《食品工程原理》试题

2004 – 2005 学年第二学期食品科学与工程专业
食品工程原理试卷（A）卷
题号一二三四五…合计
得分
阅卷人
一、填空题（20分）
1. 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）；
2. 给热是以和的差作为传热推动力来考虑
问题的；
3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度
的增加而 ；
4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体；
5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失
的方法有 、
；
6. 蒸发器主要由 室和 室组
成；
7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、
、 三种；
8. 形状系数不仅与 有关，而且
与 有关；
9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ；
10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒
的 度进行筛分。

二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确）
1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（
）
（A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律；
（D）斯蒂芬-波尔兹曼定律
2. 确定换热器总传热系数的方法有（）
（A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实
验测定
3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸
汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（）
（A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定；
4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（）
（A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0；
（D）t=t w=t d=t as
5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（
）
（A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。

三、判断题（10分）（对者打“”号，错者打“”号。

）
1. （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的；
2. （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，
又与其黑度有关；
3. （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线；
4. （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条
件；
5. （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽
度之比为1∶2。

四、计算题（60分）
1. （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位
426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m·
℃)。

若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度
为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。

2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为
φ25×2.5mm的钢管束组成。

要求将流量为1.25kg/s的苯从350K
冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。

若已知
水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，
污垢热阻和换热器的热损失可以忽略不计，若维持水出口不超过320K。

试求换热器的传热面积。

取苯的平均比热为
1.9kJ/(kg．K)，管壁材料（钢）的导热系数为45W／(m2．
K)。

3. (15分) 用一单效蒸发，将1000kg/h的NaCl溶液从5%连续浓缩
到30%。

蒸发操作的平均压强20kPa（绝压），原料液进料温度为30℃，料液比热
4kJ/(kg. ℃)，蒸发器内溶液沸点为75℃，蒸发器的传热系数为1500W/(m2·℃)，加热蒸汽绝压为120kPa（绝压），若不计热损失，试求：（1）蒸发量W；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。

4. (15分)采用常压干燥器干燥湿物料。

每小时处理2000kg ，干燥操
作使物料的湿基含水量由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20℃，湿度H0=0.009kg水/kg绝干气，经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离开干燥器时废气的温度为40℃，若在干燥其中空气状态沿等焓线变化。

试求：
（1） 水分蒸发量；
（2） 绝干空气消耗量；
（3）在H－I图上示意地画出空气在整个干燥过程(包括预
热、干燥)的状态变化情况,并说明各点所代表的状
态。

5. (10分) 某湿物料在恒定干燥条件下干燥，其含水量由0.6kg水/kg
绝干料降至0.05kg水/kg绝干料，实验得该干燥条件下的干燥速率曲线如图1所示，试求：恒速干燥阶段和降速干燥阶段的干燥时间之比。

图1
附：
c pw=4.187kJ/kg·℃
p=120kPa时：汽化潜热2247kJ/kg；饱和蒸汽温度104.2℃；
p=20kPa时：汽化潜热2356kJ/kg；饱和蒸汽温度60.1℃
试题2
一：填空题
1.流体的密度和体积比随（___）和（___）而变化，其原因是
（________________）。

2.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力（_________）。

3.孔板流量计是利用（_______）的原理来测量流量的。

4.开大离心泵的出口阀，离心泵的出口压力表读数将（______）
5.在标准大气压下，最大吸入高度也不超过（_____）m。

6.热传导的基本定律是（_______）。

7.气体的热导率随温度的升高而（______）。

8.设法（______）是强化冷凝传热的主要途径。

9.灰体是指（________________________________）。

10.采用折流或其他流动形式的目的是为了（_____），但平均温度差较（____）时的为低。

11.沉降室的生产能力与（_________）无关。

12.Kc越大，设备分离效率（_____）。

13.（_________）是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。

16.相平衡常数m越大，则表示溶解度（_____）。

17.理论版是指在板上气液（________），且液体（___________）。

18.降速干燥阶段是（______________）阶段。

19.沉降速度是指（______________________）
20.滤板的作用：一是(__________)，二是(______________)
二：简答题
1．离心泵发生气缚与气蚀现象的原因是什么？有何危害？应如何消除？
2．在干燥试验中热空气能否使物料完全干燥？为什么？并简述恒速干燥阶段机理和降速干燥阶段机理。

三、计算
1.采用图示的实验装置测定离心泵的性能。

泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm，两测压口间垂直距离为0.5m。

泵的转速为
2900r/min，以20℃清水为介质测得以下数据：流量15L/s，泵出口表压2.55×105Pa，泵入口处真空度2.67×104Pa，功率表测得电动机所消耗的功率6.2kW。

泵由电动机直接带动，电动机的效率为93%。

试求该泵在输送条件下的压头、轴功率和效率。

2.在25℃下对每升水中含25g某种颗粒的悬浮液用具有26个框的
BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。

在过滤机入口处滤浆的表压为
3.39×105Pa，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25℃。

每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。

每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。

已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为1930kg/m3。

求此板框压滤机的生产能力。

3.用刮板式换热器冷却苹果酱，苹果酱质量流量为50kg/h，比热Cp为3817J/(kg•℃)，入口温度80℃，出口温度20℃。

套管环隙逆流通冷水，入口温度10℃，出口温度17℃。

传热系数K为568W/（m2•℃）。

求：
1、需要的冷却水流量；
2、换热平均温差及换热面积；
3、若改为顺流，两流体出入口温度同前，换热平均温差及所需换热面积为何值？
4.稳态下在单效蒸发器中浓缩苹果汁。

已知原料液温度43.3℃,浓度为11%，比热容3.9kJ/(kg•℃)，进料流量0.67kg/s。

蒸发室沸点60.1℃，完成液浓度75%。

加热蒸汽压力为300kPa。

加热室传热系数为943W/(m2•℃)。

计算：
1、蒸发量和完成液流量；
2、加热蒸汽耗量；
3、蒸汽经济性；
4、换热面积。