2’面之间列出柏努利方程：
Z 1g
p1
u12 2
We
Z 2g
p2
u
2 2
2
hf
已知：Z1＝0， Z2＝20m，ρ=1060kg/m3,
p1＝0（表压）， p2 40 103 Pa （表压）
已知： le l 50m ,
0.02mm,
0.02 0.00039 d 51
根据 Re＝1.20×105 和ε/d=0.00039，在莫迪图中查得： 0.0195
hf直管件
le
d
l
u22 2
0.0195
50 0.051
2.452 2
57.38J
/ kg
（B）求局部阻力
局部阻力系数：
2
1.58 104 m3
s
答：椰子油的流量为 1.58×10－4m3/s。
4.试求稀奶油以 6m/s 的速度流过管道时，因摩擦而引起的压力降。管道直径Φ 38mm×2.5mm，长 100m，为水力光滑的不锈钢管。已知稀奶油的密度为 1000kg/m3， 粘度为 12×10-3Pa·s。 解：已知：管道内径 d＝(38－2×2.5)×10－3=0.033m
则：
0.3164 Re 0.2 5
0.3164 165000.25
0.028
已知管道长度 l＝100m 把数据代入直管阻力公式得：
hf
l u2 d 2g
0.028 100 62 155.84m 0.033 2 9.8
p gh f 1000 9.8155.84 1.53106 Pa
(8)选泵 考虑设计弹性，增加 10％的保险系数
流量：Q 20 1.1 22m 3 / h
压头： H 10.37 1.1 11.41m
根据流量 Q（20 m3/h）和压头 H（11.41m）可选 IS80-50-200 型号的泵。 由泵目录查得该泵的性能为： 流量 25 m3/h， 压头 12.5m， 轴功率 1.31kW， 效率 65％。 答：选用 IS80-50-200 型号的泵。
流速 u＝6m/s ，密度ρ＝1000 kg/m3 粘度μ＝12×10-3Pa·s 把以上数据代入求雷诺数的公式中得：
Re du 0.033 6 1000 16500
12 103
由于 Re>4000，所以稀奶油的流动类型为湍流。
湍流运动时流体的直管阻力为： h f
l u2 d 2g
由题可知，该管为水力光滑的不锈钢管，且 3×103<Re<105
计算
Re
数： Re
du
0.062 1.86 998.2 100.42 105
1.15 105
由于 Re＝1.15×105 >4000，所以流动状态为湍流。
查表取管的绝对粗糙度 0.10mm ，则：
管的相对粗糙度：
d
0.10 62
0.0016
根据 Re＝1.15×105 和Δ/d=0.00016，在莫迪图中查得： 0.0185
食品工程原理作业 第 1 章作业
1. 椰子油流过一内径为 20mm 的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收 缩至 12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为 800Pa， 试求椰子油的流量。
解：
（1）依题意，绘出示意图； （2）取未收缩管段的截面为 1－1’截面，收缩至最小处的管段的截面为 2－2’ 面； （3）取 0－0’面为基准面； （4）在 1－1’面和 2－2’面之间列柏努利方程式：
Z1g
p1
u12 2
W
Z2g
p2
u22 2
hf
已知：Z1＝Z2＝0，W＝0，∑hf＝0，d1=20mm=0.02m，
d2=10mmm=0.01m ,p1－p2＝800Pa, 查得椰子油的密度ρ=940kg/m3
根据不可压缩流体的连续性方程：
u1 u2
d2 d1
2
12 103 20 103
2
（5）确定管路的管径 d、流速 u
已知：V 20 m3 h 20 m3 h 0.0056 m3 s 3600
则： d
V u
0.0056 0.785u
4
选取水在管内的流速 u＝2m/s（水：1－3m/s）
d 0.0056 0.071m 60mm 0.785 2
查附录中管道规格，确定选用Φ68×3 的管子，则其内径为： d=68-(3×2)=62mm=0.062m 因此，水在管内的实际操作流速为：
9 25
即： u1
9 25
u
2
把以上数据代入柏努利方程得： 0
p1
u12
00
p2
u
2 2
0
2
2
即：
p1
p2
u
2 2
u12
u
2 2
9 25
u
2
2
2
2
代入已知数据：
800 940
272 625
u
2 2
求得：u2=1.40m/s
（5）求流量 V：
V
u2
4
d
2 2
1.40 0.785 12 103
管径减少前阻力损失为： hf 1
64 Re1
l d1
u12 2
管径减少后阻力损失为： hf 2
64 Re2
l
1 2
d
1
4u1 2 2
16
64 Re1
l d1
u12 2
由此得： h f 2 16h f 1 答：因流动阻力而产生的能量损失为原来的 16 倍。
10.用泵将开口贮槽内密度为 1060kg/ m3、粘度为 1.1×10-3Pa·s 的溶液在稳定 流动状态下送到蒸发器内，蒸发空间真空表读数为 40kPa。溶液输送量为 18m3/h。 进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面 20m，管路直径Φ57mm×3mm，不包括管路 进、出口的能量损失，直管和管件当量长度之和为 50m。取管壁粗糙度为 0.02mm。 试求泵的轴功率（泵的效率为 65％）。 解： （1） 依题意，绘出流程示意图；
答：因摩擦而引起的压力降为 1.53×106Pa。
5.液体在圆形直管内作层流流动，若流量、管长和液体的物性参数保持不变， 而将管径减至原有的 1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍? 解：设管长为 l，密度为ρ，粘度为μ，管径减少前管径为 d1，流速为 u1，管径

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食工原理期末试题及答案

食工原理期末试题及答案

食工原理期末试题及答案食品工程原理期末试题及答案第一部分：选择题1. 以下哪种食品加工方式不属于热处理方法？a) 高温煮沸b) 蒸煮c) 冷冻d) 灭菌答案：c) 冷冻2. 下列哪种食品成分不属于主要的营养素？a) 碳水化合物b) 脂肪c) 蛋白质d) 纤维素答案：d) 纤维素3. 以下哪个参数不属于食品质量评价的重要指标？a) 感官评价b) 营养成分c) 细菌总数d) 色泽答案：c) 细菌总数4. 以下哪种食品加工方法不属于干燥方法？a) 风干b) 日晒c) 真空冷冻干燥d) 热风干燥答案：c) 真空冷冻干燥5. 食品中添加的抗氧化剂的作用是什么？a) 增加食品的保质期b) 增加食品的颜色c) 改善食品的口感d) 增加食品的营养价值答案：a) 增加食品的保质期第二部分：填空题1. 食品中的水分含量按照_________来表示。

答案：百分比2. 食品中的蛋白质由许多_________组成。

答案：氨基酸3. 食品加工中的低温杀菌方法通常采用_________处理。

答案：高压处理4. 食品中的脂肪可以被分解为_________和脂肪酸。

答案：甘油5. 食品加工中的防腐剂主要用于抑制_________的生长。

答案：微生物第三部分：简答题1. 请简要描述食品加工中热处理的原理及其重要性。

答案：热处理是食品加工中常用的一种方法，通过高温的作用，可以杀灭食品中的病原微生物和使食品腐败的微生物，延长食品的保质期。

热处理还可以使食品中的部分营养物质更易被人体吸收，提高食品的营养价值。

2. 请简要介绍食品质量评价中的感官评价指标。

答案：感官评价是通过人的感官器官对食品进行评判，主要包括对食品的外观、气味、口感等进行评价。

感官评价是食品质量评价中非常重要的一项指标，它直接反映了食品的风味和口感，是消费者选择食品的重要依据之一。

3. 请简要介绍食品干燥的原理及其应用领域。

答案：食品干燥是通过去除食品中的水分，将食品中的水分含量降低到一定水平，从而延长食品的保质期。

(整理完)食品工程原理作业题参考答案20121119 (1)

(整理完)食品工程原理作业题参考答案20121119 (1)

食品工程原理作业题参考答案作业题一参考答案一、填空题1. 雷诺数、小于2000、大于4000；2. 扬程（压头）、流量、转速、功率和效率；3. 压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；4. 98.7 kPa5. 织物介质、粒状介质和多孔固体介质6．溶液的沸点升高、液层静压效应和蒸汽流动的能量损失。

7. 动量、热量和质量。

8. 热传导、热对流和热辐射9. 冷冻；低于；升华；解吸。

10.拉乌尔定律；道尔顿分压定律二、名词解释1. 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。

2. 因温度差的存在而产生的能量传递，称为热量传递(heat transfer)，简称传热。

3. 蒸发：蒸发是指将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分气化并被排除从而将溶液浓缩的过程。

4. 制冷（refrigeration ）是现代食品工程的重要基础技术之一。

制冷是指从低温物体吸热并将其转移到环境介质中的过程，使物体降温并保持比环境介质温度更低的低温条件。

5. 蒸馏(distillation)是利用组分挥发度的不同，将流体混合物分离成较纯组分的单元操作。

三、选择题1、A2、B3、B4、B四、计算题解：（1）.取计算截面和基准面取贮槽液面1－1和高位槽液面2－2为两个计算截面，同时取贮槽液面1－1为基准面，则柏努利方程为：式中：z 1＝0，z 2＝10；p 1＝p 2；u 1≈0，u 2≈0，因此，柏努利方程简化为可以看出，只要求得总阻力损失即可计算泵的功率。

（2）.计算阻力管路阻力包括直管阻力和局部阻力两部分，其中直管阻力为：式中 d ＝57－2×0.5＝50mm ＝0.5m ；l ＝50m 流速 221211221122f p p z g u w z g u h ρρ+++=+++∑2f w z g h =+∑22l u hf d =λ∙223000/(100060) 2.55m/s (0.05)44v q u d ππ⨯===摩擦系数λ需要查摩狄图或利用经验公式计算，因此先计算雷诺数：属于层流，因此λ可以根据公式1－17计算（或查摩狄图），即：所以： 局部阻力计算有两种方法，当量长度法和阻力系数法，下面用阻力系数法，查表1－2，得到阻力系数为：名称 阻力系数进口 0.5出口 1.0底阀 1.5闸阀全开 0.17标准阀全开 6.090°弯头 0.75所以：Σζ＝0.5＋1.0＋1.5＋0.17＋6.0＋4×0.75＝12.17则局部阻力为：总阻力Σh f ＝h f ＋Σh’ ＝226.6+39.57=266.2 J/Kg（3）. 计算泵的功率泵的有效功率泵的轴功率N =1.8/0.7＝2.57kW 。

食品工程原理课后题答案

食品工程原理课后题答案

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。

食品工程原理第一周布置作业习题解答

食品工程原理第一周布置作业习题解答

习题解答食品1301班及食品质安1301、1302班食品工程原理作业（共96题）0-1 根据水的比热容在两种单位制度中的定义，推导英热单位Btu 换算为J 的换算因数。

（1055）（参见教材p6提示）0-2 变换例0-2中的经验公式，使K 以Btu/(ft 2·h·F ︒)为单位，由变换后的公式再变换为SI 制单位表示的公式。

（30.81 3.731100.00040K u -⨯=+，450.81 2.54107.0510()K u --⨯=⨯+''） 类似教材p7【例0-2】解法。

第一次变换等同于以下题目：在冷凝器中蒸汽在管外与管内冷却水经管壁换热，管子洁净时计算总传热系数K 的经验式为：0.811934.33207.36K u =+，K 的单位为Btu/(in 2·s·F ︒)，水流速u 的单位为ft/s 。

试将公式换成K 用Btu/(ft 2·h·F ︒)为单位、u 用ft/s 为单位的公式。

（结果为：30.81 3.731100.00040K u-⨯=+，K 用Btu/(ft 2·h·F ︒)为单位、u 用ft/s 为单位） 第二次变换等同于以下题目：在冷凝器中蒸汽在管外与管内冷却水经管壁换热，管子洁净时计算总传热系数K 的经验式为：30.81 3.731100.00040K u-⨯=+，K 的单位为Btu/(ft 2·h·F ︒)，水流速u 的单位为ft/s 。

试将公式换成SI 制单位表示的公式，即K 用W/(m 2·K)、u 用m/s 为单位的公式。

（结果为：450.81 2.54107.0510()K u --⨯=⨯+，K 用W/(m 2·K)、u 用m/s 为单位）总之：以还原为原则，原来的公式中的变量的单位一定要满足。

新单位制度下的变量需要变换到公式所要求的单位，才能将变换后的数字乘新单位制度下的变量整体代入原来的公式中。