东农17春《食品工程原理》离线作业-食品工程原理

离线作业答案

东北农业大学网络教育学院
食品工程原理作业题
作业题（一）
一、填空题：
1.判断流体流动类型的准数是＿＿＿＿＿，层流时＿＿＿＿＿＿，湍流时＿＿＿＿＿＿；
2. 离心泵的主要性能参数包括＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿＿；
3. 蒸汽压缩式制冷装置主要由＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿组成；
4. 某容器内的绝对压强为200kPa，当地大气压为101.3kPa，则表压为＿＿＿＿＿；
5. 常用的过滤介质有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿＿；
6. 蒸发过程中，引起温度差损失的原因是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿＿；
7. 食品工程原理是以三大传递过程原理作为理论基础的，即、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿及＿＿＿＿；
8. 传热的基本方式为：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿及＿＿＿＿＿＿；
9. 冷冻干燥是将湿物料降温      ，再在      三相点压力的条件下供热，使固态冰直接      为水蒸气排除，最后提高温度进行      干燥；
10. 理想溶液服从＿＿＿＿＿；理想气体服从＿＿＿＿＿。
二、名词解释：
1. 粉碎：

2. 热量传递：

3. 蒸发：

4. 制冷；

5. 蒸馏：

三、选择题：
1. 如图，已知d1=2d2，u2=4 m/s，u1等于      。
A．u1=1 m/s；         B．u1=0.5 m/s；        C．u1=2 m/s。




2.双组分精馏的精馏段操作线方程为：y＝0.75x ＋ 0.23，则塔顶产品流出液中轻组分摩尔分数为        。
A、46；    B、0.92；   C、230；    D、4.6。
3. 蒸汽压缩式制冷机制冷量为100kW，制冷剂循环量为0.10kg/s，压缩机单位理论功为200 kJ/kg，压缩机效率      则实际制冷因数为      。
A．0.05；          B．5.0；        C．2.0；       D．20。  
4. .测得某空气一水系统，空气的相对湿度为98％，则该空气的干球温度T，湿球温度Tw，绝热饱和温度Ts及露点温度Td之间的关系为        。                              
A、T =Tw = Ts =Td；；                B、T > Tw  = Ts  >  Td ；
C、T >Tw > Ts > Td ；                D、T = Tw  > Ts  >  Td 。  

四、计算
如图1所示，用泵将密度为1080kg/m3、黏度0.15Pa·s的苹果汁从地下贮槽送到高位罐，果汁流量为300L/min。输出管出口比贮槽液面高10m，管道为φ57×3.5的无缝钢管，管路中有一个底阀（可按摇板式止回阀计算），4个90°弯头，一个闸阀和一个标准阀，直管长度为50m，阀门按全开对待，已知泵的效率为70％。求泵的轴功率。


图1 苹果汁输送系统















五、计算
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10%，比热容3.90kJ/(kg·K)，进料流量0.65kg/s。蒸发室沸点60℃，完成液浓度80%。加热蒸汽绝对压力为300kPa。加热室传热系数为943W/（m2·K）。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。







六、计算
用刮板式换热器冷却苹果酱，苹果酱质量流量为50kg/h，比热容Cp为3817J/（kg?K）,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?K），求：（1） 需要的冷却水量，（2） 换热平均温差及换热面积，（3） 若改顺流，两流体出入口温度同前，求（2）各值。








七、计算
在一连续干燥器中，要求每小时将2000kg湿物料的湿基含水量由12%降至2%。采用热空气为干燥介质，进入干燥器前空气湿含量为0.01kgv/kgd，温度为15℃，压力为101.3kPa。离开干燥器时空气湿含量为0.028kgv/kgd。求：（1）水分蒸发量；（2）湿空气用量；（3）干燥产品量。
数  据  和  公  式  表           
1. 局部阻力因数
名称         阻力系数
进口           0.5
出口           1.0
底阀           1.5
闸阀全开       0.17
标准阀全开     6.0
90°弯头       0.75
2. 水的饱和蒸汽表
  压力P/ kPa        温度T/℃             汽化热ΔVh/（kJ/kg ）                  
19.9           60                     2355
200           120.2                   2205
300           133.3                   2168
400           143.4                   2138.5
  3. 水的比热容  　　  Cp＝4.18kJ／（kg?K）














作业题（二）
一、填空题：
1. 食品工程原理是以三大传递过程原理作为理论基础的，即（                ）、（              ）和（                 ）；
2. 理想溶液服从（                   ）；理想气体服从（                    ）；
3. 某容器内的绝对压强为200kPa，当地大气压为101.3kPa，则表压为（           ）；
4. 离心泵的主要部件为（              ）、（              ）和（              ）；
5. 过滤介质有（              ）、（                ）、（                ）；
6. 传热的基本方式为：（           ）、（                 ）和（              ）；
7. 多效蒸发有三种操作流程，即（          ）、（          ）和（           ）；
8. 流体流动型态可以分为（           ）和（           ）。
二、名词解释：
1. 沉降；

2. 粉碎；

3. 干燥；

4. 吸收；

5. 蒸发。

三、选择题：
1. 流体在管内呈湍流流动时：      。
A．Re≥2000；          B．Re≥4000；         C．2000＜Re＜4000。
2. 参照下图，已知d1=2d2，u2=4 m/s，u1等于      。
A．u1=1 m/s；         B．u1=0.5 m/s；        C．u1=2 m/s。


3. 蒸汽压缩式制冷机制冷量为100kW，制冷剂循环量为0.10kg/s，压缩机单位理论功为200 kJ/kg，      则理论制冷因数为      。
A．0.05；          B．5.0；        C．2.0；       D．20。
4. 以下哪个不是离心泵的主要性能参数：      。
   A. 流量     B. 转速    C. 流速     D. 功率
5. 物料衡算的理论依据是      。
  A. 傅里叶定律    B. 质量守恒定律    C. 亨利定律     D. 能量守恒定律

四、计算
如图1所示，用泵将密度为1080kg/m3、黏度0.15Pa·s的苹果汁从地下贮槽送到高位罐，果汁流量为300L/min。输出管出口比贮槽液面高10m，管道为φ57×3.5的无缝钢管，管路中有一个底阀（可按摇板式止回阀计算），4个90°弯头，一个闸阀和一个标准阀，直管长度为50m，阀门按全开对待。求泵的轴功率，设泵的效率为70％。


图1 苹果汁输送系统






五、计算
在一连续干燥器中，要求每小时将2000kg湿物料的湿基含水量由12%降至2%。采用热空气为干燥介质，进入干燥器前空气湿含量为0.01kgv/kgd，温度为15℃，压力为101.3kPa。离开干燥器时空气湿含量为0.028kgv/kgd。求：（1）水分蒸发量；（2）湿空气用量；（3）干燥产品量。






六、计算分
用刮板式换热器冷却苹果酱，苹果酱质量流量为50kg/h，比热容cp为3817J/（kg?K）,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?K），求：（1） 需要的冷却水量，（2） 换热平均温差及换热面积，（3） 若改顺流，两流体出入口温度同前，求（2）各值。







七、计算
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10%，比热容3.90kJ/(kg·K)，进料流量0.65kg/s。蒸发室沸点60.1℃，完成液浓度80%。加热蒸汽压力为300kPa。加热室传热系数为943W/（m2·K）。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。
数  据  和  公  式  表           
1. 局部阻力因数
名称         阻力系数
进口           0.5
出口           1.0
底阀           1.5
闸阀全开       0.17
标准阀全开     6.0
90°弯头       0.75
2. 水的饱和蒸汽表
  压力P/ kPa        温度T/℃             汽化热ΔVh/（kJ/kg ）                  
19.9           60                     2355
200           120.2                   2205
300           133.3                   2168
400           143.4                   2138.5
  3. 水的比热容  　　  Cp＝4.18kJ／（kg?K）