食品工程原理练习题参考答案

《食品工程原理》练习题提示第一章流体流动一、填空题1、50.44mmHg（真空度）；149.8mmHg（表压）。2、时间，流动系统内无质量积累，ρ1u1A1=ρ2u2A2。3、1.6×10-4m3/s4、总机械能，沿程阻力，局部阻力。5、泵的特性曲线，管路特性曲线，工作点。6、扬程，流量，转速。7、管路特性曲线，效率点。8、吸上真空度法，汽蚀余量法。9、泵的特性曲线，管路特性曲线，最高效率点。10．1/16，1/32，流体有粘性。11．圆管内湍流和层流的差别是：流型层流湍流本质区别无脉动有脉动Re范围Re2000或2300Re4000u/umax1／2(满足1／7次方律)0.817λ与Re关系λ＝64／Re高度湍流λ与Re无关一般湍流λ随Re增大而减小λ与Δ／d关系无关λ随Δ／d增大而增大12、20)(2ugR13、扬程增大倍数为1倍，1.2倍。14、用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。15、计量泵、齿轮泵、螺杆泵。16、在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大,不足以吸上液体；泵内灌液。17、叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生部分汽化。18、减小吸入管路的阻力；增大供液池上方压力。19、旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数。20、泵内灌液；关闭出口阀；出口阀。21、一次方；二次方。22、静压头。23、点速度，平均速度。二、选择题1、D；2、C3、某设备进出口的压力分别为220mmHg（真空度）及1.6kgf/cm2（表压），若当地大气压为760mmHg，则该设备进出口压力差为（c）C、1.86×105Pa4、关于流体流动的连续方程式：A1u1ρ1=A2u2ρ2，下列说法正确的是（A）A、它只适用于管内流体的稳定流动B、它只适用于不可压缩理想流体C、它只适用于管内流体的不稳定流动D、它是流体流动的普遍性方程，可适用于一切流体流动5、B；6、D；7、A；8、D；9、B；10、C；11、D；12、C；13、D；14、D；15．Ｄ。三、问答题1．回答文氏管的工作原理和应用。（P46）四、计算题1、解：根据题意，设贮槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努方程：Z1+gP1+gu221+H=Z2+gP2+gu222+fh液柱）绝压绝压mHsmdQuhuKPaPKPaPmZmZf(7.225.481.9284.181.91010022018)/(84.105.0436001345.4,0),(220)(100,20,223222121212、解：选择泵排出口液面为1-1`面及出口管液面为2-2`面，由1-1`面2-2`面列柏努利方程：gZ1+1P+221u+We=gZ2+2P+222u+fL因为u1=u2=0，fLPZZgP2121)(222221uudlLLLfff，代入数字可得23.18fL)(10313.123.189851081.986.0381.9985541PaP3、解：根据题意，设高位槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努利方程：Z1+gP1+gu221=Z2+gP2+gu222+hf)/(61.2,23181.92)231(25231,0,0,522222212121smuuuuguuhuPPmZZf)/(7.864)/(24.0106.1414.361.243322hmsmduuAQ4（P78习题1）、解：根据题意，由柏努利方程，得：2920800,221222122uuuuP又21221221259,259)2012()(uudduu代入上式)/(413.12smu)/(10599.1)012.0(414.3413.1434222222smduAuQ5（P79习题11）、解：如图，由1-1`和2-2`列柏努利方程：Z1+gP1+gu221+H=Z2+gP2+gu222+fh又因为Z2-Z1=2，P1=P2，u1=0ffhguhguZH2222222又42221039.1007.0124091.2027.0Re),/(91.2027.04360064udusmdQu039.0,0074.0027.00002.0d291.2)26(291.2027.050039.0222321222uudlLf代入数字可得结果为364.4(J/㎏)所以H=2+)(58.3981.94.36481.9291.22m6、解：列泵进口和出口间的能量方程Z1+gP1+gu221+H=Z2+gP2+gu222+fhZ2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,fh≈0则%6.60%100120023.223600/1281.91000%10023.2281.91000101325760/1401013259.17.0PPmHe第二章传热一、填空题1、)ln()()(12211221tTtTtTtT；2、热传导，牛顿冷却，无因次准数；3、对流传热，热传导；4、传热系数，传热面积，传热温差（对数平均温差）。二、选择题1、D；2、D；3、D；4、A；5、D；6、A；7、C；8、A；3、在传热计算中常用以下三个公式：（1）Q=WCpΔT,（2）Q=KSΔT，（3）Q=SΔT，关于式中三个ΔT的含意，下述说法正确的是（D）。A、（1）（2）中ΔT都表示同一流体进出口温差，（3）中ΔT表示两流体平均温差；B、（1）（3）中ΔT都表示同一流体进出口温差，（2）中ΔT表示两流体平均温度；C、（2）（3）中ΔT都表示同一流体进出口温差，（1）中ΔT表示两流体平均温差；D、（1）中ΔT表示同一流体进出口温差，（2）中ΔT都表示两流体平均温差，（3）中表示一流体与壁温之差。三、问答题1、如何强化传热？由传热速率方程式展开（传热系数，传热面积，传热温差）四、计算题1、解：)(8.25102778.010187.436001000)()/(29994)1675(1066.33600500)(02232321312CtttTTCGQsJTTCGQQhhPhhCCPCC放吸放)(9.33202.53ln)7595()162.69()ln()()()(2.698.25950211221120212CTTTTTTTTTmCtTTChChChChhh)(8.149.336029994200mTKQAm2、解（1）冷却水用量)()(.1221CCPCChhPhhTTCGTTCG)2030(187.4)60100(187.43500CG所以Gc=1400（Kg/h）(2))(61.534070ln)2060()30100()ln()()(ln0122112212121CtTtTtTtTTTTTTmChChChChhh又mmTLdKTAKQ0000故代入数字可求得L=2.3163、解：)(81.44)283323303353ln()283323()303353(ln02121CTTTTTm)/(5.97)283303(401836004200)(12sKJTTCGQCCPCC因为mTKAQ所以)(4.1781.44125105.9723mTKQAm4、解：)/(10664.1)2864(55.31300)(621hKJTTCGQhhPhh)(3.272332ln)528()3264()ln()()(012211221CTTTTTTTTTmChChChCh)(5.483.27125610664.12600mTKQAm（2）)(271057.014.35.48mdAldlA5、解：总热阻为：300010285.3025.0500032.00285.05.17032.00035.02000111iimddddKR)/(5.30412KmWRK6、解：（1）iimddddK000011)/(4.57320790255.2245250025.010111110240000CmWddddKiim(2)换热管根数为n，长度为L，所以管内液体总流量=各管内液体流量之和91.308585.0020.043600150002nn（根）故取31根。又)(562.4)5012020120ln()50120()20120(4.573)2050(1076.1360015000,230000mTKQALdnAm)(87.1025.014.331625.400mdnAL所以取2m7、解：（1）因为)(104.9)3080(3600/36001088.1).(.4321.WTTGCQhhhPh)(85.24)20303080ln()2030()3080(ln02121CTTTTTm因为mTKAQ所以)./(4.84485.2448.4104.9024CmWTAQKm（2）因为)()(.1221CCPCChhPhhTTCGTTCG所以：)2030(10187.4)3080(1088.13600360033CG解得：Gc=2.245(Kg/s)假设水溶液出口温度刚好为300C,则苯的出口温度设为T所以:)`()(.`121CcPCChPhhTTCGTTCG所以:)1030(10187.4245.2)80(1088.13600360033T解得:T=-20(0C)100C,不可能。（因为苯的极限温度降到与水的进口温度10℃相等）所以原换热器不能保证水溶液出口温度不低于300C。也可以认为苯的温度达到了10℃，计算一下水的温度是多少？（水的温度是24℃，小于30℃，所以，不可能。）第三章非均相物系的分离一、填空题1、气体非均相，气体处理量，分离效率，压强降；2、颗粒直径，流体粘性，两相密度差；3、)(eVVrpAAdtdV，滤饼和介质阻力，滤饼可压缩性；4、重力，离心，沉降时间小于停留时间；5、滤饼和过滤介质，滤饼阻力，过滤介质阻力；6、提示smAVuuHulttstt/0333.0533600/1800沉停mudRmudtpetstp67.64,1065.01003.09.00333.010467.610467.69.043000333.01003.018)(183553小直径为即能除去矿尘颗粒的最假设正确校核设沉降处于层流区二、选择题1、A；2、A；3、B；4、B；5、D；6、B；7、C；8、D；9、C；9、C；10、A。三、问答题1．答：能求得：qtkqkqktqqqee2,22，即t/q与q线为一直线。所以根据不同时间t下的q（即V/A）可得t/q随q的变化关系，由所给数据描点作出t/q与q的直线，其斜率为1/k，截距为2qe/k。2．回答离心机的工作原理和影响分离能力的因素。(分沉降式、过滤式、分离式离心机)3．证明题：因为直径为dp的粉粒刚好完全除去，必须满足t停=t沉又因为t停=,2iurNt沉=rudBuBipp182202218ippu