食品工程原理试题思考题与习题及答案文档格式.docx
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()时为();
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6流体在管道中的流动阻力可分为()和()两类。
7当流体在圆管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为()。
8根据雷诺数的不同,摩擦系数-雷诺数图可以分为()、()、()和()四个区域。
9管路系统主要由(),()和()等组成。
10局部阻力有()和()两种计算方法。
三、选择
1液体的黏性随温度升高而(a),气体的黏性随温度升高而()。
A.升高,降低;
B.升高,升高;
C.降低,升高
2砂糖溶液的黏度随温度升高而(a)。
A.增大;
B.减小;
C.不变
3层流时流体在圆管内的速度分布规律为(a)形式。
A.二次曲线;
B.直线;
C.指数
四、简答
1推导理想流体的柏努利方程。
2举例说明理想流体柏努利方程中三种能量的转换关系。
3简述流体流动状态的判断方法及影响因素。
4如何用实验方法判断流体的流型
5说明管壁的粗糙度对流体流动阻力的影响。
五、计算
1某真空浓缩器上真空表的读数为×
103Pa,设备安装地的大气压强为×
103Pa,试求真空浓缩器内的绝对压强。
2一敞口储槽内贮存有椰子油,其密度为910kg/m3,已知:
Z1=,Z2=;
槽侧壁安装的测压管上段液体是水,测压管开口通大气。
求槽内油面的位置高度h。
3某设备进、出口的表压强分别为-13kPa和160kPa,当地大气压为kPa,求该设备进、出口的压强差。
4用一串联U形管压差计测量水蒸气锅炉水面上的蒸气压pv,U形管压差计指示液均为水银,连接两U形管压差计的倒U形管内充满水,已知从右至左四个水银面与基准水平面的垂直距离分别为h1=、h2=1m、h3=、h4=。
锅炉水面与基准水平面的垂直距离为h5=3m。
求水蒸气锅炉水面上方的蒸气压pv。
5试管内盛有10cm高的水银,再于其上加入6cm高的水。
水银密度为13560kg/m3,温度为20℃,当地大气压为101kPa。
求试管底部的压强。
6在压缩空气输送管道的水平段装设一水封设备如图,其垂直细支管(水封管)用以排除输送管道内的少量积水。
已知压缩空气压强为50kPa(表压)。
试确定水封管至少应插入水面下的最小深度h。
pa
p
p′
h
m
习题7附图
习题6附图
压缩空气
水
7贮油槽中盛有密度为960㎏/m3的食用油,油面高于槽底m,油面上方通大气,槽侧壁下部开有一个直径为500mm的圆孔盖,其中心离槽底600mm。
求作用于孔盖上的力。
8如本题图所示,用套管式热交换器加热通过内管的果汁,已知内管为Φ×
,外管为Φ6mm×
的焊接钢管。
果汁密度为1060㎏/m3,流量为6000㎏/h;
加热媒质为115℃的饱和水蒸气在外环隙间流动,其密度为㎏/m3,流量为120㎏/h。
求果汁和饱和水蒸气的平均流速。
9水流经一文丘里管如本题图示,截面1处的管内径为m,流速为m/s,其压强所产生的水柱高为1m;
截面2处的管内径为m。
忽略水由1截面到2截面流动过程的能量损失,求1、2两截面产生的水柱高差h为多少米
10某植物油流过一水平渐缩管段,管大头内径为20mm,小头内径为12mm,现测得这两截面间的压强差为1000Pa,该植物油的密度为950kg/m3,不计流动损失。
求每小时油的质量流量。
11从高位槽向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以m/s的速度流动。
设料液在管内压头损失为m(不包括出口压头损失)。
高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米
1220℃下水在50mm内径的直管中以m/s的流速流动,试判断其流动类型。
1337℃下血液的运动黏度是水的5倍。
现欲用水在内径为1cm的管道中模拟血液在内径为5mm的血管中以15cm/s流动过程的血流动力学情况,实验水流速度应取为多少
14果汁在内径为d1的管路中作稳定流动,平均流速为u1,若将管径增加一倍,体积流量和其他条件均不变,求平均流速为原来的多少倍
20m
习题17附图
习题15附图
5m
15如本题图示,将离心泵安装在高于井内水面5米的地面上,输水量为50m3/h,吸水管采用Φ114×
4㎜的电焊钢管,包括管路入口阻力在内的吸水管路上总能量损失为∑hf=5J/kg,当地大气压强为×
105Pa。
求该泵吸入口处的真空度。
16用泵输送某植物油,管道水平安装,其内径等于10mm,流量为m3/h,油的粘度为50黏度0-3Pa?
s,密度为950kg/m3。
试求从管道一端至相距30米的另一端之间的压力降。
17用离心泵将某水溶液由槽A输送至高位槽B,两槽液面维持恒定并敞开通大气,其间垂直距离为20m。
已知溶液密度为1200kg/m3,溶液输送量为每小时30m3,管路系统各种流动阻力之和∑hf=36J/kg,该泵的效率为。
求泵的轴功率。
18某饮料厂果汁在管中以层流流动,如果流量保持不变,问:
(1)管长增加一倍;
(2)管径增加一倍;
(3)果汁温度升高使黏度变为原黏度1/2(设密度变化极小)。
试通过计算说明三种情况下摩擦阻力的变化情况。
19植物油在圆形直管内作滞流流动,若流量、管长、液体物性参数和流动类型均不变,只将管径减至原来的2/5,由流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍
20用泵将密度为930kg/m3、黏度为4黏度mPa?
s的某植物油送至贮槽,管路未装流量计,但已知A、B两处压力表的读数分别为pA=MPa,pB=MPa,两点间的直管长度为25m,用管直径为Φ89×
的无缝钢管,其间还有3个90°
的弯头。
试估算该管路油的流量。
21用一台轴功率为的库存离心泵将溶液从贮槽送至表压为×
105Pa的密闭高位槽(见右图),溶液密度为1150kg/m3、黏度为×
10-3Pa·
s。
管子直径为Φ108×
4mm、直管长度为70m、各种管件的当量长度之和为100m(不包括进口和出口的阻力),直管阻力系数为。
输送量为50m3/h,两槽液面恒定,其间垂直距离为20m。
泵的效率为65%。
。
试从功率角度考虑核算该泵能否完成任务。
20m
习题21附图
11
22
习题20附图
A
B
6m
习题23附图
22一台效率为的离心泵将果汁由开口贮槽输送至蒸发器进行浓缩。
已知果汁密度为1030kg/m3,黏度为×
s,蒸发器液面上蒸发空间的真空表读数为50kPa,果汁输送量为16m3/h。
进蒸发器的水平管中心线高于开口贮槽液面20m,管直径为Φ57mm×
3mm的冷轧不锈钢管,不包括管路进、出口能量损失的直管及各管件当量长度之和为50m,管壁绝对粗糙度为,当地大气压强为1×
105Pa。
求泵的轴功率PZ。
23高位水槽底部接有一长度为30m(包括局部阻力的当量长度)、内径为20mm的钢管,该管末端分接两个处于同一水平面的支管,支管直径与总管相同,各支管均装有一相同的球阀(ζ=),因支管很短,除球阀的局部阻力外,其他阻力可以忽略。
高位槽水位恒定,水面与支管出口的垂直距离为6m。
试求开一个阀门和同时开两个阀门管路系统的流量。
第二章流体输送机械
一、名词解释
1离心泵的气蚀现象
2泵的工作点
3离心泵的安装高度
4离心泵的切割定律和比例定律
1产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的()下,输送()时的性能曲线。
2离心泵的实际工作压头和流量不仅与()的特性曲线有关,还与()的特性曲线有关。
3离心泵压头的大小取决于()、()和()。
4离心泵的工作点由()曲线和()曲线共同决定。
5为防止发生()现象,泵的安装高度不能太高,可采取(),()等措施提高泵的安装高度。
6管路系统主要由(),()和()等组成。
7泵的内部损失主要由(),()和()引起。
1离心泵铭牌上标明的扬程是指()。
A.功率最大时的扬程B.最大流量时的扬程
C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程
2一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是()
A.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气
3两台相同的泵串联工作时,其压头()一台泵单独工作时的两倍。
A.>
B.<
C.=
4正位移泵的流量与()有关。
A.泵的转速与结构B.管路阻力C.泵的压头
5离心泵的压头、流量均与流体的()无关。
A.黏度B黏度密度C.温度
6液体的黏性随温度升高而(),气体的黏性随温度升高而()。
A.升高,降低B.升高,升高C.降低,升高
7余隙系数越大,压缩比越大,则容积系数()。
A.越小B.越大C.不变
8正位移泵的压头与()有关。
A.泵的转速B.管路阻力C.流量
1离心泵发生气蚀现象的原因是什么危害是什么应如何防止
2根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。
3简述实际流体柏努利方程的物理意义。
4简述离心泵的结构和工作原理。
5简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。
五、计算
1已知离心泵吸入管内径为100mm,吸入管路总压头损失为12u2/2g(u为吸管内水的流速,m/s),泵入口处真空表读数为。
试求吸水管内的流量(m3/h)。
已知水的密度为103m3/kg。
2用泵将密度为cm3的盐水,以min的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中,管道出口比原料贮槽的液面高23m,吸入管内径为90mm,泵出口管内径为。
假如管路系统的摩擦损失为kg,泵的效率为70%,试计算泵的扬程和功率。
3用泵将℃的热水以min的流量从一出口贮槽中吸上来,泵的入口管为内径,长的40号钢管,有三个弯头。
水从泵中流出来后经过一长61m,内径的带两个弯头的管段后再排到大气中,排出口比贮槽的液面高。
(1)计算总摩擦损失;
(2)计算泵所作的的功;
3.泵的有效功率。
4用泵降体积流量为h的水以s的速度从10m下的加热罐中抽至水龙头处。
假如罐的压力保持在600kPa的表压下,试求泵的能量。
忽略管道阻力。
第三章非均相物系的分离
1非均相物系
2临界粒径
3重力沉降
4离心沉降
5沉降速度
6过滤速率
二、填空
1滤饼过滤有()和()两种典型的操作方式。
在实际操作中常用()的操作方式。
2沉降室应做成()形或在室内设置()。
3沉降室的生产能力与()和()有关。
4除尘系统可以由()、()和()组成。
5在除尘系统中,含尘气体可先在()中除去较大尘粒,然后在()中除去大部分尘粒。
6过滤有()和()两种基本方式。
7板框过滤机的工作过程主要有(),()和()等。
8滤饼过滤开始后会迅速发生()现象。
在滤饼过滤中,真正起过滤作用的是()。
9滤饼阻力的大小主要取决于(过滤介质)及其()。
10非均相物系的分离遵循()的基本规律。
三、选择
1在相同条件下,板框过滤机的洗涤速率为终了过滤速率的()。
2;
3;
4
2对于可压缩性滤饼,其压缩系数为()。
=0;
1;
>
1
3过滤的推动力为()。
A.浓度差;
B.温度差;
C.压力差
4一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表逐渐上升,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是()。
A.忘了灌水;
B.吸入管路堵塞;
C.压出管路堵塞;
D.吸入管路漏气
四、简答
1简述旋风分离器的结构和设计原理。
2简述影响重力沉降的因素(以斯托克斯区为例)。
3设计一个含尘气体的分离系统,并简述各个设备的作用。
4简述降尘室的结构和设计原理。
5根据过滤基本方程,简述影响过滤的因素。
6简述板框压滤机的工作过程。
7设洗水的粘度和温度黏度液相同,试证明洗涤速率是最后过滤速率的1/4。
8简述先恒速后恒压过滤的特点。
9简述用试验法求过滤常数的方法。
1试计算直径d90μm,密度ρs为3000kg/m3的固体颗粒分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。
已知20℃时空气的密度为m3,黏度为×
10-5Pa?
s,水的黏度为×
10-3Pa?
2某悬浮液中固相密度为2930kg/m3,其湿饼密度为1930kg/m3,悬浮液中固相颗粒的质量分率为25g/升水。
该悬浮液于400mm汞柱的真空度下用小型转筒真空过滤机做试验,测得过滤常数K=×
10-6m2/s。
现用一直径为,长的转筒真空过滤机生产。
操作压力于试验相同,转速为1r/min,浸没角为°
,滤布阻力可忽略,滤饼不可压缩。
试求此过滤机的生产能力和滤饼的厚度。
3已知含尘气体中尘粒的密度为2000kg/m3。
气体温度为375K,黏度为,密度为m3。
现用一标准型旋风分离器分离其中的尘粒,分离器的尺寸为D=400mm,h=D/2,B=D/4。
含尘气体在进入排气管以前在分离器内旋转的圈数为N=5,气体流量Q=1000m3/h。
试计算其临界粒径。
4预用沉降室净化温度为20℃流量为250m3/h的常压空气,空气中所含灰尘的密度为1800kg/m3,要求净化后的空气不含有直径大于10μm的尘粒,试求所需净化面积为多大若沉降室低面的宽为2m,长5m,室内需要设多少块隔板已知20℃时,空气黏度为×
5若分别采取下列各项措施,试分析真空转筒过滤机的生产能力将如何变化。
已知滤布阻力可以忽略,滤饼不可压缩。
(1)转筒尺寸按比例增大1倍;
(2)转筒浸没度增大1倍;
(3)操作真空度增大1倍;
4.转速增大1倍。
6用单碟片的碟式离心机澄清含有颗粒的黏性液体,颗粒密度为1461kg/m3,溶液的密度为801kg/m3,黏度为10P,离心机转筒的r2=,r1=,碟片的半锥角为45。
,如果转速为2300r/min,流量为h。
计算出口流体中最大颗粒的直径。
第四章粉碎筛分混合乳化
1粉碎
2粒度
3球形度
4筛分
5混合
6均匀度
7乳化
8均质
1根据被粉碎物料和成品粒度的大小,粉碎被分为()、()、()和()四种。
2物料粉碎时所受到的作用力包括()、()和()三种。
3粉碎操作方法包括()、()、()和()四种。
4磨齿排列有四种方式,即()、()、()和()。
5整个混合过程存在()、()和()三种混合方式。
6从结构来看,桨叶有()、()、()和()四种形式。
7固体混合机按照结构可分为()和()两种;
按照操作方式可分为()和()。
8乳化液形成的方法基本上可分为()和()两种。
9均质机按其结构及上作原理大致可分为()、()、()。
1对于中粉碎,成品粒度范围为()。
A.5-50mmB.5-10mmC.100μm以下
2对于立方体形颗粒,球形度φs为()。
B.C.
3当乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)()时,此乳化剂为亲水性乳化剂。
A.>10B.<10C.=10
1食品加工中如何选用粉碎机
2筛面的运动方式有哪些
3简述固体混和中的离析现象及防止方法。
4影响乳化液稳定性的主要因素有哪些
5乳化单元操作中乳化剂的作用有哪些
6简述肢体磨的结构及工作原理。
1试计算立方体形颗粒的球形度和形状系数。
2如下表所示的粒度分布数据,试计算面积平均直径、体积平均直径和沙得平均直径。
粒度范围/μm
0~20
20~40
40~60
60~80
80~100
100~120
120~140
140~160
160~180
180~200
200~220
220~240
颗粒计数
5
20
50
106
95
88
52
26
10
6
2
3lkg谷物从最初粒度4mm磨碎到最后粒度1mm需要能量。
若将此谷物从最初状态磨碎至粒度为,所需的能量是多少
4有带旋桨式搅拌桨的混合器来搅拌某工业产品。
已知容器直径为,器内液层深度为,甘油的密度为1200kg/m3,黏度为16。
若搅拌器转速为500r/min,测得电机功率为12kW,试求搅拌器的直径。
第五章流态化与气体输送
1悬浮速度
2临界流化速度
3流化数
4密相流化床
5夹带分离高度
6气力输送
1按照流化状态,流态化可分为()流态化和()流态化两种形式。
2为避免从床层中带出固体颗粒,流化床操作气速必须保持在()和()之间。
3流化床中常见的不正常现象主要有()和()。
4在流化床中,如果床层过高,可以增加(),破坏(),避免()现象发生。
5气力输送的形式主要有()式气力输送、()式气力输送和()式气力输送三种。
6同一气力输送装置,输送松散物料可选()的混合比。
1在流态化阶段,流化床床层的压强降与()有关。
A.流体流速;
B.床层高度;
C.A和B
2当流体通过床层时分布不均匀,则大量流体与固体颗粒不能很好地接触,就会产生“短路”,这种现象称为()。
A.沟流现象B.断流现象C.腾涌现象
3就物料颗粒群在水平管道中的运动状态而言,停滞流又可称为()。
A.均匀流B.管底流C.疏密流D.集团流
4下列哪种气力输送的形式适用于输送细小、贵重或危害性大的粉状物料。
()
A.吸运式B.压送式C.混合式D.循环式
5利用两相流旋转时离心力的作用使物料与气流分离的卸料器为()。
A.容积式B.三角箱C.离心式D.压力式
1气力输送的特点是什么
2粮食工业中常采用的气力输送装置有哪些形式有什么特点
3物料颗粒在水平管的悬浮机理及运动状态如何
4影响物料在弯管中运动最终速度的因素有哪些试分析论述一下。
5在两相流理论中将其压损分为哪几部分各代表什么意义
6如何选择输送风速
1某物料密度为1196kg/m3,直径为5mm,堆积成高度为的固定床层,空隙率为.若20℃的空气流过流化床时,空床流速为s,试求压力降。
当空床流速为何值时,流化才开始试求此时压力降值。
2某物料颗粒的平均粒径为,密度为1690kg/m3。
气体的平均密度为m3,平均黏度为。
试求其临界流化速度。
3某固体颗粒为130目,临界粒径为dp=×
10-4m,颗粒密度为ρs=1068kg/m3,液相黏度为μ,密度为ρf=m3,求最大流化速度。
4鲜豌豆近似为球形,其直径为5mm,密度为1060kg/m3。
拟于-20℃冷气流中进行流化冷冻。
豆床在流化前的床层高度为,空隙率为.冷冻进行时,空气速度等于临界速度的倍。
试大体估计:
①流化床的临界流化速度和操作速度;
②通过床层的压力降;
③试估算冷气流与颗粒表面之间的传热膜系数。
已知-20℃空气的导热系数为×
10-2W/m·
K
5试近似计算某一压送式气力输送面粉设备的风机所需的功率。
设备生产能力为每小时输送面粉20吨。
面粉颗粒的平均粒径为。
已知从加料器到卸料器整个输送管线长度为30m(垂直的10m,水平的20m),中间有两只90°
弯管。
估计卸料器内、排气管内以及装置终点布袋过滤器的压力损失约为m2,同时估计从风机到加料器的压力损失约为kN/m2。
假设系统内空气的平均密度为m3。
第六章传热学
1对流传热
2自然对流
3强制对流
4热辐射
5黑体
1常用的列管换热器的温度补偿方式有()、()和()等。
2强化传热的途径主要有()、()和()等
3热传导是借助于()来进行热量的传递的。
热传导主要发生在()或()中。
4热量的传递是由于()而引起的。
根据传热原理,传热有()、()和()三种方式。
5在对流传热中,雷诺准数等于(),它表示()。
6在对流传热中,努塞尔准数等于(),它表示()。
7影响对流传热的因素主要有()、()、()和()等。
8用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃,冷却水初温为15℃,在设计列管式换热器时,采用两种方案比较,方案I是令冷却水终温为30℃,方案II是令冷却水终温为35℃,则用水量W1()W2,所需传热面积A1()A2(大于、小于、等于)。
9冷热水通过间壁换热器换热,
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