09级书习题选解.ppt
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Himart,食品工程原理习题选解,钱镭,1-10.用泵将密度为1081kg/m3、黏度为1.9mPas的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位,流量为1.2L/s。
采用1英寸镀锌管,管长60m,其中装4个90弯头。
贮槽内液面和管子高位出口距地面高度分别为3m和12m,管出口表压力为36kPa,泵的效率为0.60。
求泵的功率。
/d=0.20/25.4=0.0079查摩擦因数图:
=0.0380.042,P=Pe/=438/0.6=730W,1-12将密度985kg/m3,黏度1.5mPas的葡萄酒用泵从贮槽送至蒸馏釜,管路为内径50mm的光滑不锈钢管,全长50mm,其间有3个90弯头和一个控制流量的截止阀。
贮槽内液面高出地面3m,进蒸馏釜的管口高出地面6m,两容器内皆常压,泵安装在靠近贮槽的地面上。
若流量为114L/min,此时经截止阀的压力降为86kPa,求泵出口处的压力和泵的有效功率。
qv=0.114/60=0.0019m3/s,1-2间衡算:
243W,3-2间衡算:
p3=1.56105Pa,2-4.用离心泵把20的水从贮槽送至水塔顶部,流量为45m3/h,槽内水位维持恒定,泵入口与贮槽水面的垂直距离为1.5m,水洗塔顶水管出口与贮槽水面的垂直距离为14m。
管路尺寸均为76mm2.5mm。
在操作条件下,泵入口真空表读数为25kPa,塔顶水管出口压力表读数为98kPa,水流经吸入管和排除管的能量损失分别为2u2和10u2,试求泵的有效功率。
qv=45/3600=0.0125m3/s,在12间作能量衡算:
p1=116998=1.16105Pa(116kPa),在13间作能量衡算:
35.2m,4.31103W(4.31kW),3-1.试计算边长为a的立方体形颗粒的球形度和厚度与直径之比为0.2的圆片的形状因数。
.
(1)Sp=6a2Vp=a3,
(2)设L=dh=0.2d,2.33,3-10用某牛奶均质机对牛奶进行均质处理,将牛奶中脂肪球的平均滴径从3.5m减至1m,生产能力为0.5m3/h。
试计算均质所需的压力和功率。
已知均质机试验常数k=500,m=2,牛奶表面张力为10-2Nm-1。
又据牛奶的物性常数,求经均质牛奶升温多少度?
d0=3.5md=1m=0.01N/mk=500m=2qv=0.5/3600=1.3910-4m3/s,4-2.某谷物的颗粒粒度为4mm,密度为1400kg/m3,求在常温中的沉降速度。
又有该谷物的淀粉粒,在同样的水中测得其沉降速度为0.1mm/s,是求其粒度。
(1)设在Newton区,=0.218m/s,复验:
符合假设,u0=0.218m/s,
(2)设在Stokes区,复验:
符合假设,d=2.1410-5m,6.试验用一过滤面积为0.1的过滤器对某种悬浮液进行试验,滤液内部真空度保持为66.5kPa,过滤5min得滤液1升,又过滤5min得滤液0.6升,问再过滤5min,可再得滤液多少?
V2+2VeV=KA2t
(1)V1=1L,t1=5min代入式
(1):
12+2Ve=(KA2)5V2=1.6L,t2=10min代入式
(1):
1.62+21.6Ve=(KA2)10解0.2+0.4Ve=(KA2)得Ve=0.7L0.256+0.32Ve=(KA2)KA2=0.48t3=15min代入式
(1):
得V3=2.07L可再得滤液:
V3V2=2.071.6=0.47L,151-7果汁中浆渣为可压缩,测得其压缩系数s=0.6。
在表压100kPa的过滤操作压力下,经某压滤机过滤,最初1小时可得2500L滤液。
问在其余条件相同下,要在最初1小时得到3500L的滤液,要采用多大表压力?
介质阻力忽略不计。
t=1h,V1=2.5m3,p1=105Pa,s=0.6,代入式
(1):
得2kA2=0.0625,p2=5.38105Pa,
(1),P197-4.冷库壁由两层组成:
外层为红砖,厚250mm,热导率为0.7W/(mK);内层为软木,厚200mm,热导率为0.07W/(mK)。
软木层的防水绝缘层热阻可忽略不计。
红砖和软木层的外表面温度分别为25和-2。
试计算通过冷库壁的热流密度及两层接触面处的温度。
T2=22,7.用170mm5mm钢管输送水蒸气,为减少热损失,钢管外包扎两层绝热材料,第一层厚度为30mm,第二层厚度为50mm,管壁及两层绝热材料的平均热导率分别为45、0.093和0.175W/(mK),钢管内壁面温度为300,第二层保温层外表面温度为50,试求单位管长的热损失量和各层间接触界面的温度。
r1=80mm,r2=85mm,r3=115mm,r4=165mm,1=45,2=0.093,3=0.175W/(mK),T1=300T4=50,2比热容为3.90kJ/(kgK)的苹果酱流经2m长20mm4mm的不锈钢管道,其温度由20加热到80,管外用表压0.15MPa的蒸汽加热,管外壁的表面传热系数为8500W/(m2K),管内壁的表面传热系数为200W/(m2K)。
计算
(1)基于管外表面的总传热系数
(2)传热的热流量;(3)苹果酱的质量流量。
(1),r1=6mm,r2=10mm,Kh=87.7W/(m2K)
(2)Th:
127.2127.2Tc:
2080107.247.2,Ah=2rL=23.140.0102=0.1256m2=KhAhTm=87.70.125673.1=3220W(3),压力p(kPa)温度T()汽化热vh(kJ/kg)2060.123558093.2227510099.62260150111222920012022052501272185,水蒸汽参数,
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