中国农业大学食品工程原理习题

第1章 流体力学基础 习题

【1-1】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。

【1-3】用泵输送大豆油，流量为1.5×10－4m 3/s ，管道内径为10mm ，已知大豆油的粘度为

40×10－3Pa.s ，密度为940kg/m 3。试求从管道一端至相距27m 的另一端之间的压力降。

【1-5】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。

【1-6】液体在光滑圆形直管内作紊流流动，若管长和管径均不变，而流量增为原来的两倍，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。摩擦系数可用布拉休斯公式计算。

【1-7】某离心泵安装在高于井内水面 5.5m 的地面上，吸水量为40m 3/h 。吸水管尺寸为4114?φmm ，包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为4.5J/kg 。试求泵入口处的真空度。（当地大气压为1.0133×105Pa ）

【1-9】每小时将10m 3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为357?φmm ，全系统直管长度为100m ，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m 。取管壁粗糙度为0.25mm 、

水的密度为1000kg/m 3、粘度为1×10－3Pa.s 。试求泵的效率为70％时的轴功率。

【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m 3、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18m 3/h 。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m ，管路直径357?φmm ，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％）。

【1-12】某罐头厂需用泵将水池中的20℃清水泵送到距水池20m 远、高4m 的设备上去喷淋洗涤原料。水量要求为20m 3/h 。估计管件有：900弯头4只，带滤水网的底阀1只，标准截止阀2只，闸阀1只，试选择合适的离心泵。

【1-13】拟用一台3B57型离心泵以60m 3/h 的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空H s ＝5.6m ，已知吸入管内径为75mm ，吸入管段的压头损失估计为0.5m 。试求：

（1）若泵的安装高度为5.0m ，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81×104Pa ；

（2）若该泵在海拔高度1000m 的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为若干米？当地大气压为9.02×104Pa 。

第2章传热习题

【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。

【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。

【2-3】试推导出中空球壁稳定热传导的关系式。现有一球形液氧储罐，内径为2 m，内装液氧量占储罐容积的80%，储罐外用氧化镁保温，要求在104s内液氧蒸发量不超过1%，问保温层应多厚（忽略内侧及罐壁的热阻）?

已知氧化镁的热导率为0.07 W/(m·K),液氧的蒸发潜热为215 kJ/kg,液氧的沸点为90 K,

液氧的密度为1 140 kg/m3,保温层外壁面温度为280 K。

【2-6】室内水平放置表面温度相同、长度相等的两根圆管，管内通有饱和水蒸气。两管均被空气的自然对流所冷却，假设两管间无相互影响。已知一管直径为另一管的5倍，且两管的（GrPr）值在104～109之间，求两管热损失的比值。

【2-7】表压为0.02 MPa的饱和水蒸气在高1 m的垂直平板上冷凝。求壁面温度为80 ℃

和50 ℃时的冷凝传热系数各为多少?解释壁面温度对对流传热系数的影响。

【2-8】烤炉内在烤一块面包。已知炉壁温度为175 ℃，面包表面的黑度为0.85,表面温度为100 ℃,表面积为0.064 5 m2，炉壁表面积远远大于面包表面积。求烤炉向这块面包辐射

传递的热量。

【2-9】试证明在稳定传热过程中,在两高、低温的固体平行平面间装置n片很薄的遮热板时，辐射传热量减少到原来未安装遮热板时的1/（n+1）倍。设所有平面的表面积、黑度均相等，平板之间的距离很小。

【2-10】在逆流换热器中，用初温为20 ℃的水将1.25 kg/s的液体［比热容为1.9 kJ/(kg·K)、密度为850 kg/m3］由80 ℃冷却到30 ℃。换热器的列管直径为Φ25 mm×2.5 mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850 W/（m2·K）和1 700W/（m2·K）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50 ℃，求水的流量和换热器的传热面积。

【2-11】在一单程列管换热器中用饱和水蒸气加热食用油。温度为160 ℃的饱和蒸汽在壳程冷凝，冷凝液在饱和温度下排出。食用油在管程流动，并由20 ℃加热到106 ℃。列管换热器尺寸为：列管直径为Φ19 mm×2 mm、管长为4 m，共有25根管子。若换热器的传热量为125 kW，蒸汽冷凝传热系数为7 000 W/（m2·K）,油侧污垢热阻为0.000 5 m2·K/W,管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻可忽略,求管内油侧对流传热系数。

又若油的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来的1.75倍,求油的出口温度。

假设油的物性不变。

【2-15】某气体混合物（比热容和热导率均未知）以90 kg/h的流量流过套管换热器的内管，气体的温度由38 ℃被加热到138 ℃。内管内径为53 mm，外管内径为78 mm，壁厚均为2.5 mm,管外为水蒸气冷凝使管内壁温度维持在150 ℃。已知混合气体的粘度为0.027 mPa·s,其普兰特数为1,求套管换热器的管长。

【2-17】直径为100 mm、高65 mm的罐头，内装的食品物性为：比热容3.75 kJ/(kg·K),密度1 040 kg/m3,热导率1.5 W/(m·K),初温为70 ℃,放入120 ℃的杀菌锅内加热,蒸汽对罐头的对流传热系数为8 000 W/(m2·K),忽略罐头包装外皮的热阻,求加热时间分别为30，60，90 min时罐头的中心温度。

第4章颗粒与流体之间的相对流动习题

【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度。测试时用玻璃筒盛满待测液体，将直径为6mm的钢球在其中自由沉降，下落距离为200mm，记录钢球的沉降时间。现用此法测试一种密度为1300 kg/m3的糖浆，记录的沉降时间为7.32秒，钢球的比重为7.9，试求此糖浆的粘度。

【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm，密度为1400 kg/m3。求在常温水中的沉降速度。又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s，试求其粒径。

【4-3】气体中含有大小不等的尘粒，最小的粒子直径为10μm。已知气体流量为3000m3/h （标准态），温度为500℃，密度为0.43 kg/m3，粘度为3.6×10-5Pa?s，尘粒的密度为2000 kg/m3。今有一降尘室，共有5层，求每层的沉降面积。

【4-5】一降尘室长5m，宽3m，高4m，内部用隔板分成20层，用来回收含尘气体中的球形固体颗粒，操作条件下含尘气体的流量为36000 m3/h，气体密度为0.9kg/ m3，粘度为0.03mPa.s。尘粒密度为4300 kg/ m3，试求理论上能100%除去的最小颗粒直径。

【4-7】液体食用油经水洗设备之后，进入沉降槽进行油-水分离。假定从洗涤器出来的混和物中，油以球滴出现，滴径为0.05mm，物料中油和水的质量比为1：4，分离后的水相可认为绝不含油。已知料液流量为2t/h，油的相对密度为0.9，油温和水温均为38℃。试求沉降槽的沉降面积（假定沉降符合斯托克斯定律）。

【4-10】用某板框过滤机过滤葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助滤剂。在过滤表压100kPa 下过滤2h，头1h得滤液量8m3。假设硅藻土是不可压缩的，且忽略介质阻力不计，试问：（1）在第2h内可得多少滤液？（2）过滤2h后用2 m3清水（粘度与滤液相近），在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；（3））若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时间为多少？（4）若过滤时间不变，仅将过滤压强提高1倍，问滤液量为多少？

【4-11】有一叶滤机，自始至终在某一恒压下过滤某种悬浮液时，得出如下过滤方程式：

（q+10）2=250(t+0.4)。式中q以L/m2表示，τ以min表示。今在实际操作中，先在5min 内使压差由零升至上述压差，其间过滤为恒速过滤，以后则维持该压力不变作恒压过滤，全部过滤时间为20min。试求：（1）每一循环中，每1m2过滤表面可得多少滤液？（2）过滤后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼，求洗涤时间（设滤饼不可压缩）。

【4-13】有一转筒真空过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4 m3。若滤布阻力忽略不计，问每小时要获得 5 m3滤液，转鼓每分钟应转几周？此时转鼓表面的滤饼厚度为原来的几倍？假定所用的真空度不变。

【4-16】鲜豌豆近似球形，其直径6mm，密度1080 kg/ m3，拟于-20℃冷气流中进行流化冷冻。豆床在流化前的床层高度0. 3 m，空隙率0.4，冷冻时空气速度（空床）等于临界速度的1.6倍。试估计：（1）流化床的临界速度和操作速度；（2）通过床层的压力降。

第7章吸收与蒸馏习题

【7-1】用一根长0.5 m的细管连接两个分别装有不同浓度的氨—空气混合物的大容器。系统温度25℃，总压101.3 kPa。左侧容器内氨的分压强为20 kPa，右侧容器内氨的分压为5 kPa。已知25℃，101.3 kPa下氨在空气中的扩散系数为1.95×10-5 m2/s，设扩散为稳定扩散，试按两种扩散模式分别计算其传质速率。

【7-4】10℃时氧在水中的溶解度的表达式为p*=3.313×106x，式中p*为氧在汽相中的平衡分压，kPa；x为溶液中氧的摩尔分数。空气中氧的体积分数为21％，试求总压为101. 325 kPa 时，每m3水中可溶解多少g氧?

【7-6】用清水吸收混合气中的NH3，进入常压吸收塔的气体含NH3体积分数为6％，吸收后气体含NH3体积分数为0.4％，出口溶液的摩尔比为0.012 kmol NH3/kmol水。此物系的平衡关系为Y*=2.52X。汽液逆流流动，试求塔顶、塔底处汽相推动力各为多少?

【7-10】用煤油从苯蒸汽与空气的混合物中回收苯，要求回收99％。入塔的混合气中，含苯2％(摩尔分数)。入塔的煤油中，含苯0.02％。溶剂用量为最小用量的1.5倍，操作温度为50℃，压力为100 kPa。平衡关系为Y*=0.36X，总传质系数Kya=0.015 kmol／(m3·s)。入塔气体的摩尔流率为0.015 kmol／(m2·s)。求填料层高度。

【7-12】某厂有一填料塔，直径880 mm，填料层高6 m，所用填料为50 mm瓷拉西环，乱堆。每小时处理2 000 m3混合气(体积按25℃与101.33 kPa计)，其中含丙酮摩尔分数为5％。用清水作溶剂。塔顶送出的废气含0.263％丙酮，塔底送出来的溶液每千克含丙酮61.2 g。根据上述测试数据计算汽相体积总传质系数Kya。操作条件下的平衡关系为Y*=2.0X。上述情况下每小时可回收多少千克丙酮? 若把填料层加高3 m，可以多回收多少丙酮?

【7-14】在常压下将某二元混合液其易挥发组分为0.5(摩尔分数，下同)分别进行闪蒸和简单蒸馏，要求液化相率为1/3，试分别求出釜液和馏出液组成，假设在操作范围内汽液平衡关系可表示为y=0.50x+0.5。

【7-15】某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下：

精馏段y=0.8x+0.172

提馏段y=1.3x-0.018

试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。

【7-18】在常压连续精馏塔中，分离某二元混合物，若原料为20℃的冷料，其中含易挥发组分x F为0.44(摩尔分数，下同)，其泡点温度为93℃，塔顶馏出液组成为0.9，塔底釜残液的易挥发组分x W为0.1，物系的平均相对挥发度为2.5，回流比为2.0，试用图解法求理论板数和加料板位置，已知：原料液的平均汽化潜热为rm=31 900 kJ/kmol，比热容cp=158 kJ ／(kmol·K)，若改为泡点进料，则所需理论级数和加料板位置有何变化? 从中可得出什么结论?

【7-21】某精馏塔分离易挥发组分和水的混合物F=200 kmol/h，x F=0.5(摩尔分数，下同)

，加料为汽液混合物，汽液摩尔比为2∶3，塔底用饱和蒸汽直接加热，离开塔顶的汽相经全凝器冷凝1/2量作为回流液体，其余1/2量的液相作为产品，已知,D=90 kmol/h，x D=0.9，相对挥发度α=2，试求：

①塔底产品量W和塔底产品组成x W；

②提馏段操作线方程式；

③塔底最后一块理论板上升蒸汽组成。

【7-23】在连续操作的板式精馏塔中分离某理想混合液。在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为0.28，0.41和0.57，已知该物系的相对挥发度α=2.5，试求三层板中较低两层的单板效率(分别用汽相板效率和液相板效率表示)。

第8章液体吸附与离子交换习题

【8-1】用活性碳对某糖液脱色，糖液原色值为4.26，脱色率要求达80%。弗罗因德利希公式中常数n的值为0.77，k值为 4.95 。试求：（1）用两级平流接触吸附法脱色，单位体积原料需活性碳的用量。（2）用两级逆流吸附法脱色，单位体积原料活性碳的用量。

【8-3】含糖量62%的糖浆于90℃下进行活性碳脱色试验，平衡时，测得实验数据如下：

0 5 10 15 20 25 30

活性碳用量/g活性碳

（m3糖浆）-1

脱色率（%）0 48 72 86 90 92 96 若要求糖液最终脱色率达到98%，试求：（1）弗罗因德利希公式中的常数n。

（2）单级固定床吸附时每1000m3原糖浆所需活性碳的用量。

（3）两级逆流操作时每1000 m3原糖浆所需活性的碳用量。

（4）两级平流操作每1000 m3原糖浆所需活性碳的用量。

【8-6】用粒度为0.76mm的732#阳离子树脂处理质量分数为30%的CaCl溶液，流量为3 m3/h, pH 值为7.1，处理温度25℃。交换柱用HCl溶液再生，再生后用原水正洗，拟用2台交换柱，试求：（1）每台交换柱的直径和高度；（2）每台交换柱的树脂量；（3）树脂的有效工作容量；

（4）交换柱的操作时间。

第9章浸出和萃取习题

【9-1】设计一多级逆流接触浸出设备，以淡水为溶剂每小时处理4t炒咖啡豆以制造速溶咖啡。咖啡中可溶出固体含量为24%，含水量可忽略不计。离开设备的浸出液含溶解固体30%，要求浸出液中有95%的可溶固体被回收，试确定：

（1）每小时生产的浸出液量；

（2）每小时所耗的淡水量；

（3）若级效率为70%，每吨惰性固体持液1.7吨，求级数。

【9-2】在逆流操作的设备中,将含油20％(质量百分数)的油籽进行浸出,离开末级的溢流含油量为50％，从此溶液中回收得油90％。若用某新鲜溶剂来浸出油籽，同时在底流中每1kg 不溶性固体持有0.5kg溶液，试问在恒底流操作下所需理论级数是多少?(用三角相图法求解)

【9-3】在多级逐流接触设备中，以汽油为溶剂进行大豆浸出操作，以生产豆油。若大豆最初含油晕为18％，最后浸出液含油40％，原料中总含油的90％被浸出，试计算必需的级数。假设在第一级混合器中，大豆所含的油全被浸出。又设每级均达平衡，且每级沉降分离后的底流豆渣中持有相当于一半固体量的溶液。

【9-4】25℃时，醋酸（A）——庚醇-3(B)——水(S)的平衡数据如本题附表所示。试求：

(1) 在三角形相图上绘出溶解度曲线；在直角坐标上绘出分配曲线。

(2) 由50kg醋酸、50kg庚醇—3和100kg水组成的混合液的坐标点位置。试确定混合

液经过充分混合并静置分层后，平衡的两液层的组成和质量。

(3) 上述两液层的分配系数κА及选择性系数β。

(4) 从上述混合液中蒸出多少kg水才能成为均相混合液。

习题9-4 附表1 溶解度曲线数据(质量百分比)

【9-5】在单级萃取装置中，用纯水萃取含醋酸30%（质量百分率，下同）的醋酸—庚醇-3混合液1000kg,要求萃余相中醋酸组成不大于10%。操作条件下的平衡数据见习题9-6。试求：

（1）水的用量为多少kg；（2）萃余相的量及醋酸的萃余率（即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分率）。

第10章膜分离习题

【10-1】利用卷式反渗透膜组件进行脱盐，操作温度为25℃，进料侧水中NaCl的质量分数为1.8%，操作压力为6.896MPa，在渗透侧的水中含NaCl为0.05%，压力为0.345MPa。所采用的特种膜，水和盐的渗透系数分别为1.0859×10-4g/(m2.s.MPa)和16×10-6cm/s。假设膜两侧的传质阻力可忽略，对水的渗透压可用Van’t Hoff渗透压公式计算，请分别计算水和盐的通量。

【10-2】有某糖汁反渗透试验装置。糖汁的平均浓度为11.5%。采用的实验压力为50kg/cm2。测得渗透通量为 3.2mL/cm2·h，透过水溶质含量为0.33%。试计算反渗透膜的透过系数以及截留率。

第11章溶液浓缩习题

【11-1】试估算固形物含量为30%的番茄酱在常压和95 990Pa真空度下蒸发时的沸点升高。番茄酱的沸点升高数据可参考糖溶液。忽略静压引起的沸点升高。大气压强取标准大气压。

【11-2】在单效真空蒸发器内，每小时将1 500kg牛奶从质量分数15%浓缩到50%。已知进料的平均比热容为3.90kJ/（kg.K），温度为80℃，加热蒸汽表压105Pa，出料温度为60℃，蒸发器传热系数为1 160W/(m2.K)，热损失可取为5%。试求：（1）蒸发水量和成品量；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器传热面积。

【11-3】在某次试验研究中，桃浆以65kg/h的流量进入连续真空蒸发器进行浓缩。进料温度为16℃固形物含量为10.9%。产品排出温度为40℃，固形物含量为40%。二次蒸汽在间壁式冷凝器中冷凝，离开冷凝器的冷凝水温度为38℃。试求：（1）产品和冷凝水的流量；（2）采用121℃蒸汽供热时的蒸汽消耗量（热损失不计）；（3）若冷却水进冷凝器时温度为21℃，离开时为29.5℃，求其流量。桃浆进料比热容可取为3.9kJ/（kg.K），冷却水比热容取为4.187kJ/（kg.K）。

【11-5】对某糖类真空蒸发器的传热系数进行实际测定。蒸发器内料液质量分数为50%，密度为1 220 kg/m3。加热蒸汽的压强为2×105Pa，分离室内真空度为80kPa，大气压强可取为101 330Pa。蒸发器内液层深度为2.8m。沸点进料，经3h试验后得蒸发的水分量为2.7×104kg。已知蒸发器传热面积为100m2。假定热损失为总传热量的2%，试求传热系数。

【11-7】在双效顺流蒸发器内蒸发1t/h，质量分数为10%的某溶液。溶液质量分数在第一效内为15%，在第二效内为30%。第一效内的沸点为108℃，第二效内为75℃。第二效二次蒸汽的绝对压强为30kPa。设15%溶液的比热容为3.56kJ/（kg.K）。问料液由第一效进入第二效时自蒸发的水分量是多少？此水分量占总水分蒸发量的百分之几？

第12章食品干燥原理习题

【12-1】湿空气在压力101.33kPa、温度20℃下，湿含量为0.01kg/kg干空气，试求1)空气的相对湿度φ1；2)压力不变，将空气温度升高至50℃时的相对湿度φ2；3)若温度仍为20℃，将压力升高至125kPa时的相对湿度φ3；4)若温度仍为20℃，压力升高至250kPa，问100m3原湿空气所冷凝的水分量。

【12-3】常压下温度为30℃、湿含量为0.024kg/kg干空气的湿空气，在预热器内被加热至90℃，试在焓湿图上绘出空气状态的变化过程；又若湿空气的流量为0.028kg/s，求加热湿空气所需要的热量Q。

【12-4】在连续式逆流干燥器中，用热空气干燥某种固体湿物料，已知空气状态为：进入干燥器时空气的湿含量为0.01kg/kg干空气、焓为120kJ/kg干空气。离开干燥器时空气的温度为38℃。物料状况为：进出干燥器时物料的含水量分别为0.04kg/kg干物质和0.002kg/kg干物质，进出口温度分别为27℃和63℃。处理干物质量为450kg/h。干物质比热容为1.465kJ/(kg. ℃)。假设干燥器的热损失为5kW，试求空气流量。

【12-5】在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经120℃饱和蒸汽加热后进入干燥器。已知空气状态为：进预热器前湿空气中水蒸气分压为1.175kPa、温度为15℃，进入干燥器时的温度为90℃，离开干燥器时的温度为50℃。物料状况为：进出干燥器时物料的干基水分分别为0.15kg/kg干物质和0.01kg/kg干物质。干燥器生产干燥产品的能力为250kg/h，预热器的总传热系数为50W/(m2. ℃)，试求通风机的送风量和预热器的传热面积。

【12-6】在逆流连续干燥器中，将某种物料由初始湿基含水量3.5%干燥至0.2%。物料进入干燥器时的温度为24℃，离开干燥器时的温度为40℃，干燥产品量为0.278kg/s。干物质的比热容为1.507kJ/(kg. ℃)。空气的初始温度为25℃、湿含量为0.0095kg/kg干空气，经预热器预热到90℃后送入干燥器，离开干燥器时的温度为35℃。试求空气消耗量、预热器的热功率和干燥器的热效率。假设热损失可以忽略不计。

【12-8】在一常压连续干燥器中，湿物料处理量为0.8kg/s，物料含水量由湿基5%干燥至1％。空气初始温度为20℃、湿含量为0.05kg/kg干空气，空气离开干燥器时的温度为55℃。为了保证干燥产品的质量，要求进入干燥器的空气温度不得高于90℃。试求以下两种情况下所需的空气量（kg干空气/s）和热耗量（kW），设干燥过程为理想过程。1)将新鲜空气预热到90℃进入干燥器中进行干燥；2)采用废气循环，循环气中干空气量为干燥器出口废气中干空气量的2/3，混合气温度为90℃，进入干燥器干燥。

食品工程原理练习题

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

食品工程原理试题

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

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

《食品工程原理》试题

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 第五章 复习题解答

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》习题答案

《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 )。

李云飞版食品工程原理第四章课后习题答案

4.3 习题解答 【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度。测试时用玻璃筒盛满待测液体，将直径为6mm 的钢球在其中自由沉降，下落距离为200mm ，记录钢球的沉降时间。现用此法测试一种密度 为1300 kg/m 3的糖浆，记录的沉降时间为7.32秒，钢球的比重为7.9， 试求此糖浆的粘度。 解： 小球的沉降速度 s m s m H u t /0273.032.72.0== = τ 设在斯托克斯区沉降，则由斯托克斯定律： )(74.40273 .01881 .9)13007900()006.0(18)(2 s Pa u g d t p p ?=?-= -= ρρμ 校核：算出颗粒雷诺数 Re p = 1045.074 .41300 0273.0006.0<=??=μ ρ t p u d 属斯托克斯沉降。上述计算有效。 ∴糖浆的粘度为4.74Pa.s 【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm ，密度为1400 kg/m 3。求在常温水中的沉降速度。又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s ，试求其粒径。 解： （1） 已知：d p =4mm ，ρp =1400kg/m 3，μ=0.001Pa ·s 假设谷物颗粒在滞流区沉降 则())/(49.3001 .01881.9)10001400()10 4(182 3 2 s m g d u p p t =??-?= -= -μ ρρ 但110 40.1001 .0100049.310 4Re 4 3 >?=???= = -μ ρ t p p u d ∴假设不成立 又假设颗粒在湍流区沉降 则()) /(218.01000 81 .9)10001400(10 474 .174 .13 s m g d u p p t =?-?=-=-ρ ρρ 此时500872001 .01000218.010 4Re 3 >=???= = -μ ρ t p p u d ∴假设成立，颗粒沉降速度为0.218 m/s (2) u t ’=0.1mm/s ，假设沉降发生在滞流区 则 )(10 14.281 .9)10001400(001 .010 1.018)(185 3 ' 'm g u d p t p --?=?-???= -= ρρ μ 校核：100214.0001 .01000 101.010 14.2Re 3 5 ' ' <=????= = --μ ρ t p p u d ∴ 假设成立，此谷物的淀粉粒直径为2.14×10-5m 【4-3】气体中含有大小不等的尘粒，最小的粒子直径为10μm 。已知气体流量为3000m 3/h （标准态），

新食品工程原理复习题及答案

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）。

食品工程原理(修订版)

复习题： 1 简述食品工程原理在食品工业中的作用和地位。 2 何为绝对压力、表压和真空度？它们之间有何关系？ 3 何为不可压缩流体和可压缩流体？ 4 写出流体静力学基本方程式，说明该式应用条件。 5 简述静力学方程式的应用。 6 说明流体的体积流量、质量流量、流速（平均流速）及质量流速的定义及相互关系。 7 何为稳定流动和不稳定流动？ 8 写出连续性方程式，说明其物理意义及应用。 9 分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。 10应用伯努利方程可以解决哪些问题？ 11应用伯努利方程式时，应注意哪些问题？如何选取基准面和截面？ 12简述流体粘度的定义、物理意义及粘度的单位。 13写出牛顿粘性定律，说明式中各项的意义和单位。 14何为牛顿型流体和非牛顿型流体？ 15 Re的物理意义是什么？如何计算？ 16流体的流动类型有哪几种？如何判断？ 17简述离心泵的工作原理及主要部件。 18气缚现象和汽蚀现象有何区别？ 19什么叫汽蚀现象？如何防止发生汽蚀现象？ 20离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体？ 21何为管路特性曲线？何为工作点？ 22离心泵的主要性能参数有哪些？各自的定义和单位是什么？ 23离心泵流量调节方法有哪几种？各有何优缺点？ 24何为允许吸上真空度和汽蚀余量？如何确定离心泵的安装高度？ 25扬程和升扬高度是否相同？ 26 简述泵的有效功率小于轴功率的原因（有哪几种损失） 27比较往复泵和离心泵，各有何特点？

28简述混合均匀度的的判断依据以及混合机理 29影响乳化液稳定性的主要因素有哪些？ 30何为均相物系？何为非均相物系？ 31 影响沉降速度的因素有哪些？各自含义是什么？ 32简述板框压滤机的工作过程。 33过滤有几种方式？ 34离心沉降与重力沉降相比，有什么特点？ 35什么叫离心分离因数？其值大小说明什么？ 36旋风分离器的工作原理？ 37 沉降室（降尘室）的工作原理。 38传热的基本方式有几种？ 39什么是热传导、对流传热和热辐射？分别举出2-3个实例。 40说明傅里叶定律的意义，写出其表达式。 41导热中的热阻、推动力概念，单层平壁和多层平壁导热时如何计算其热阻和推动力？42为什么住宅中采用双层窗能起到保温作用？ 43气温下降，应添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？为什么？44保温瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？ 45总传热系数K的意义，它包含了哪几个分热阻？ 46如何计算传热面积？如何计算壁温？ 47列管式换热器的结构及其选型。 48强化传热的途径。 49何为单效蒸发，何为多效蒸发，多效蒸发与单效蒸发比较有什么优缺点？ 50在蒸发过程中，为提高蒸汽利用率，你以为可采取哪些措施？ 51蒸发中提高传热速率的途径有哪些？ 52与常压蒸发相比真空蒸发有哪些优点。 53常用的机械制冷方式有哪些？ 54 简述理想蒸汽压缩式制冷的组成及工作过程。 55分析冻结速率对食品质量的影响。 56常用的去湿方法按作用原理分哪几类？ 57湿空气湿度大，则其相对湿度也大，这种说法对吗？为什么？

食品工程原理习题解答

食品工程原理习题解答公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

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

食品工程原理试题思考题与习题及答案

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)。

第七章食品工程原理习题

第七章吸收与蒸馏复习题 一、名词解释 1 吸收 2 对流传质 3 扩散系数 4 气-液相平衡 5 最小回流比 6 全塔效率 7泡点回流 8 蒸馏 9 精馏 10 相对挥发度 11 回流比 二、填空 1 若溶质在气相中的分压大于其( )，就会发生( )过程。 2 某气体用水吸收时，在一定浓度范围内，其气-液平衡线和操作线均为直线，其平衡线的斜率可用（）常数表示，而操作线的斜率可用（）表示。 3 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数（），相平衡常数m（），溶解度系数H（）。（增加、减少、不变）。 4 由于吸收过程气相中的溶质分压总（）液相中溶质的平衡分压，

所以吸收操作线总是在平衡线的（）。增加吸收剂用量，操作线的斜率（），则操作线向（）平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y-ye）（）。 5 在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将（），操作线将（）平衡线。 6 用Δp为推动力的气膜传质速率方程有两种，以传质分系数表达的传质速率方程为（），以总传质系数表达的传质速率方程为（）。7在精馏操作中，加料板以上的管段称为( )，加料板以下的管段称为( ) 8( )进料时精馏段汽相摩尔流量与提溜段相等。 9精馏操作中塔板上汽液接触状态主要有( )、( )和( )。其中以( )接触的传质阻力最小。 10精馏装置主要包括( )，( )和( )。 11工业生产中的操作回流比一般是最小回流比的( )倍。 12按蒸馏操作方法不同，蒸馏可分为( )、( )、和( )三大类。 三、选择 1 采用填料塔进行气体吸收，当操作线和平衡线相交(或相切)时，( )。 A. 塔底吸收液浓度最高； B. 吸收剂用量最少； C. 吸收速率最高 2 若气相溶质分压大于其液相平衡分压,就会发生( )过程。 A. 吸收； B. 解吸； C. 平衡 3 总压不太高时，一定温度下气、液两相的平衡关系服从( )。

新食品工程原理习题与答案

食工原理复习题及答案 一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管径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_______。使其单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管溶液占有的______________，因此，溶液在中央循环管和加热管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***

食品工程原理习题和答案完整版

食品工程原理习题和答 案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

食品工程原理 第一章 P31： 1. 2. 4. 8. 9. 10. 11. 第二章 P78: 【1】一食品冷藏室由内层为19mm厚的松木，中层为软木层，外层为51mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为 ℃,混凝土外壁面温度为℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为,3,W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。 1）所需软木的厚度2b?由：

【4】将粗碎的番茄通过内径为60mm的管子从20℃加热到75?℃。其流量为1300kg/h,管内壁面温度为105℃,求对流传热系数。 已知粗碎的番茄物性数据如下：ρ=1050kg/m3；cp=kJ/（kg·K）； μ=mPa·s℃时),mPa·s(105?℃时)；λ=W/(m·K)。 解：流体在管内被加热。管中流速： 5. 一带有桨式搅拌器的容器内装有温度为℃的料液。用夹套内的蒸汽加热。容器内径为m,搅拌器直径为m,转速为r/s,容器壁温为℃。料液的物性为: ρ=977?kg/m3 ；Cp=kJ/（kg·K）；μ=100?mPa·s℃时),mPa·s℃时)料液热导 率)/。求料液对容器壁的对流传热系数。 解：该对流属于流体在搅拌槽内强制对流。 8. 10.在逆流换热器中，用初温为20?℃的水将kg/s的液体［比热容为 kJ/(kg·K)、密度为850kg/m3］由80℃冷却到30?℃。换热器的列管

直径为Φ25?mm×mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850W/（m2·K）和1?700W/（m2·K）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50?℃，求水的流量和换热器的传热面积。 解：传热量为 12. 【14】某列管换热器的管程走冷却水，有机蒸汽在管外冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20?℃和30?℃。使用一段时间后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷却水出口温度降为26?℃。已知换热器的传热面积为m2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃, 冷却水流量为kg/s,求污垢热阻。 解：无污垢时的传热量： 【16】有一套管换热器，内管为Φ19?mm×2mm，管长为2m，管内的水与环隙中的油逆流流动。油的流量为270kg/h，进口温度为100℃，水的流量为360kg/h，进口温度为10℃。若忽略热损失，且知以管外表面

食品工程原理试题

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(赵思明编)思考题与习题参考答案

思考题与习题参考答案 绪论 一、填空 1、经济核算 2、物料衡算、经济核算、能量核算、物系的平衡关系、传递速率 3、液体输送、离心沉降、混合、热交换、蒸发、喷雾干燥 二、简答 1、在食品工程原理中，将这些用于食品生产工艺过程所共有的基本物理操作过程成为单元操作。例如，奶粉的加工从原料乳的验收开始，需要经过预热杀菌、调配、真空浓缩、过滤、喷雾干燥等过程；再如，酱油的加工，也包含大豆的浸泡、加热、杀菌、过滤等工序，这两种产品的原料、产品形式、加工工艺都有较大的不同，但却包含了流体的输送、物质的分离、加热等相同的物理操作过程。 2、“三传理论”即动量传递、热量传递和质量传递。 （1）动量传递理论。随着对单元操作的不断深入研究，人们认识到流体流动是一种动量传递现象，也就是流体在流动过程中，其内部发生动量传递。所以凡是遵循流体流动基本规律的单元操作都可以用动量传递理论去研究。 （2）热量传递理论。物体在加热或者冷却的过程中都伴随着热量的传递。凡是遵循传热基本规律的单元操作都可以用热量传递的理论去研究。 （3）质量传递理论。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都可以用质量传递的理论去研究。 例如，啤酒的灭菌（热量传递），麦芽的制备（动量传递，热量传递，质量传递）等。 三传理论是单元操作的理论基础，单元操作是三传理论具体应用。 3、单元操作中常用的基本概念有物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算。 物料衡算遵循质量守恒定律，是指对于一个生产加工过程，输入的物料总量必定等于输出的物料总质量与积累物料质量之和。能量衡算的依据是能量守恒定律，进入过程的热量等于离开的热量和热量损失之和。平衡状态是自然界中广泛存在的现象。平衡关系可用来判断过程能否进行，以及进行的方向和能达到的限度。过程的传递速率是决定化工设备的重要因素，传递速率增大时，设备尺寸可以减小。为生产定量的某种产品所需要的设备，根据设备的型式和材料的不同，可以有若干设计方案。对同一台设备，所选用的操作参数不同，会影响到设备费与操作费。因此，要用经济核算确定最经济的设计方案。 4、流体流动过程包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。传热过程包括热交换、蒸发等。 传质过程包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。 5、（略） 三、计算 1、质量分数20%；摩尔分数1.30%；摩尔浓度0.62mol/L