食品工程原理 第五章 复习题解答
《食品工程原理》习题答案
《食品工程原理》复习题答案第一部分 动量传递（流动、输送、非均相物系）一.名词解释1.过程速率：是指单位时间内所传递的物质的量或能量。
2.雷诺准数：雷诺将u 、d 、μ、ρ组合成一个复合数群。
Re 值的大小可以用来判断流动类型。
3.扬程（压头）：是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。
4.分离因数:同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值。
二.填空题1.理想流体是指 的流体。
（黏度为零）2.对于任何一种流体，其密度是 和 的函数。
（压力，温度）3.某设备的真空表读数为200mmHg ，则它的绝对压强为 mmHg 。
当地大气压强为101.33×103 Pa 。
（560mmHg ）4.在静止的同—种连续流体的内部，各截面上 与 之和为常数。
（位能，静压能）5.转子流量计读取方便，精确，流体阻力 ，不易发生故障；需 安装。
（小，垂直）6.米糠油在管中作流动，若流量不变,管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的______倍。
（2）7.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。
（1/2）8.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。
（1/16）9.实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能 守恒，因实际流体流动时有 。
（不，摩擦阻力）10.任何的过程速率均与该过程的推动力成 比，而与其阻力成 比。
（正，反）11.在离心泵吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为 。
（逆止阀）12. 是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。
(滤网)13.离心泵工作时流体流速与压力的变化为:高压流体泵壳通道逐渐扩大的的离心力机械旋转所造成的气压流体被甩出后常压流体)()((低速流体、高速流体)14.泵的稳定工作点应是 特性曲线与 特性曲线式M 的交点。
（管路，泵或H-q v ）15.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。
《食品工程原理》第五章 传热
传热
Heat Transfer
第一节 传热概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 热交换 第五节 辐射传热
.
第一节 传热概述
5-1 传热的基本概念
1.传热基本方式
（1）热传导（conduction）
当物体内部或两直接接触的物体间有温度差时， 温度较高处的分子与相邻分子碰撞，并将能量的 一部分传给后者。
G P r 6 r .1 2 6 0 0 6 .4 7 .0 1 4 60 3
查表5-3 a = 0.53, m = 1/4
Nu=a(Pr·Gr)m
N u aL 0. 5(3 4 .1 460 )3 1/ 424.3 λ
αN λ u 24 0.3 .0 7 3.04 W 512/K (m ) L 0.1
δ1
δ2
.
本次习题
p.195
2. 5.
.
5-4 通过圆筒壁的稳态导热
5.4A 通过单层圆筒壁的稳态导热
Φλ2πrLdT
dr
Φ 2π
r2
Lr1
drλT2
r
T1
dT
Φ
2πLλ
lnr2 (T1
T2
)
r1
令
rmΦ rl2n2δ π rr12r1 m/rLλ T1T δln2rr12r2rδrm1
令 Am 2π rm L
.
M 3 Θ 1 L 1 a L T b M T 1 T 1 c M 3 Θ L 1 d M 3 L e L 2 T 2 Θ 1 f L L T 2 g
按因次一致性原则
对质量M 1 = c + d + e 对长度L 0 = a + b – c + d – 3e + 2f + g
食品工程原理课后习题答案
食品工程原理课后习题答案食品工程原理课后习题答案食品工程原理是食品科学与工程专业的一门重要课程，通过学习这门课程，我们可以了解食品的生产、加工、贮藏和保鲜等方面的原理和技术。
在学习过程中，老师通常会布置一些课后习题，以检验我们对所学知识的掌握情况。
下面是一些常见的食品工程原理课后习题及其答案，供大家参考。
1. 什么是食品工程原理？食品工程原理是指通过对食品生产、加工和贮藏等过程中涉及的物理、化学、生物等基本原理的学习和掌握，以及对食品工程技术的应用和发展进行研究的学科。
它主要包括食品的成分、结构和性质，食品加工过程中的热传导、传质、传热和流变学等基本原理，以及食品贮藏和保鲜技术等方面的知识。
2. 食品工程原理的研究对象有哪些？食品工程原理的研究对象主要包括食品的成分、结构和性质，食品加工过程中的热传导、传质、传热和流变学等基本原理，以及食品贮藏和保鲜技术等方面的知识。
具体包括食品的物理性质、化学性质、生物性质等方面的内容。
3. 食品工程原理的研究方法有哪些？食品工程原理的研究方法主要包括实验研究和理论分析两种。
实验研究是通过设计和进行实验，收集和分析实验数据，验证和探索食品工程原理的真实性和有效性。
理论分析是通过建立数学模型和方程，运用物理、化学、数学等基本原理和方法，对食品工程原理进行推导和分析。
4. 食品工程原理中的热传导是指什么？热传导是指物质内部或不同物质之间热量传递的过程。
在食品加工过程中，热传导是指通过热量的传递，使食品内部温度均匀分布的过程。
它是食品加热、冷却和保温等过程中的基本原理。
5. 食品中的水分是如何传质的？食品中的水分传质主要通过扩散过程实现。
扩散是指物质在浓度梯度作用下的自发性传递过程。
在食品加工过程中，水分的传质是指水分从高浓度区域向低浓度区域的自发性传递过程，以达到水分均匀分布的目的。
6. 食品工程原理中的传热是指什么？传热是指热量在物质之间传递的过程。
在食品加工过程中，传热是指通过热量的传递，使食品内部温度升高或降低的过程。
食品工程原理-冯骉-第五章传热
保温层厚度增加时，r0增加，R1↑，但R2↓（传热面积
机理： 自然对流——流体密度不同引起流动。
强制对流——由外力推动流体流动。
传热定律： Q=SaDt
或：
Q Dt 1
Sa
热对流的推动力：温度差Dt 热对流的热阻： R=1/Sa
三、热辐射
两个温度不同、互不接触的物体，依靠本身向外发射辐射能和
吸收外界投射到本身上的辐射能来实现热量的传递的过程。
特点：（1）不依靠任何介质；（2）任何温度下的物体均
发射辐射能，但能量大小不同。
黑体热辐射定律： 热辐射的推动力： 热辐射的阻力：
Q=s0(T14-T24)
（T14-T24）
1/s0
四、实际的传热过程
实际的传热问题往往是上述三种传热方式的组合。 以间壁式热交换器为例，参与热交换的冷热流体被一固体 壁隔开。这时，热冷流体之间的热量传递过程是： （1）热流体与所接触的固体壁面之间进行对流传热； （2）高温的固体表面向低温的固体表面的热传导； （3）固体壁面与其接触的冷流体之间的对流传热。
2
解出
t 1072 7.41104 1.49107 x
（二）多层平壁的稳定热传导
b1 b2 b3
设（1）各层均为均匀材料， l为常数；
（2）各层接触良好； （3）各层面积相同； （4）稳态传热。
由（4）Q1=Q2=Q3=Q 且 t1>t2>t3>t4
t t1
即
l1 S
b1
t1
t2
l2 S
b2
[例5-3]有一燃烧炉，炉壁由三层材料组成，最内层是耐火砖， 中间保温砖，最外层为建筑砖，已知：耐火砖b1=150mm，
l1=1.06W/(m.K)；保温砖b2=300mm，l 2=0.15W/(m.K)； 建筑砖b3=240mm，l3=0.69W/(m.K)。今测得炉膛内壁温度
食工原理复习题答案
食工原理复习题答案一、选择题1. 食品工程中，下列哪个因素不是影响食品保质期的主要因素？A. 温度B. 湿度C. 包装材料D. 食品的营养成分答案：D2. 食品加工过程中，下列哪项不是食品保藏的方法？A. 冷藏B. 干燥C. 腌制D. 氧化答案：D3. 在食品加工过程中，下列哪种微生物对食品的腐败影响最大？A. 细菌B. 酵母C. 霉菌D. 病毒答案：A二、填空题1. 食品加工的目的是_______、_______和_______。
答案：保存食品，改善食品品质，提高食品的营养价值。
2. 食品的热处理过程中，常用的杀菌方法有_______和_______。
答案：巴氏杀菌，高温短时杀菌。
3. 食品的干燥过程中，常用的干燥方法包括_______、_______和_______。
答案：热风干燥，真空干燥，喷雾干燥。
三、简答题1. 简述食品加工中常用的食品添加剂有哪些，并说明其作用。
答案：食品添加剂包括防腐剂、抗氧化剂、增稠剂、乳化剂等。
防腐剂可以延长食品的保质期，防止微生物生长；抗氧化剂可以防止食品氧化变质；增稠剂用于改善食品的质地和稳定性；乳化剂则用于改善食品的乳化性和稳定性。
2. 描述食品加工中常见的食品变质现象及其原因。
答案：常见的食品变质现象包括食品变色、变味、腐败等。
这些现象的原因可能包括微生物污染、酶的作用、氧化反应、物理损伤等。
四、论述题1. 论述食品加工过程中如何保证食品安全。
答案：保证食品安全的措施包括：选择优质的原料，严格控制加工环境的卫生条件，使用适当的加工技术，如高温杀菌、冷藏等，确保食品在加工、储存、运输过程中的温度和湿度控制，以及对食品添加剂的合理使用。
此外，还应建立严格的食品安全管理体系，进行定期的食品安全检查和风险评估。
五、案例分析题1. 某食品加工厂在生产过程中发现一批产品出现了变质现象，请分析可能的原因，并提出改进措施。
答案：可能的原因包括原料质量问题、加工过程中的卫生条件不达标、杀菌不彻底、储存条件不当等。
食品工程原理复习题(填空题)
21 当流体在圆管内流动时，管中心流速最大，若为滞流时，平均速度与管中心 的最大流速的关系为( A. Um＝3/2Umax ) C. Um＝1/2Umax D. Um＝Umax
7 操作中的离心泵如右图所示,若容器上部真空表的读数增大,而其它管路条 件不变,则管路总阻力损失将 。
8 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( A.滞流流动 B.湍流流动
)
C.过渡流流动 D.静止状态 9 流体以雷诺准数 Re=500 的流动型态,在一根水平的直管中流动,如果将流体 的流量增加一倍,克服摩擦阻力消耗的功率增加为原来的( A.2 倍； B.4 倍； C.21/ 2 倍； ) D.22.75 倍
28 牛顿粘性定律中的剪应力与流体的径向速度梯度之间成正比，其比值叫 （ ）
A．比例系数 B. 粘滞系数 C. 校正系数 D. 内摩擦应力 29 连续性方程实际上是流体物系的物料衡算式。若流体为不可压缩流体，流量 一定时，管路截面与流速的关系为（ ） 。
A. u1 A1 u 2 A2 ;
B. u1 A1 1 u 2 A2 2 ;
12.粘度的物理意义是____________，若某流体的粘度为μcP，密度为ρkg/m3 则其运动粘度为________cSt。 13.某设备的表压强为 50kPa，则它的绝对压强为 备的真空度为 50kPa，则它的绝对压强为 kPa） 14 某系统的绝对压力为 0.04MPa,若当地大气压力为 0.1MPa,则该系统的真 空度为（ A.0.1MPa ） B.0.14MPa C.0.04MPa D.0.06MPa kPa；另一设 kPa。 （当地大气压为 100
《食品工程原理》期末考试复习题及参考答案
食品工程原理 复习题(课程代码 252403)一、填空题（本大题共15小题）1、计算管道流体局部阻力的方法有:________________，_________________,其相应的阻力计算公式为________________，__________________。
参考答案：阻力系数法 当量长度法 W f =ξ , W f =ξ2、牛顿冷却定律的表达式为__________________，对流传热系数α的单位是________________。
参考答案：Q=αA(T －t) W/m 2,K3、采用真空蒸发时，需要在冷凝器后安装真空装置，其作用是排除_________________，以维持蒸发操作所要求的_____________。
参考答案：不凝气体 真空度4、相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表示该湿空气的吸收水汽的能力_________;当φ=0时。
表示该空气为_______________。
参考答案：弱 绝对干空气5、 当地大气压为 1.0×105Pa ，一设备绝压为 3.0×104Pa ，其表压为 ；真空度为 。
参考答案：—7.0×104Pa 7.0×104Pa6、圆管管内流体流动，流体最大流速位于 。
参考答案：管心线7、已知雷诺准数为1×105，管子相对粗糙度为0.005，则流动时的摩擦系数为 。
参考答案：0.0328、今选用一单级单吸离心泵，如所需流量为15m 3/h ，扬程为29m ，则所选离心泵型号为 。
参考答案：IS50—32—1609、传热基本方程式是 ，其中 是传热推动力 参考答案：Q=KA △t m △t m10、流体物性对对流传热的影响用 表示。
参考答案：Pr11、流量计的安装方向上，孔板流量计只能 安装，转子流量计只能安装。
参考答案：水平 垂直12、当地大气压为1.0×105Pa ，一设备绝压为2.0×104Pa ，其表压为 ；真空度为 。
食品工程原理练习题参考答案
《食品工程原理》练习题提示第一章 流体流动 一、填空题1、50.44mmHg （真空度）；149.8mmHg （表压）。
2、时间，流动系统内无质量积累，ρ1u 1A 1=ρ2u 2A 2。
3、1.6×10-4m 3/s4、总机械能，沿程阻力，局部阻力。
5、泵的特性曲线，管路特性曲线，工作点。
6、扬程，流量，转速。
7、管路特性曲线，效率点。
8、吸上真空度法，汽蚀余量法。
9、泵的特性曲线，管路特性曲线，最高效率点。
10．1/16，1/32，流体有粘性。
12、20)(2u gR ρρρζ-=13、扬程增大倍数为1倍，1.2倍。
14、用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。
15、计量泵、齿轮泵、螺杆泵。
16、在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大 , 不足以吸上液体；泵内灌液。
17、叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生部分汽化。
18、减小吸入管路的阻力；增大供液池上方压力。
19、旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数。
20、泵内灌液；关闭出口阀；出口阀。
21、一次方；二次方。
22、静压头。
23、点速度，平均速度。
二、选择题 1、D ；2、C3、某设备进出口的压力分别为220mmHg （真空度）及 1.6kgf/cm 2（表压），若当地大气压为760mmHg ，则该设备进出口压力差为（ c ）C 、1.86×105Pa4、关于流体流动的连续方程式：A 1u 1ρ1=A 2u 2ρ2，下列说法正确的是（ A ） A 、它只适用于管内流体的稳定流动 B 、它只适用于不可压缩理想流体C 、它只适用于管内流体的不稳定流动D 、它是流体流动的普遍性方程，可适用于一切流体流动5、B ；6、D ；7、A ；8、D ；9、B ；10、C ；11、D ；12、C ；13、D ；14、D ；15．Ｄ。
三、问答题1．回答文氏管的工作原理和应用。
（P46） 四、计算题1、解：根据题意，设贮槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h液柱）绝压绝压m H s m dQu h u KPa P KPa P m Z m Z f (7.225.481.9284.181.91010022018)/(84.105.0436001345.4,0),(220)(100,20,22322212121=+⨯+⨯-+=∴=⨯⨯========∑ππ2、解：选择泵排出口液面为1-1`面及出口管液面为2-2`面， 由1-1`面2-2`面列柏努利方程：gZ 1+ρ1P +221u+We=gZ 2+ρ2P +222u +∑f L因为u 1=u 2=0，∑++-=fLP Z Z g P ρρ2121)(∑∑∑∑+=+=222221u u d l L L Lf f fζλ，代入数字可得∑=23.18f L)(10313.123.189851081.986.0381.9985541Pa P ⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=∴3、解：根据题意，设高位槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221=Z 2+g P ρ2+gu222+∑hf)/(61.2,23181.92)231(25231,0,0,522222212121s m u u u u g u u h u P P m Z Z f =∴++⨯=++=+=====-∑)/(7.864)/(24.0106.1414.361.243322h m s m d u uA Q ==⨯⨯=⨯==∴π4（P78习题1）、解：根据题意，由柏努利方程，得：2920800,221222122u u u u P-=∴-=∆ρ 又21221221259,259)2012()(u u d d u u =∴===代入上式 )/(413.12s m u =∴)/(10599.1)012.0(414.3413.1434222222s m d u A u Q -⨯=⨯⨯=⨯==∴π5（P79习题11）、解：如图，由1-1`和2-2`列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h又因为Z 2-Z 1=2，P 1=P 2，u 1=0∑∑++=++∆=∴f f h guh g u Z H 2222222又42221039.1007.0124091.2027.0Re ),/(91.2027.04360064⨯=⨯⨯===⨯⨯==u du s m d Qu ρππ039.0,0074.0027.00002.0=∴==λεd291.2)26(291.2027.050039.0222321222⨯+⨯++⨯+⨯⨯=+=∴∑∑ζζζζζλu u d l L f代入数字可得结果为364.4(J/㎏)所以 H=2+)(58.3981.94.36481.9291.22m =+⨯6、解：列泵进口和出口间的能量方程Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f hZ2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,∑fh≈0则%6.60%100120023.223600/1281.91000%10023.2281.91000101325760/1401013259.17.0=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯+⨯+=P P mH e η第二章 传热一、填空题 1、)ln()()(12211221t T t T t T t T -----；2、热传导，牛顿冷却，无因次准数；3、对流传热，热传导； 4、传热系数，传热面积，传热温差（对数平均温差）。
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第五章习题解答1. 什么样的溶液适合进行蒸发？答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。
只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。
2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。
在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。
3. 什么叫真空蒸发？有何特点？答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。
将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。
操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。
真空蒸发的特点在于：①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降；③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。
4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。
②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。
二次蒸汽易挟带泡沫。
③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。
④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。
5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。
也可作物料衡算求得。
在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。
蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。
6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t 与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。
蒸发操作时，造成温度差损失的原因有：因蒸汽压下降引起的温度差损失'∆、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''∆和因管路流体阻力引起的温度差损失'''∆。
温度差损失的存在，将使传热推动力降低。
扣除了溶液沸点升高值Δ后的传热温差，叫做有效传热温度差。
7. 何谓蒸发器的生产能力？何谓蒸发器的生产强度？怎样提高蒸发器的生产强度？答：蒸发器的生产能力是指单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，即蒸发量W 。
有时也用热负荷来表示。
蒸发器的生产强度简称蒸发强度，是指单位时间、单位传热表面上蒸发出水分的质量，以U 表示。
提高蒸发强度的基本途径是提高总传热系数K 和传热温度差t ∆。
8. 蒸发时，溶液的沸点比二次蒸气的饱和温度高的原因是什么？答：①溶液中的溶质使溶济蒸汽压下降引起的溶液沸点升高；②蒸发器中液柱静压强而引起的溶液沸点升高；③因蒸气的流动阻力引起的溶液沸点升高。
9. 多效蒸发中，“最后一效的操作压强是由后面的冷凝能力确定的。
”这种说法是否正确？冷凝器后使用真空泵的目的是什么？答：不对。
蒸发室的操作压强是根据工艺操作要求，料液的特性，经济效果等应方面而定的。
最后一效操作压强是由后面冷凝器的真空度确定的，真空度太高时，会导致冷凝器冷凝困难。
冷凝器后使用真空泵的目的是去除不凝性气体。
10. 为什么要采用多效蒸发？效数是否愈多愈好？答：在工业生产中，引入前效的二次蒸汽作为后效的加热热源，后效的加热室作为前效二次蒸汽的冷凝器，多效蒸发操作仅第一效需要消耗生蒸汽。
各效(末效除外)的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率即经济性。
随着多效蒸发效数的增加，温度差损失随之加大。
因此多效蒸发的效数是有一定限制的。
11. 用一单效蒸发器将2000kg/h 的NaCl 水溶液由11%浓缩至25%（均为质量%），试计算所需蒸发水分量。
解：蒸发水分量：010.11(1)2000(1)1120kg /h 0.25x W F x =-=⨯-=12. 在一蒸发器中，将2500kg/h 的NaOH 水溶液由8%浓缩至27%（均为质量%）。
已知加热蒸汽压力为450kPa ，蒸发室压力为100kPa (均为绝压)。
溶液沸点为115℃，比热为3.9 kJ(kg/K)，热损失为70kW 。
试计算以下两种情况的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
①25℃进料；②沸点进料。
解：010.08(1)2500(1)1759kg /h 0.27x W F x =-=⨯-=①25℃进料010(-)'2500 3.9(115-25)17592221702240kg /h 2128L Fc t t Wr Q D r ++⨯+⨯+===/2240/1759 1.27e D W === ②沸点进料'17592221701836kg /h 2128L Wr Q D r +⨯+=== /1836/1759 1.04e D W ===13. 用一单效蒸发器将1500kg/h 的水溶液由5％浓缩至25％（均为质量％）。
加热蒸汽压力为190kPa ，蒸发压力为30kPa （均为绝压）。
蒸发器内溶液沸点为78℃，蒸发器的总传热系数为1450W/(m 2·℃)。
沸点进料，热损失不计。
试计算：①完成液量；②加热蒸汽消耗量；③传热面积。
解：010.05(1)1500(1)1200kg /h 0.25x W F x =-=⨯-= ①完成液量300kg /h F W =-= ②加热蒸汽消耗量：'120023341267kg /h 2210Wr D r ⨯=== ③传热面积：211267221048.3m ()1450/1000(11878)m Q Dr A K t K T t ⨯====∆-⨯-14.某食品厂准备用一单效膜式蒸发器将番茄汁从12%浓缩至浓度为28%（均为质量分数）。
蒸发器的传热面积为5m 2，传热系数K=1500W/(m 2·K)，加热蒸汽的温度采用115℃（其汽化潜热为2221kJ.kg -1，冷凝水在饱和温度下排出），蒸发室内蒸汽的温度为57.3℃，二次蒸汽的汽化潜热为2359kJ/kg ，采用沸点进料，经计算知：△′=0.7℃，△″=0；热损失相当于蒸发器传热量的5%。
求：①此蒸发器每小时可处理多少kg 番茄汁？②加热蒸汽耗量为多少kg/h ？解：①求F∵1()Q AK T t =-t 1=T ′+△′+△"=57.3+0.7+0=58℃∴Q=5×1500(115-58)=427500W∴30.954275000.95 0.172kg/s 619.8kg/h '235910Q W r ⨯====⨯ ∴619.81084.65kg /h 0.1210.28F ==- ②求D4275003600692.93kg/h 22211000Q D r ⨯===⨯15.现采用某单效真空蒸发器来浓缩某水溶液。
已知进料量为10t/h ，料液从15%浓缩至浓度为60%（均为质量%），沸点进料；加热蒸汽压力为300kN/m 2（绝压）；冷凝水在饱和温度下排出；冷凝器内的真空度为610mmHg ，各项温度差损失分别为△′=2.5℃，△″=3.5℃，△'''=1℃；热损失为加热蒸汽放出热量的5%，传热系数K =2500w/(m 2·K)，试：①估算单位蒸汽耗量为多少？②估算蒸发器的传热面积为多少m 2？③若产品浓度达不到要求，你认为可采取什么措施？ 解：蒸发量：010.15(1)10000(1)7500kg /h 0.60x W F x =-=⨯-= ①单位蒸汽耗量'2351 1.1420.9521680.95D r W r ===⨯⨯ ②蒸发器的传热面积：21'75002351100029.6m ()2500(133.360.1 2.5 3.51)3600m Q Wr A K t K T t ⨯⨯====∆-⨯----⨯ ③适当增加蒸发器持液量；提高回执蒸气温度；降低二次蒸气温度。
16.在单效真空蒸发器中，将流量为10000kg ·h -1的某水溶液从10%连续浓缩至50%。
原料液温度为31℃。
估计溶液沸点升高为7℃，蒸发室的绝对压强为0.2 kgf/cm 2。
加热蒸汽压强为2 kgf/cm 2（绝压），其冷凝水出口温度为79℃。
假设总传热系数为1000 w/(m 2·K)，热损失可忽略。
试求加热蒸消耗量和蒸发器的传热面积。
当地大气压为 1 kgf/cm 2。
已知0.2 kgf/cm 2时蒸汽饱和温度为59.7℃，汽化潜热为2356kJ/kg 及焓2605.45kJ/kg ；2 kgf/cm 2时蒸汽饱和温度为119.6℃，汽化潜热为2206kJ/kg 及焓为2708 kJ/kg 。
答：溶液沸点：t 1=59.7+7=66.7℃ 蒸发量：010.10(1)10000(1)8000kg /h 0.50x W F x =-=⨯-= 溶液比热：C p =4.187×(1-x 0)=4.17×(1-0.1)=3.77 kJ/(kg ·K)Q =FC p (t 1-t 0)+W r ′+Q L=10000×3.77×(66.7-31)+8000×2356=20193890kJ/h=5609414W(1)蒸汽耗量D =Q /r =20193890/2206=9154 kg/h(2)蒸发器的传热面积：25609414106m 1000(119.666.7)m Q A K t ===∆⨯-17. 欲用一标准式蒸发器将10%的NaOH 水溶液浓缩至25%。
加料量为12t/h 。
原料液的比热为 3.76kJ/K ，进料温度为50℃，加热室内溶液的密度为1200kg ·m 3。
料液平均高度为1.4m ，蒸发室内真空度为51.3kPa ，加热蒸汽压力为300kPa 。
热损失可取35kW ，总传热系数为1800 W/(m 2·℃)，当地大气压为101.33 kPa 。
试计算：①蒸发水分量；②加热蒸汽用量；③蒸发器的传热面积解：①蒸发水分量010.10(1)12000(1)7200kg /h 0.25x W F x =-=⨯-= 常压下溶液蒸汽压下降引起的温度差损失：13.07℃'2'''0.0162(273)11.5a T r +∆=∆=℃ 蒸发器内液层中部压强为：12009.81 1.4'51.359.5kPa 210002m gl p p ⨯⨯=+=+=⨯ρ 查表得：=∆"3℃取：'''1∆=℃则料液沸点：T ’=81.2+11.5+3+1=96.7℃②加热蒸汽用量010(-)'12000 3.76(96.750)72002304.5353600 21688683kg /h LFc t t Wr Q D r++=⨯⨯-+⨯+⨯== ③蒸发器的传热面积2186832168100079.2m ()1800(133.396.7)3600m Q Dr A K t K T t ⨯⨯====∆-⨯-⨯。