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食品工程原理课后题答案经典课件

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食品工程原理课后题答案经典课件_第1页
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听说不好找!.精品课件.1【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940 kg/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2103m3/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管,牛奶的粘度为2.12103Pa.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精品课件.2【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1.0133105Pa)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。

泵入口真空度为.精品课件.3【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1103Pa.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II和IIII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.精品课件.4【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1103Pa.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II和IIII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.精品课件.5【1-11】将温度为263K的冷冻盐水(25CaCl2溶液,密度为1240kg/m3,粘度为7103Pa.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II和IIII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.精品课件.6【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Hs5.6m,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9.81104Pa;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9.02104Pa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。

精品课件.7【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木,中层为软木层,外层为51 mm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0.151,0.043 3,0.762 W/(mK),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60 mm的管子从20 加热到75其流量为1 300 kg/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:=1 050 kg/m3;cp=3.98 kJ/(kgK);=2.15 mPas(47.5 时),1.2 mPas(105 时);=0.61 W/(mK)解:流体在管内被加热为过渡流,且为高粘度流体校正系数为:.精品课件.8【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1.22 m,搅拌器直径为0.406 m,转速为2.5 r/s,容器壁温为93.3料液的物性为:=977 kg/m3;cp=2.72 kJ/(kgK);=100 mPas(37.8 时),7.5 mPas(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104109之间,求两管热损失的比值解:水平管外自然对流,有 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 【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0.064 5 m2,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,由下式计算辐射传热量:负号表示炉壁向面包传递热量精品课件.9【2-10】在逆流换热器中,用初温为20 的水将1.25 kg/s的液体比热容为1.9 kJ/(kgK)、密度为850 kg/m3由80 冷却到30换热器的列管直径为25 mm2.5 mm,水走管内水侧和液体侧的对流传热系数分别为850 W/(m2K)和1 700W/(m2K),污垢热阻可忽略。

若水的出口温度不能高于50,求水的流量和换热器的传热面积解:传热量为 又 即冷水流量为取管壁的热导率,则有传热面积由下式计算:热流体:冷流体:将已知值代入式(1),得:.精品课件.10【2-11】在一单程列管换热器中用饱和水蒸气加热食用油温度为160 的饱和蒸汽在壳程冷凝,冷凝液在饱和温度下排出食用油在管程流动,并由20 加热到106列管换热器尺寸为:列管直径为19 mm2 mm、管长为4 m,共有25根管子若换热器的传热量为125 kW,蒸汽冷凝传热系数为7 000 W/(m2K),油侧污垢热阻为0.000 5 m2K/W,管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻可忽略,求管内油侧对流传热系数又若油的流速增加一倍,此时若换热器的总传热系数为原来的1.75倍,求油的出口温度假设油的物性不变解:(1)管内油侧的对流传热系数对数平均温差:.精品课件.11【2-12】在列管换热器中用冷水冷却油水在直径为19 mm2 mm的列管内流动已知管内水侧对流传热系数为3 490 W/(m2K),管外油侧对流传热系数为258 W/(m2K)换热器在使用一段时间后,管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为0.000 26 m2K/W,油侧污垢热阻为0.000 176 m2K/W。

管壁的热导率为45 W/(mK)求:(1)基于管外表面积的总传热系数;(2)产生污垢后热阻增加的百分数解:以外表面为基准1)基于管外表面的总传热系数产生污垢前的总热阻:(2)产生污垢后热阻增加的百分数%产生污垢后的总热阻:.精品课件.12【2-13】在套管换热器中采用并流的方式用水冷却油水的进、出口温度分别为15 和40,油的进、出口温度分别为150 和100现因生产任务要求油的出口温度降至80,假设油和水的流量、进口温度及物性均不变,且仍为并流,换热器除管长外,其他尺寸不变,若原换热器的管长为1 m,求现在需要的管长设换热器的热损失可忽略解:热量衡算(忽略热损失):.精品课件.13【2-14】某列管换热器的管程走冷却水,有机蒸汽在管外冷凝在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20 和30使用一段时间后,在冷却水进口温度与流量相同的条件下,冷却水出口温度降为26已知换热器的传热面积为16.5 m2,有机蒸汽的冷凝温度为80,冷却水流量为2.5 kg/s,求污垢热阻解:无污垢时的传热量:.精品课件.14【2-15】某气体混合物(比热容和热导率均未知)以90 kg/h的流量流过套管换热器的内管,气体的温度由38 被加热到138。

内管内径为53 mm,外管内径为78 mm,壁厚均为2.5 mm,管外为水蒸气冷凝使管内壁温度维持在150已知混合气体的粘度为0.027 mPas,其普兰特数为1,求套管换热器的管长精品课件.15【2-16】有一套管换热器,内管为19 mm2 mm,管长为2 m,管内的水与环隙中的油逆流流动油的流量为270 kg/h,进口温度为100,水的流量为360 kg/h,进口温度为10若忽略热损失,且知以管外表面积为基准的总传热系数为374 W/(m2K),油的比热容为1.88 kJ/(kgK),求油和水的出口温度分别为多少?.精品课件.16【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度测试时用玻璃筒盛满待测液体,将直径为6mm的钢球在其中自由沉降,下落距离为200mm,记录钢球的沉降时间现用此法测试一种密度为1300 kg/m3的糖浆,记录的沉降时间为7.32秒,钢球的比重为7.9,试求此糖浆的粘度精品课件.17【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm,密度为1400 kg/m3求在常温水中的沉降速度又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s,试求其粒径4-3】气体中含有大小不等的尘粒,最小的粒子直径为10m。

已知气体流量为3000m3/h(标准态),温度为500,密度为0.43 kg/m3,粘度为3.610-5Pas,尘粒的密度为2000 kg/m3今有一降尘室,共有5层,求每层的沉降面积精品课件.18【4-9】果汁中滤渣为可压缩的,测得其压缩指数为0.6在表压为100kPa下由压滤机过滤最初1小时可得清汁2.5m3,问若其他条件相同,要在最初1小时得到3.5m3的清汁,要用多大压力?设介质阻力可忽略不计精品课件.19【4-10】用某板框过滤机过滤葡萄糖溶液,加入少量硅藻土作助滤剂在过滤表压100kPa下过滤2h,头1h得滤液量8m3假设硅藻土是不可压缩的,且忽略介质阻力不计,试问:(1)在第2h内可得多少滤液?(2)过滤2h后用2 m3清水(粘度与滤液相近),在同样压力下对滤饼进行横穿洗涤,求洗涤时间;(3)若滤液量不变,仅将过滤压差提高1倍,问过滤时间为多少?(4)若过滤时间不变,仅将过滤压强提高1倍,问滤液量为多少?.精品课件.20【4-11】有一叶滤机,自始至终在某一恒压下过滤某种悬浮液时,得出如下过滤方程式:(q+10)2=250(t+0.4)式中q以L/m2表示,以min表示今在实际操作中,先在5min内使压差由零升至上述压差,其间过滤为恒速过滤,以后则维持该压力不变作恒压过滤,全部过滤时间为20min。

试求:(1)每一循环中,每1m2过滤表面可得多少滤液?(2)过滤后用相当于滤液总量1/5的水洗涤滤饼,求洗涤时间(。

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