《食品工程原理》试题

12004–2005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=105dyn）；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。题号一二三四五…合计得分阅卷人系（部）河北科技师范学院班级学号姓名装订线2二、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=pS，φ=100%，；（B）p=pS，φ=0；（C）p=0，φ=0；（D）t=tw=td=tas5.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（TylerStandard）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0.615W/(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34kJ/(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，初温为20℃，湿度H0=0.009kg水/kg绝干气，经预热器加热至120℃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：cpw=4.187kJ/kg·℃p=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℃4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5BMS20/635-25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。64、一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝100w/(m2K)，α2＝10000w/(m2K)，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、yy*B、y≥y*C、y≤y*D、yy*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；7（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。汞的密度为13600kg/m3。图见文件2004243780.doc2、现采用一套管式换热器冷凝2000kg/h某蒸汽，冷凝温度为110℃的某蒸汽气化潜热为500kJ/kg，其冷凝传热膜系数为5600W/(m2·℃)。冷却水以20℃及5000kg/h的流量进入套管内管（内管尺寸为φ57×3.5mm）。水的物性可取为：密度为995kg/m3，比热为4.174J/(kg·K)，导热系数为0.62W/(m·K)，粘度为8×10-4Pa·s，忽略管壁及垢层的热阻，且不计热损失。求：(1)冷却水的出口温度及套管管长；(2)由于气候变热，冷却水进口温度升至30℃，在水流量不变情况下，该冷凝器的蒸汽冷凝量为多少。3、在常压连续精馏塔中分离苯一甲苯混合液体，每小时送入塔内100kmol的混合液体，进料为泡点下的饱和液体，塔顶用饱和液体回流，塔底用间接蒸汽加热。已知精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.714x+0.271和y'=1.26x'-0.0195，试求：(1)操作回流比；(2)塔顶和塔底的产品组成；(3)进料组成；(4)精馏段和提馏段上升的蒸汽量分别为多少kmol/h。4、在一逆流操作的吸收塔中，吸收混合气体(氨与空气)中的氨。单位塔截面上的混合气体流率为0.036kmol／(m2s)，含氨2％(体积)，新鲜吸收剂为含氨0.0003(mol分率)