食品工程原理试题思考题与习题及答案Word文件下载.doc
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2牛顿黏性定律表明，两流体层之间单位面积的（）与垂直于流动方向的（）成正比。
3流体在管道中的流动状态可分为（）和（）两种类型。
4在过渡区内，流体流动类型不稳定，可能是（），也可能是（），两者交替出现，与（）情况有关。
5流体的流动状态可用（）数来判断。
当其>
（）时为（）；
<
（）时为（）。
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15.5×
103Pa，设备安装地的大气压强为90.8×
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=0.6m，Z2=1.8m；
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。
z1
z2
h
习题2附图
3某设备进、出口的表压强分别为－13kPa和160kPa，当地大气压为101.3kPa，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=2.2m、h2=1m、h3=2.3m、h4=1.3m。
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。
水
h1
h3
h5
h4
h2
pv
汞
习题4附图
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′
0.6m
8.6m
习题7附图
习题6附图
压缩空气
7贮油槽中盛有密度为960㎏/m3的食用油，油面高于槽底9.6m，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Φ33.5mm×
3.25mm，外管为Φ6mm×
3.5mm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0.9635㎏/m3，流量为120㎏/h。
求果汁和饱和水蒸气的平均流速。
果汁
饱和水蒸汽
习题8附图
9水流经一文丘里管如本题图示，截面1处的管内径为0.1m，流速为0.5m/s，其压强所产生的水柱高为1m；
截面2处的管内径为0.05m。
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？
1
2
习题9附图
1m
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1.5m/s的速度流动。
设料液在管内压头损失为2.2m（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？
习题11附图
u1
u2
习题10附图
1220℃下水在50mm内径的直管中以3.6m/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？
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1.0133×
105Pa。
求该泵吸入口处的真空度。
习题15附图
5m
20m
习题17附图
习题16附图图
30m
16用泵输送某植物油，管道水平安装，其内径等于10mm，流量为0.576m3/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0.65。
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=1.2MPa，pB=1.12MPa，两点间的直管长度为25m，用管直径为Φ89×
3.5mm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7.5kw的库存离心泵将溶液从贮槽送至表压为0.2×
105Pa的密闭高位槽（见右图），溶液密度为1150kg/m3、黏度为1.2×
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0.026。
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。
6m
习题23附图
20m
习题21附图
11
22
1.6m
习题20附图
A
B
22一台效率为0.65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1.2×
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0.02mm，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=6.4），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45.33kPa。
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1.15g/cm3的盐水，以0.0056m3/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52.5mm。
假如管路系统的摩擦损失为53.8J/kg，泵的效率为70%，试计算泵的扬程和功率。
3 用泵将82.2℃的热水以0.379m3/min的流量从一出口贮槽中吸上来，泵的入口管为内径50.8mm，长6.1m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50.8mm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6.1m。
（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0.5m3/h的水以0.1m/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（）。
A.1/2；
B.1/3；
C.1/4
2 对于可压缩性滤饼,其压缩系数为（）。
A.s=0；
B.s<
1；
C.s>
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1.205kg/m3，黏度为1.81×
10-5Pa·s，水的黏度为1.5×
10-3Pa·s。
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=5.15×
10-6m2/s。
现用一直径为1.75m，长0.98m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125.5°
，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0.6cP，密度为0.46kg/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1.81×
10-5Pa·s。
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=0.02225m，r1=0.00716m，碟片的半锥角为45。
，如果转速为2300r/min，流量为0.002832m3/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（）。
A.1B.0.806C.0.65
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
4
3lkg谷物从最初粒度4mm磨碎到最后粒度1mm需要能量4.6kJ。
若将此谷物从最初状态磨碎至粒度为0.2mm，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1.63m，器内液层深度为1.5m，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
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