食品工程原理-李云飞版本的课后题答案

听说不好找！2222222111upgZupgZ21zz212122121ppuu2114dQu2224dQu323110113.010314.0QuQu3610158.010142.10314.789408002Q【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。解：设椰子油密度为940kg/m3，忽略流动损失外因为，上式简化为，由连续性方程可知m3/s【1-2】牛奶以2×10－3m3/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管，牛奶的粘度为2.12×10－3Pa.s，密度为1030kg/m3，试确定管内流动是层流还是紊流。解：由雷诺数表达式可知由判别式可知为紊流。udResmAQu/49.3027.0410223431058.41012.2103049.3027.0Re22udLLf162)21()(43232444''4221ddddLLdQldulppLfff【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。解：设管径减至原有的1/2后，流体流动状态仍然保持层流。由流动阻力方程可知即因流动阻力而产生的能量损失为原来损失的16倍。【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40m3/h。吸水管尺寸为mm，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）解：根据能量方程，设井水面为I-I界面，管道出口处为II-II界面。4114fLupgZupgZ2222222111Pa100133.1m5.5,05121pZZm/s26.1106.04360040,0221AQuufLugZpp222212Pa2.421365.41000226.110005.58.91000100133.1252p泵入口真空度为PapV4451092.5102136.4100133.1357fhgugpZHgugpZ2222222111m20Z,0Z,,212121ppuum/s36.13600051.014.3410422dQu43109.6101100036.1051.0duRe0049.05125.0dm92.58.9236.1051.0100032.0222gudlhefm93.08.9236.11.134.617.0222gum85.2693.092.5202fhZHKW04.136007.010008.910001085.261000gHQP【1-9】每小时将10m3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为mm，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/m3、粘度为1×10－3Pa.s。试求泵的效率为70％时的轴功率。解：根据公式（1-31d），设两槽液面分别为I－I和II－II管道内水的流速为根据莫迪图查得阻力系数约为0.032，则沿程阻力损失为由表1-5可知，轴功率为357fhgugpZHgugpZ2222222111m20Z,0ZPa1061040101Pa,101m/s45.23600051.0414.3184,0214352512221ppdQuu431012101.1106045.2051.0duRe00039.051020.0dm68.9245.2051.05002.0222gudlhefm46.08.9245.20.15.0222gum6.2246.0608.910601040202322122fhgugpgpZHkW81.1360065.010008.91060186.221000gHQP【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、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18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m，管路直径mm，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％）。解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和蒸发器水平管出口分别为I－I和II－II管道内溶液流动状态为根据莫迪图查得阻力系数约为0.02，则沿程阻力损失为由表1-5可知管道进口和出口的局部阻力系数，轴功率为【1-11】将温度为263K的冷冻盐水（25％CaCl2溶液，密度为1240kg/m3，粘度为7×10－3Pa.s）从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送管道直径mm，长50m，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀，均为全开。如果要求流量为6m3/h，试求所需泵的扬程。解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和管路出口分别为I－I和II－II管道内溶液流动状态为假设管道粗糙度较小，利用公式（1-59）估算阻力系数则沿程阻力损失和局部阻力损失为425.fhgugpZHgugpZ2222222111m2Z,0ZPa101m/s3.336000254.0414.364,0215212221ppdQuu43104.110712403.30254.0duRe03.0104.13164.03164.025.0425.0eRm5.408.923.317.024.611.160254.05003.0222gudlhefm435.408.923.3222222fhguZH【1-13】拟用一台3B57型离心泵以60m3/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Hs＝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：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；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。解：1）首先求解速度根据式（1-94）安装高度大于允许安装高度4.38m，故该水泵不能正常工作。解：2）查表可知，20℃水的饱和蒸气压为2334.6Pa，40℃水的饱和蒸气压为7376Pa，密度为992.2kg/m3，根据式（1-95）对允许吸上真空高度进行修正。77.336004602dusm38.45.081.9277.36.5222fsspsphguHZ再由式（1-94）得即在海拔1000m处水泵的安装高度不应该超过3.11m。m35.481.92.99273766.233481.92.9921015.90106.5103/gppHHHvvaspspm11.35.081.9277.335.4222fsspsphguHZ2b3141iiibTTq151.0019.00433.0762.0051.08.174.29152bmb128.023T151.0019.08.17153Tq9.153T【2-1】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-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0.151,0.0433,0.762W/(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）所需软木的厚度由得解得：2）松木和软木接触面处的温度由解得：℃【2-4】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=3.98kJ/（kg·K）；μ=2.15mPa·s(47.5℃时),1.2mPa·s(105℃时)；λ=0.61W/(m·K)。解：流体在管内被加热。smdVuis/122.006.043600/1050/130042203.1461.01015.21098.3Pr10110575.31015.21050122.006.0Re33433picud4101Re2000，为过渡流，且为高粘度流体。)./(500)2.115.2()03.14()10575.3(06.061.0027.0)(PrRe027.0214.0318.0314.0318.0'KmWdWi校正系数为：7589.03575/1061Re/10618.158.15)./(3797589.05002'KmW14.031)((Pr))(Re)(WmDC3/2,36.0mC)./(346.0),./(72.2.10100,/97733KmWKkgkJcsPamkgp786346.0101001072.2Pr4026101009775.2406.0Re33322pcnd)./(343)5.7100()786()4026)(22.1346.0(36.0214.03132KmW【2-5】一带有桨式搅拌器的容器内装有温度为37.8℃的料液。用夹套内的蒸汽加热。容器内径为1.22m,搅拌器直径为0.406m,转速为2.5r/s,容器壁温为93.3℃。料液的物性为:ρ=977kg/m3；cp=2.72kJ/（kg·K）；μ=100mPa·s(37.8℃时),7.5mPa·s(93.3℃时)。求料液对容器壁的对流传热系数。解：对流传热系数计算式如下：（1）对于平桨、夹套式，料液的平均物性如下：将以上各值代入式（1），得：【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。解：水平管外自然对流，有nrrOPGdC))((5410Pr10Gr34.35)()()()()()()()(4343124112411412121212OOddGrGrGrGrSSTSTSQQ在本题条件下，定性温度相同，只是定性尺寸不同，故即大管的热损失是小管的3.34倍。由于41,53.0nC【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0.0645m2，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。解：两物体构成封闭空间，且21SS，由下式计算辐射传热量：WTTSQ0.65)448373(0645.085.01067.5)(448424111012负号表示炉壁向面包传递热量。WTTcWQhhphh3