食品工程原理名词解释和简答题

1.1.位能：由于流体在地球重力场中处于一定的位置而具有的能量。若任选一基准水平面作为位能的零点，则离基准垂直距离为Z的流体所具有的位能为mgz。2.动能：由于运动而具有的能量。若流体以均匀速度u流动，则其动能为mv2/2.若流动界面上流速分布不均，可近似按平均流速进行计算，或乘以动能校正系数。3.内能：物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。对于不克压缩流体，其内能主要是流体的分子动能，对于可压缩流体，其内能既有分子动能，也有分子位能，如果单位质量流体所含的内能为e，则质量为m的流体所具有的内能E=me。在热力计算时，我们对某一状态下的内能变化值。4.流动功：如果设备中还有压缩机或泵等动力机械，则外接通过这类机械将对体系做功，是为功的输入，相反也有体系对外做功的情形，是为功的输出，人为规定，外界对体系做功为正，体系对外界做工为负。5.汽蚀：水泵叶轮表面受到气穴现象的冲击和侵蚀产生剥落和损坏的现象。吸上真空高度达最大值时。液体就要沸腾汽化，产生大气泡，气泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，于是气泡又迅速凝成液体，体积急剧变小，周围液体就以极高速度冲向凝聚中心，造成几百个大气压甚至几千个大气压的局部应力致使叶片受到严重损伤。6.汽蚀余量：指泵吸收入口处单位液体所具有的超过气化压力的富余能量，7.泵的工作点：泵的特性曲线与某特定管路的特性曲线的交点。1.雷诺准数：Re=dup/u;是惯性力和黏性力之比，是表示流动状态的准数2努赛尔特准数：Nu:表示对流传热系数的准数3普兰特准数：Pr:表示物性影响的准数4格拉斯霍夫准数：Gr:表示自然对流影响的准数5粘度：液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子；运动黏度是流体的动力黏度与流体的密度之比6热传导：是通过微观粒子（分子·原子·电子等）的运动实现能量传递；热对流：指流体质点间发生相对位移而引起的热量传递过程；热辐射：指物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程7水分结冰率：食品冻结过程中水分转化为冰晶体的程度；最大冰晶生成区：水分结冰率变化最大的温度区域（-1~5摄氏度）8形状系数：表证非球形颗粒与球形颗粒的差异程度。9分隔尺度：指混合物各个局部小区域体积的平均值；分隔强度：指混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均浓度的偏差的平均值。10泵的工作点：将同一系统中的泵的特性曲线和某特定管路曲线，用同样的比例尺绘在一张图上，则这两条曲线的交点称为系统的工作点11温度场：某一瞬间空间中各点的温度分布；温度梯度：沿等温面法线方向上的温度变化率12颗粒群的频率分布曲线：将各个颗粒的相对应的颗粒百分含量绘制成曲线；累计分布曲线是将小于（大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系绘制成表格或图形来直观表示颗粒粒径的累积分布13粉碎：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；粉碎比“物料粉碎前后的平均粒度之比14床层空隙率：众多颗粒按某种方式堆积成固体定床时，床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率表示，数值等于床层空隙体积与床层总体积之比15床层的比表面：单位床层体积具有的颗粒表面积16水力光滑管：当δ﹥Δ时，管壁的凸凹不平部分完全被黏性底层覆盖，粗糙度对紊流核心几乎没有影响，此情况成为水力光滑管17紊流核心：黏性影响在远离管壁的地方逐渐减弱，管中大部分区域是紊流的活动区，这里成为紊流核心18允许吸上真空高度Hsp:在吸上真空高度上留有一定的余量，所得的吸上真空高度19最大吸上真空高度Hsmax:当泵的吸入口处的绝对压力Ps降低到与被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压Pv相等时，吸上真空高度就达到最大的临界值，称为最大吸上真空高度20泵的几何安装高度（吸入高度）：指泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离21壁效应：壁面附近的空隙率总是大于床层内部，因阻力较小，流体在近壁处的流速必大于床层内部22黑体：A=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被该物体吸收；白体或镜体：R=1,表示投射到物体表面上的辐射能全被该物体反射；透热体：D=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被透过；灰体：能以相同的吸收率且部分地吸收所有波长范围的辐射能的物体；特点：a,灰体的吸收率u投射辐射的波长无关；b，灰体是不透热体A+R=123黑度或发射率：将实际物体与同温度黑体的辐射能力的比值24流化态：如果流体固定床层向上流动时的流速增加而且超过某一限度时，床层就要浮起，此时床层讲具有许多固定床所没有的特性25最大流化速度：当床层的空塔速度达到颗粒的沉降速度时，颗粒将被流体带出器外，此速度称为最大流化速度26流化数K：操作速度与临界流化速度之比27助滤剂：在过滤前预前覆盖在滤布上或添加于滤浆中的物质28沟流：是流体通过床层形成短路，使流体通过床层分布不匀，有大量流体经过局部地区的通道没有与固体颗粒很好接触就上升，而床层的其余部分仍处于固定床状态而未被流化（死床），以致不可能得到良好的流化。原因：气体分布不均匀，气速过小，粒度过细，密度过大等；危害：会引起气固接触时间的不均一性，在流化干燥时也会引起局部未干又局部过干等问题；节涌：气体鼓泡通过流化床层时，因气泡汇合成为大气泡，将床层一节节地往上柱塞式地推动，然后在上层崩裂，固体颗粒以较小集合体或个别颗粒淋洒而下；原因：床径较小而床高对床径之比较大，气流分布不均；危害：除了降低转化率和使床层温度不均外，还会加速固体颗粒对设备的磨损29调匀度：一种或几种组分的浓度或其他物理量和温度等在搅拌体系内的均匀性30粒度：颗粒的大小，表示固体粉碎程度的代表性尺寸31乳化：将两种通常不互溶的液体进行密切混合的一种特殊的液体混合操作，一种液体（或含微细固型粒子）并以微小球滴或固型微粒子（分散相）均匀分散在另一种液体（连续相）之中，该现象成为乳化1.粘性流体在静止时有无剪应力，理想流体在运动时有无剪应力？若流体在静止时无剪应力，是否意味着它们没有粘性？答：由牛顿内摩擦定律可知，剪应力与速度梯队成正比，因此，粘性流体静止时无剪应力。又由理想流体的定义可知，没有粘性的流体为理想流体，因此，理想流体流动时仍无剪应力。流体在静止时无剪应力不等于没有粘性，只是没有表现出来。粘性是由流体本身决定的性质。2.粘性的物理本质是什么？为什么温度升高，气体粘度上升，而液体粘度下降？答：粘性是流体流动时表现出来的重要性质，其物理本质是分子内聚力大小和分子热运动强度的宏观表现。流体流动时，由于分子间内聚力作用和分子热运动动量交换作用，使宏观移动流层（速度为u）中的分子拉动临近流层中的分子，并使该临近流层以速度u-?u发生流动，内聚力越大或分子热运动动量交换越小，粘性越大（即?u越小）。对于液体，当温度升高时，分子间的距离加大，同时热运动也加强，此时由于分子间距离加大而引起内聚力下降对粘性影响大于热运动带来的影响，因此，液体粘度随温度升高而下降（即?u加大）。对于气体，由于分子间距离远大于液体，因此，分子间内聚力对粘性影响处于次要位置。温度升高时，分子热运动引起动量交换加强，使粘度增加（即?u减小）。答：由雷诺数表达式可知，3.雷诺数的物理意义是什么？Re=duρ是流体流动惯性力与粘滞力之比，其数值大小反映流体的流动状态。4.什么是水力光滑管？答：设管壁绝对粗糙度为?，流体粘性底层厚度为δ，当δ?时，管壁凸凹表面似乎被镀上一层光滑的液膜，管壁粗糙度几乎不影响紊流核心。此时，称为水力光滑管。5.是否在任何管道中，流量增大则阻力损失就增大；流量减小则阻力损失就减小？为什么？答：在某些管路中，流量与阻力损失并不是总成正比关系。如在分支管路中，如图所示，当阀门1和阀门2全开时，流量最大。如果此时关小阀门1，这时支路1流量减少，而局部阻力增加，如果支路沿程阻力可以忽略，则对支路1而言，是流量减少，而阻力损失增加。如果主管路的阻力损失与支路的阻力损失相比很小，则主管路的阻力损失可以忽略不计时，关小阀门1不影响支路2的流量，因为I-I面和0-0面能量基本相同，近似为常数，支路2阀门未改变，因此流量也不会改变。但此时整个分支管路流量减少了，阻力却增加了。6.刚安装好的一台离心泵，启动后出口阀门已经开至最大，但不见水流出，试分析原因并采取措施使泵正常运行。答：出现此类问题的可能原因如下：1）没有向水泵内灌引水或没有灌满引水。从吸水口到离心泵，水是在吸水口处与离心泵进口处两处压力差作用下被吸入离心泵，压力差的大小主要取决于离心泵进口处的绝对压力。为了产生足够的压力差，启动前应向水泵内灌足引水，排空吸入管道内的空气，使水吸入水泵。2）水泵工作总扬程或吸水扬程超过规定标准，这是选型与设计问题。实际吸水高度超过水泵标定高度，水不能吸入。如果实际扬程大于水泵标定扬程，水虽被吸入但不能排出。3）水泵转速不够或反转。电动机与泵轴之间如果是皮带传递方式，新安装的水泵要调整好皮带的张紧度，保证水泵的正常运行转速。水泵反转是电动机接线问题造成的，应该按说明书接线方式接线。4）吸水管路或水泵填料处漏气，造成压力损失。应检查吸水管路连接处并拧紧漏气部位或压紧水泵填料。1.在多层壁的热传导中确定层间界面温度具有什么实际意义？答：在多层壁的热传导中，确定层间界面温度具有的意义是：了解或掌握各层材料的热导率在一定条件下的特性。如由多层保温材料构成的冷库壁面中，有些保温材料吸水后热导率有很大的提高，保温能力下降。因此，在这种保温材料中的最低温度要高于所处环境下湿空气的露点，以保证湿空气中的水汽不会凝结成水，保证冷库壁面的保温性能。因此在冷库设计中，要充分考虑到这一点。2.流动对传热的贡献主要表现在哪里？答：对流换热时，若流体静止不流动，则流体只能以热传导的方式与壁面进行热交换，当热导率为常数时，温度分布为直线，温度梯度较小；当流体流过壁面时，将形成流动边界层和温度边界层。所谓温度边界层是指在壁面附近存在较大温度梯度的区域。在温度边界层以外，流体的温度基本均匀一致，而在温度边界层以内，温度的分布与流动边界层内的流体流动情况有关，流动边界层越薄，温度边界层就越薄，滞流内层也越薄，因此，流动的结果是使温度梯度增大。由傅立叶定律q=?λ则q就大。3.自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热？答：因流体中各处的温度不同而引起密度不同，使轻者上浮，重者下沉，流体质点间发生相对位移，这种对流称为自然对流。显然，自然对流的关键是要使流体循环畅通，因此，对于要求加热的场合，加热面应放置在被加热空间的下部；对于要求冷却降温的场合，冷却面应放置在被加热空间的上部，这样放置才有利于充分传热。4.热导率、对流传热系数和总传热系数的物理意义是什么？它们之间有什么不同？它们的单位是什么？答：热导率的物理意义是单位温度梯度下的热通量。热导率表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，其单位是W/(m.K)。对流传热系数的物理意义是单位温度差下、单位传热面积的对流传热速率。对流传热系数反映对流传热的快慢，其值越大表示对流传热越快。与热导率不同，它不是流体的物理性质，而是受诸多因素影响的一个系数，其单位是W/(m2.K)。总传热系数的物理意义是单位温度差下的传热通量。总传热系数反映传热过程的强度，其值越大表示传热越快。总传热系数值的大小主要决定于流体的特性、传热过程的操作条件以及2换热器的类型等，其单位是W/(m.K)。?T?n知，温度梯度小，则q就小；温度梯度大，n=0115.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体？答：若蒸汽中含有空气等不凝气体，当蒸汽冷凝时，它们会在液膜表面形成一层富集的气膜层。这样，可凝蒸汽在抵达液膜表面进行冷凝之前，必须以扩散方式通过这层气膜。扩散过程的阻力引起蒸汽分压和相应的饱和温度下降，使液膜表面的温度低于蒸汽主体温度。这相当于附加一额外热阻，使蒸汽冷凝传热系数大大降低。因此，为了降低不凝气的不良影响，在冷凝器的设计中要设有不凝气排气口，在操作过程中要定期排放不凝气。6.为什么有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流