食品工程原理试题库(计算题汇总)

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1、食品工程原理复习题（共38道）25.将含24% （摩尔百分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连 续精爆塔中由要求增出液含95%易挥发组分.釜液含3%易挥发维分中送至冷磁 器的蒸汽量为850 kmol/h.流入精墉塔的回流液为670 krgl/lu 试求工 每小 时能获得多少kmol的储出液？多少kmol的釜液？回流比R为多少？解工xr=0-24F xd=O*95i -=0.03, V=850 kmol h,kmol/hD=V-L =850670=180 knol/h-R=L/V=670/180=3 52 2Fxf=Dxd+Wxw即(W-l 80)X024=180X 0.95-VX0.03

2、W-608.57 kmol hF=D-W=60a57-180=7服”1口小 h在某两组分连续精储塔中，已知原料液流量为100kmol/h,易挥发组分组成为0.5 （摩尔分数，下同）泡点进料；储出液组成为 0.95,釜残液组成为0.05;回 流比R为1.8 ,试计算：（1）塔顶和塔底的产品量；（2）提储段下降的液体量L;（3）写出精储段和提储段操作线方程。已如 F=100kghxd=095 xw=0-05 q=1 R=LX a = 2 JF = D+W】00 = D+J/D5QKmoi/h= Dxr + 用* 7 1100 x0,5 = Zx0,95 + IV x 0X)5 HF = 50 Km

3、ol h Rt = (1 + R)D = 1.8x50= WKmol h D泡点进料= L + F=9O+ 100 = 190Km人y =0.64*#+0.34R精储线方程久=X, + /?+l R + l提慎线方程：_ L . W.】，+：_ L_wv = 136 x -0.018 / E +Uffl也常压连续精端塔中，分离基二几混合物，若侬料为加七的阵料，其 中育易挥发组分TF为口.44 （塞尔分蚣下同，其泡煮温度为可？七，暗度慵出 娥甑成为仆.以 塔底篷残磕的易挥发组分HW为0 1,物系的平均相对挥发度为 35.同微比为24.试用图斛法求现岫板瓢利加科机位曾，已知：原料液的平 均汽化潜热

4、为 丁=3，）O KJ/knR,比热容与 l5Kkj/ m*K）,若改为泡点 迸料，剜所需理论概数和加科桁位置仃何交化？从中可得出什么站论？孥：精细线操作线方程为，j=.Y+-.rDy = 2/3.x + 0.9xl/3 A+l A + l DBP y0.667x-0.3(1)平衡线方程为：V= 2-5x(2)l+(a-l)x 14 15r= 1.362.(一小)十？二 _ 158(93-20) + 31900Xu 0.20.4 & 0.60.8 XD 1.0V 31900q线方程为：qT-rz0.3620.44-=xql 0.3620362即 y=3.762x-1.215（3）m平衡线方程、

5、精呼线操作线方程、q线方程用图斛法见 右图）求出Ne=7.4,最佳加料板位置应在第4块理论板处. 螂科改为泡工进料,则由图虚线所示,理论板将有所增加, 最佳加料板位置浑低.这说明精溜总能量一定,道料能6越 多,底部加入能置越低,分离效率就越低,反之亦然C本题 R、D不变，意味塔顶冷凝热量不变，若木题为常釜投入热量 不变，对送料液进行梗热，其结果总投入热量力加，划分离 效果当然提高.因为靖娴操作得以使混合物分离.就是以汨 耗能黄为代价的，用一连续精偏塔分离二元理想溶液,进料量为100 kn”Mh.助挥发组 分:tf = 0.5,泡点进料，塔顶产品1办=0.95：塔底卷液工w = 0.05 （皆为

6、摩尔分 效），操作回流比R 1.8.改物系的平均相对挥发度a = 2.5,求；塔和塔 底的产脑砧（kmol/h）;转幡段下降液体景（kmol/h）; 3）分别写出精健段和 提慵段的操作线方程G已知 F=100kghxG.5 Xd=O.95 xu=0.05 q=I R=1.8 a = 2.5；F = D +卬 100=Z) + JFD=50Kmolfhfxp = Dxo + Wxw 1 ：100 k0.5 = ) x 0.95 十才x0.05 :氏=50KmohR =果 t L =(1+ R)D - 1.8x50 = 90Kmol h 泡点进料 U= L+F =90 + 100=1 XKmol;

7、 hD% = 0.64.x +0.34j = 1.36.r -0.018精斓线方程y-二名7T1十r.5提维线方程A* _0J -JJ厂% . L5 %临时需要将850侬/h的某种水溶液从15/连续浓缩到35%o现布传 瑞向枳为10 n?的小型族发器可供使用。生料液在涕点下加入蒸发器,估计在操 作条件下溶液的各种温度差损失为18X3 捻发室的女空度为8。kl%o假段蒸发 器的总传热系数为1 (X)0 W/ (nFK),热损失可以忽略。联求加热服汽压强L 当地大气压为100 kHao忽麻溶液的种样后效应。整；真空度为80kPa时的温度为，= 61C.二次蒸汽的汽化潜芯为/ =2352.1 kJ.

8、kg. 总水分恭发量为：Z=485.7 kg hFF = F 1 一三由于沸点送料.且忽堵热投失,则传递的热量为:Q = IFrz= 485.7/3600X 2352.1 =3173ku 传热温差为；C SK 10x1000溶液的涕点为：/, = /*A = 61 + 18 = 79*C加热蒸汽温度为：F = A/ + /: =3L7+79 = 110.7-C 查得该温度下恭汽压力为145.1kPaB6.对某精类真空蒸发器的代媳系数进行实际测定。蒸发器内料液质依分数 为50%.密度为1220 5、加热蒸汽的压谕为2xl(pPa,分离空内其空度为 80 kPa,大QK强”1取为101 330 P

9、* 蒸发器内液层深度为2.8 m0佛点进料. 经3h试验后得蒸发的水分最为2，乂 104 kK.已知蒸发器传热;面积为100 nA 假定热损失为总传热量的2%.试求传热系8C .嬖：薰发器的操作压力为： 二 101330-80000 = 21330 Pa该压力卜.的占度为61.C.汽亿潜焦为2332.1k儿拉蒸汽目度为1202-C.食得自乐F50%精液的沸点升高为LSC,操作压力下，溶液的涕点升高为：N = f： =液体内部的平均压力为；0.0162x(273 + 61 尸2352.1xl.8=138-Cpgh1220x9.81 x2.8pm = p+等 = 21300+= 38055.5 P

10、a该玉力卜的二度为7打。二呼波柱轮压UI起的沸点齐隹为： A* = 73.3-61 = 12.3 溶液的沸点为2f = 61 + L38 + 12.3=747C 由于沸点选料,其传热系数为:= 1320V (mK)K Q 卬k十 Ql L02 乂2.7 x10, / 3 x3600x 23525 SA?- S(T -11) -100x(120.2-74.7)4.在某次M舱研究中.桃浆以65 kg/h的流时边人连续应上蒸发器进行浓 缩u逆料温度为16P固形物含量为10,9%。产品指山温度为40七.冏形物含at 为4。,。二次蒸汽在阿雁式冷凝器中冷旗.离开冷凝减的冷凝水温度为38匕。 色求：产品和

11、冷凝水的流量；采用121匕蕉汽供依时的蒸汽消耗11ft (热损失 不计)；着冷却水进冷凝器酎温度为21七.离开时为25,5七.求其流SU 桃浆进 料比热容可取为3.9 kJ/ (kK)什却水比烧容取为4.187 kJ/ (lq?-K)o望：(1)产品和冷凝水的流量 产品国L = F = 65x: 17.7 kg.h$0.4处凝水量：冷凝水量即为汽化出来的水分量W=FL = 65-17.7 = 47.3 kg4i(2) 蒸汽消耗量查得温嚏为121cM蒸汽的汽化港热为2202.5kJ %.假设二次蒸汽是在泡和温度卜.提 出,则此时的汽化潜热为2305.6 kg h八 八匕一%)+4% 65x3.9

12、x(40-16)+ 47.3x2405.6 一一 ,D = = = 54.4 kg hr2202.5冷却水流量3197 依/Q _ 4732405,6 “-17- 4.187(29.5-21)3.在单效真空熟发器内.每小时将1 SOO 3 牛奶从而 限分数1S%浓缩到 5O%o已知进料的平均比热6为3.90 kJ/ (kgK).温度为80匕，加热蒸汽表压 105 Hl. H；料温度为60X2.趣发器传始系数为1 14) W/ (th2K)熟报失可取为 5%。试求；族发水及和或MIL加娓蒸汽消耗量：蒸发薪传烬面积u(1)蒸发水母和成品量蒸发水量；W =n- =1500x1- = 1050 kg.

13、 h成品量：L = F 1500 x I二=450 kg-hX10.5（2）加热蒸汽消用量查得表王10而&廿的温度为12。汽化潜热为2205.2U kg.忽珞步的沸点升高.则6（CN二次蒸汽的汽化潜热为235&1 kJ kg=八 ”，匕-。)+附+ 2 f!500x3.9x(60-8Q)+ 1050x2355.lx 1.05.r2205.25（3）燕发器传热而枳= 9.9 加 2= Q _ 1122x2205.2x103/3600, 一而一1160x(120-60)-在逆流操作的填料吸收,用循环溶剂吸收混合气体中的溶质.进塔气相中溶质 组成为Q. 091 （摩尔分数），出塔液相组成为21.74

14、g溶质/Kg溶巩操作条件下平衡 关系为Y*=0. 86x（x, y为摩尔分数）.若液气比L/V为0. 9,已知溶质摩尔质量为 40Kg/Kmol,溶质摩尔质量为18Kg/Kmol.求:最大吸收率4max:吸收液的组 成XI解;求最大吸收率 max1）2）3）4）2百 儒卷内=99（2分） +4018三黑T。） 当逆流操作时，因题给1“仁09”二0.86，敌平麓线与操作线交点的位置在塔顶，即工=1 -1010081t = 0Q08587 （1 分）1-0.0085145）最大吸收率为：/ =全区=21迎二空型= 094 = 91.4% （2分） m 匕 0.10016）求吸收液的组成X1U1此时

15、3 X, = - （I； - K ）+AT2 =（0.1001 -0.008587）+0.01 = 0.112 （2 分）0.在常压逆流吸收塔中，用纯吸收剂吸收混合气中的溶质组分.进塔气体中溶质 组分为4. n（体积），吸收宓为90%;出塔液相组成为002（摩尔分数），操作条件下 平衡关系为Y*=l. 5X,求:塔我塔底全塔平均推动力，以物质的量之比（摩 尔比）表示解:求塔顶气相推动力八Y2,、T=0. 045=4. 5%YI二昌二牖=0370分）出塔气相组成 Y2Gl （卜巾，）=0.047X （1-0. 90） =0.0047 （1 分）由题意知，进塔液相组成x产0. m=l. 5 c分）A Y2=Y2-Y2*=Y2-niX2=0.047-0=0.0047（2 分）求塔顶气相推动力A Yk M=l. 5出塔液相组成Xl=L = -