食品工程原理复习试题

食安08级食品工程原理复习提纲试题一、单项选择题（每小题2分，共10分）1、流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用(A)测量。A、皮托管；B、孔板流量计；C、文丘里流量计；D、转子流量计。2、在零流量时，离心泵的（B）。A、H=0，N=0；B、H＞0，N＞0；C、H=0，N＞0；DH＞0，N=0。3、下述说法中正确的是：（C）。A、离心沉降速度ur和重力沉降速度ut是恒定的；B、离心沉降速度ur和重力沉降速度ut不是恒定的；C、离心沉降速度ur不是恒定值，而重力沉降速度ut是恒定值；D、离心沉降速度ur是恒定值，而重力沉降速度ut不是恒定值。4、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（A）。A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变5、在蒸发操作中，由于溶液的蒸汽压下降引起的沸点升高△/（D）。A、与溶液类别有关，与浓度无关；B、与浓度有关，与溶液类别、压强无关；C、与压强有关，与溶液类别、浓度无关；D、与溶液类别、浓度及压强都有关。二、简答题（每小题4分，共20分）1、设备要维持一定的绝压（低于大气压），若外界大气压减小时，该设备上的真空表读数是增大还是减小？为什么？答：真空表读数减小。因为真空度＝大气压－绝压，故从上式可看出：绝压一定时，若大气压减小，真空度减小。2、什么叫做“汽蚀”？如何保证不会发生“汽蚀”。答：当离心泵中心处的压力低至液体的饱和蒸汽压时，液体将产生沸腾，产生大量气泡，从而造成离心泵工作不正常及叶轮损坏的现象叫做“汽蚀”。要保证不会发生“汽蚀”，泵的安装高度不能太高。3、采用多个直径较小的旋风分离器并联操作，其目的是什么？答：其目的是在于保证生产能力不变的前提下，提高分离效率。4、若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括哪几个过程？答：包括以下三个过程：（1）热流体以对流传热方式将热量传给管内壁（2）热量以热传导方式由内壁面传给外壁面（3）热量以对流传热的方式由外壁面传给冷流体5、需要已知哪些条件，才能从“焓浓图”上查得溶液的焓值？答：需要已知溶液的种类、组成（浓度）和温度。三、计算题（共70分）21、（14分）如图所示，有一垂直管道，内径d1=300mm，d2=150mm。常温水从下而上自粗管流入细管。测得水在粗管和细管内的静压力分别为0.2MPa和0.16MPa（表压）。测压点间的垂直距离为1.5m。若两测压点之间的流动阻力不计，求管中水的流量？解：沿水的流动方向在其上、下游两测压点处分别取截面1-1和2-2，以1-1为基准面，在此两截面之间列柏努利方程：2p222u2gZ1p221u1gZ式中：,01z,m5.12zPa6102.01p，。Pa61016.02p由连续性方程式，得：2u25.02u2)3.015.0(2)1d2d(2u1u，取水的密度ρ=1000kg/m3，将以上数值代入柏努利方程：100061016.0222u5.181.910006102.0222u25.0）（解得：s/m34.72uVs=A2u2=s/m13.034.715.04ud4322222、（8分）欲用IS65-50-160型离心泵将敞口贮槽中50℃的水送出，输水量为25m3/h。在操作条件下，吸入管路的压头损失估计为2.3m，当地大气压为100kPa。试确定泵的安装高度。（50℃水的饱和蒸汽压为12.34×103Pa，密度为988.1kg/m3。流量为25m3/h时IS65-50-160型离心泵的汽蚀余量为2m。）解：mhhgppZesfvss74.423.21.98881.91034.121010033~,允许允许为安全计，再降低0.5m，故实际安装高度应低于4.24m。3、（8分）拟采用底面积为142m的降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。操作条件下气体的密度为0.753m/kg，粘度为2.6×10-5Pa•s；固体的密度为30003m/kg；要求生产能力为2.0s/m3，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径mind。3解：s/m1429.0140.2AVu0s0假设沉降在层流区：m7.47m107.47]81.975.030001429.0106.218[]g)(u18[d62/152/1s0min）（检验：11965.0106.275.01429.0107.47udRe560min0与假设相符。4、（10分）现用一台转筒真空过滤机（转鼓直径为1.75m，长度0.98m，浸没角120o）过滤某种悬浮液。已知过滤常数K=5.15×10-6m2/s，每获得1m3滤液可得0.66m3滤饼，过滤介质阻力忽略，转鼓转速为1r/min。求过滤机的生产能力及转筒表面的滤饼厚度。解：（1）3m39.598.075.114.3dlA31360120Qh/m28.3s/m1012.9601311015.539.5nKA2346（2）转筒每转一周获得的滤液量为：3m05467.06028.360QV滤饼体积：3sm03608.066.005467.0cVVm1069.639.503608.0AVL3s5、（7分）在三层平壁热传导中，测得各面(内外壁面及各层接触面)的温度t1、t2、t3和t4分别为500℃、400℃、200℃和100℃，试求各平壁层热阻之比R1：R2：R3，假定各层壁面间接触良好。解：343232121RttRttRttQ则R1：R2：R3＝（t1－t2）：（t2－t3）：（t3－t4）＝（500－400）：（400－200）：（200－100）＝100：200：100＝1：2：16、(12分)16℃的盐水以3960kg/h的流量通过套管换热器的内管被加热。105℃的热水以4000kg/h的流量在环隙内与盐水进行热交换被冷却至48℃。已知盐水的平均比热容为43.300kJ/(kg·℃);热水的平均比热容为4.174kJ/(kg·℃).试求：①盐水的出口温度；②若该换热器的传热系数为500W/（m2·K），求换热器的传热面积（管外表面积）。解：根据热量衡算原理122p2s211P1sttCm)TT(Cm4000×4.174（105－48）＝3960×3.3（t2－16）解得t2＝88.8℃判断应为逆流操作△t1＝105－88.8＝16.2℃△t2＝48－16＝32℃△tm＝（△t1－△t2）/ln(△t1/△t2)＝（16.2－32）/ln16.2/32＝23.2℃2m8.222.23500360048105310174.44000mtKQA）（7、（11分）在单效蒸发器中，将某种水溶液从14%浓缩至30%，进料温度为30℃。蒸发室的操作压力为39.24kPa（相应的二次蒸汽饱和温度为75.4℃，汽化潜热为2318kJ/kg）。有效传热温差为11.2℃。加热蒸汽的饱和温度为96.2℃。若蒸发器的传热面积为40m2，传热系数为700W/(m2.K)。且假设热损失和浓缩热均可忽略，不计溶液浓度对比热容的影响，取溶液的平均比热容为3.6kJ/(Kg.℃)。求：（1）溶液的沸点升高△；（2）原料液流量F。解：（1）t=Ts-△t=96.2-11.2=85℃△=t-T=85-75.4=9.6℃（2）Q=KA（Ts-t）=700×40×11.2=313600WW=F（1-1XoX）=F（1-0.140.3）=0.533FQ=FC(t1-to)+W.r=313600313600=F×3.6*103×（85-30）+0.533F×2318*103解出F=0.219kg/s=787.6Kg/h