食品工程原理重点

合集下载

食品工程原理 知识点总结

食品工程原理 知识点总结

食品工程原理知识点总结食品工程是一门将工程原理和技术应用于食品制造的学科,其目的是利用工程学原理,将食品原料经过种种工艺处理,生产出合格、安全、美味的食品。

食品工程学的研究内容与食品加工技术、食品成分、物性、生产设备、生产系统、过程控制、新产业技术、环境与能源等相关。

食品工程的起源可以追溯到上个世纪初。

食品加工工艺一直在不断改进,新的技术和理念也在不断涌现。

从第一台模拟风扇式冷凝机的出现,到现在的超声波处理技术、高温短时间消毒技术、低温乳化技术等,食品工程已逐渐发展成为一个非常重要的学科。

二、食品原料的基本性质1. 水分含量:食品的水分含量是其重要的品质指标之一。

食品中水分多则易受微生物污染并变质,少则易变得干燥,影响食品的口感和风味。

2. 营养成分:食品中的营养成分是指食品中的营养物质,如蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等。

这些物质对人体的生长和健康有着重要的作用。

3. 构造成分:构造成分是指食品中的主要构成物质,如淀粉、蛋白质、脂肪、糖类等。

构造成分对于食品的可加工性、口感和品质有着重要的影响。

4. 食品的物理性质:食品的物理性质包括食品的形态、结构、大小、形状等。

这些物理性质对于食品的加工和加工过程中的传热、传质、变形过程有着重要的影响。

5. 食品的化学性质:食品的化学性质包括食品中的化学成分、化学反应、酸碱度等。

这些化学性质对于食品的加工、储藏期间的变质、变味等有着重要的影响。

三、食品工程中的基本工艺1. 加工:加工是指将食品从原料状态转化为最终食品的过程。

包括初加工和深加工。

初加工是将原料进行初步的加工处理,使之成为半成品。

深加工是在初加工的基础上,对半成品进行各种深度加工,生产出成品食品。

2. 杀菌:杀菌是指通过一定的工艺手段,将食品中的微生物全部杀灭,以延长食品的保质期。

常用的杀菌工艺包括煮沸、高温短时间杀菌、紫外线辐射、臭氧杀菌等。

3. 色泽处理:对食品的颜色进行处理,既可以使食品颜色更加诱人,也可以延长食品的品质保持期。

食品工程原理总结

食品工程原理总结

食品工程原理第4章颗粒与流体之间的相对流动球形颗粒的表示方法:用直径d全面表示。

非球形颗粒的表示方法:1)体积等效直径2)表面积等效直径3)比表面积等效直径颗粒群的特性:任何颗粒群都具有某种粒度分布。

颗粒粒度的测量方法:筛分法、显微镜法、沉降法、电阻变化法、光散射与衍射法、比表面积法。

固体流态化的概念和状态:概念:流体通过固定床层向上流动时的流速增加而且超过某一限度时,床层浮起的现象称为固体流态化。

状态:流体经过固体颗粒床层的三种状态:当流体自下而上通过固体颗粒床层时,根据颗粒特性和流体速度的不同,存在三种状态: 固定床阶段、流化床阶段、气力输送阶段过滤常数包括:1)滤饼常数2)过滤常数:与滤浆物性和过滤操作压差有关。

只有在恒压过滤是才能成为常数。

第5章液体搅拌调匀度:指一种或几种组分的浓度或其他物理量和温度等在搅拌体系内的均匀性。

混合的均匀度的表示:分隔尺度:混合物各个局部小区域体积的平均值。

可以反映混合物的混合程度。

分隔尺度愈大,表示物料分散情况愈差。

分隔强度:混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均浓度的偏差的平均值。

可以反映混合物的混合程度。

分隔强度愈大,表示物料混合愈不充分。

混合的原理:1)对流混合;2)扩散混合;3)剪力混合混合速率:指混合过程中物料的实际状态与其中组分达到完全随机分配状态之间差异消失的速率。

乳化:将两种通常不互溶的液体进行密切混合的一种特殊的液体混合操作,包含混合和均质化。

它是一种液体以微小球滴或固型微粒子(称分散相)均匀分散在另一种液体(称连续相)之中的现象。

乳化机理:由于乳化剂具有表面活性,它向分散相-连续相的界面吸附,使界面能降低,防止两相恢复原状。

此外,因乳化剂分子膜将液滴包住,可防止碰撞的液滴彼此又合并。

同时由于形成表面双电层,使液滴在相互接近时,因电的相斥作用防止凝聚。

乳化剂的这种作用使原热力学不稳定体系的乳液可以保持为稳定体系。

第6章粉碎和筛分粒度:颗粒的大小称为粒度。

食品工程原理知识点总结

食品工程原理知识点总结

食品工程原理知识点总结一、食品工程的概念与发展食品工程是指利用科学技术对食品进行加工、生产和保鲜的过程。

它涉及了食品生产的各个环节,包括原料采购、生产加工、包装储存、销售和配送等。

食品工程的发展历史悠久,随着科学技术的不断进步,食品工程也在不断发展和创新。

食品工程的发展受到了食品安全、食品营养和科技创新等多方面因素的影响。

在当前社会中,人们对于食品的质量和安全要求越来越高,因此食品工程的发展也变得越来越重要。

同时,随着科学技术的不断进步,食品工程也在不断进行创新,以满足人们对于食品的需求。

二、食品工程的基本原理1. 热力学原理热力学是食品工程中非常重要的基本原理之一,它主要研究物质的热力学性质,比如热量、温度和压力等。

热力学原理可以辅助工程师更好地理解食品加工的过程,比如加热、冷却、干燥等过程。

通过热力学原理的应用,可以更好地控制食品加工的质量和生产效率。

2. 流体力学原理流体力学原理是研究流体运动和压力变化规律的学科,它在食品工程中也起着非常重要的作用。

比如,液体在管道中的流动、气体在食品加工过程中的传递等,都需要运用流体力学原理来进行分析和控制。

通过研究流体力学原理,工程师可以更好地控制食品加工过程中的液体和气体流动,从而保证生产效率和质量。

3. 物质传递原理物质传递原理是研究物质在不同介质中传递规律的学科,比如热量传递、质量传递等。

在食品工程中,物质传递原理也是相当重要的,它可以帮助工程师更好地控制食品加工过程中的传热、传质等过程。

通过研究物质传递原理,可以更好地优化食品加工过程,提高生产效率和质量。

4. 生物化学原理食品工程中,生物化学原理也是非常重要的,它主要研究食品中的组成、代谢和变化规律。

通过研究生物化学原理,可以更好地理解食品的特性和变化规律,从而更好地控制食品加工过程中的生物化学变化。

同时,生物化学原理也可以帮助工程师更好地利用微生物等生物技术手段来增强食品的品质和营养。

5. 工程原理食品工程中的工程原理主要包括机械、电气、控制等方面的技术原理,比如食品加工设备的设计、安装和调试等。

食品工程原理

食品工程原理

1.蒸馏的目的答:蒸发是利用溶质和溶剂挥发度的差异,将溶液加热至沸腾,使其中的一部分溶剂汽化,并被排除以提高溶液中溶质浓度的操作。

多次进行部分汽化或部分冷凝以后,最终可以在气相中得到较纯易挥发组分,在液相中得到较纯难挥发组分,叫精馏。

目的:①获得浓缩的溶液直接化为化工产品的半成品②脱除溶剂,将溶液增溶至饱和状态,随后加以冷却,析出固体产物③除杂质,获得纯净的溶剂2.为什么采用真空蒸发答:由于料液的沸点与工作压力有关,工作压力低,所以料液就较低的沸点,有利于处理热敏性物料,所以食品工业经常采取。

(1)、真空浓缩降低了牛乳蒸发时的沸腾温度。

呵避免其牛的热敏性物料受高温影响而使产品质量下降。

(2)、沸腾温度的降低,提高加热蒸汽与沸腾流体之间的温度差,增大了传热量,使蒸发过程加快,生产能力提高。

(3)、为利用二次蒸汽、节约能源创造了条件(4)、真空浓缩操作是在较低的温度下进行的用时的热量损失。

3.蒸发过程中,为什么温度差损,沸点升高答:①料液中溶质的存在产生的沸点升高而引起②由于液层解压效应而引起③由于蒸汽流动中的阻力和热损失而引起。

沸点升高数值随溶液浓度及蒸发器中溶液液住高度而变,浓度越高,液住越高,沸点升高值越大4.蒸发过程中如何强化传热答:1、研究应用强化传热技术,扩展传热面积和提高传热表面的传热性能; 2、改变换热器折流板结构(折流杆技术等)以提高壳程的传热膜系数,增加介质的湍流性,防止介质走短流; 3换热管内外表面防污垢技术(防污垢涂层技术).4、应用数值传热技术的研究:扩展传热面积(F);加大传热温差△t;提高传热系数(K).5.什么是精馏的必要条件答:塔顶蒸汽冷凝回流和塔釜溶液再汽化。

6.恒摩尔流的假设恒縻尔溢流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。

恒縻尔汽化流:在精馏塔的精馏段内,从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等,提馏段内也是如些,但两段不一定相等。

食品工程原理重点知识讲解

食品工程原理重点知识讲解

食品工程原理复习第一章 流体力学基础1.单元操作与三传理论的概念及关系。

不同食品的生产过程应用各种物理加工过程,根据他们的操作原理,可以归结为数个应用广泛的基本操作过程,如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。

这些基本的物理过程称为 单元操作 动量传递:流体流动时,其内部发生动量传递,故流体流动过程也称为动量传递过程。

凡是遵循流体流动基本规律的单元操作,均可用动量传递的理论去研究。

热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。

凡是遵循传热基本规律的单元操作,均可用热量传递的理论去研究。

质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。

凡是遵循传质基本规律的单元操作,均可用质量传递的理论去研究。

单元操作与三传的关系“三传理论”是单元操作的理论基础,单元操作是“三传理论”的具体应用。

同时,“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践基础2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。

牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ,服从此定律的流体称为牛顿流体。

μ比例系数,其值随流体的不同而异,流体的黏性愈大,其值愈大。

所以称为粘滞系数或动力粘度,简称为粘度3.理想流体的概念及意义。

理想流体的粘度为零,不存在内摩擦力。

理想流体的假设,为工程研究带来方便。

4.热力体系:指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。

边界可以是真实的,也可以是虚拟的。

边界所限定空间的外部称为外界。

5.稳定流动:各截面上流体的有关参数(如流速、物性、压强)仅随位置而变化,不随时间而变。

6.流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。

7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时,其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒,不同形式的机械能可以相互转换。

8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。

食品工程原理重点总结

食品工程原理重点总结

1、传热的基本方式热传导:物体各部分之间不发生相对位移对流:流体各部分之间发生相对位移,热对流仅发生在流体中自然对流:流体各处的温度不同而引起强制对流:外力所导致的对流,在同一流体中有也许同时发生自然对流和强制对流。

辐射:因热的因素而产生的电磁波在空间的传递,称为热辐射。

不需要任何介质。

绝对零度以上都能发射辐射能2、稳态传热:传热系统中,温度分布不随时间而改变。

3、热流量(热流率):传过一个传热面的热量Q与传热时间之比。

定义式:热流密度(热通量):热流量与传热面积A之比。

4、热互换:两个温度不同的物体由于传热,进行热量的互换,称为热互换,简称换热a.无相变,b.相变,5、温度场:某一瞬间空间中各点的温度分布,称为温度场6、一维温度场:若温度场中温度只沿着一个坐标方向变化。

7、稳定温度场:若温度不随时间而改变。

8、等温面:温度场中同一时刻相同温度各点组成的面。

等温面的特点:(1)等温面不能相交;(2)沿等温面无热量传递。

沿等温面将无热量传递,而沿和等温面相交的任何方向,因温度发生变化则有热量的传递。

温度梯度是向量,其方向垂直于等温面,并以温度增长的方向为正。

9、傅立叶定律:单位时间内传导的热量与温度梯度及垂直于热流方向的截面积成正比,即导热系数表征物质导热能力的大小,是物质的物理性质之一10、金属的导热率最大,固体非金属次之,液体较小,气体最小。

物质的热导率均随温度变化而变化11、圆筒壁与平壁不同点是其等温面随半径而变化。

圆筒的长度为L,则半径为r处的传热面积为A=2πrL。

12、对于圆筒壁的稳定热传导,通过各层的热传导的热流量都是相同的,但是热通量(热流密度)却不相等。

13、热量的传递重要研究冷热流体通过管路器壁传递的过程。

14、不同区域的传热特性:1. 湍流主体对流传热温度分布均匀2. 层流底层热传导温度梯度大3. 壁面热传导有温度梯度传热的热阻即重要集中在层流层中。

15、α代替λ/δtα反映对流传热的快慢,其越大,表达对流传热速率越快。

食品工程原理总复习

食品工程原理总复习

食品工程原理总复习食品工程原理总复习第0章引论1.什么是单元操作?2.食品工程原理是以哪三大传递为理论基础的?简述三大传递基本原理。

3.物料衡算所依据的基本定律是什么?解质量衡算问题采取的方法步骤。

4.能量衡算所依据的基本定律是什么?要会进行物料、能量衡算。

第一章流体流动1.流体的密度和压力定义。

气体密度的标准状态表示方法?2.气体混合物和液体混合物的平均密度如何确定?3.绝对压力Pab、表压Pg和真空度Pvm的定义。

4.液体静力学的基本方程,其适用条件是什么?5.什么是静压能,静压头?位压能和位压头?6.压力测量过程中使用的U型管压差计和微差压差计的原理。

7.食品工厂中如何利用流体静力学基本方程检测贮罐中液体存量和确定液封高度?8.流体的流量和流速的定义。

如何估算管道内径?9.什么是稳定流动和不稳定流动?流体流动的连续性方程及其含义。

10.柏努利方程及其含义。

位能、静压能和动能的表示方式。

11.实际流体的柏努利方程,以及有效功率和实际功率的定义。

12.计算管道中流体的流量以及输送设备的功率。

13.什么是牛顿粘性定律?动力黏度和运动黏度的定义。

14.什么是牛顿流体?非牛顿流体?举例说明在食品工业中的牛顿流体和非牛顿流体。

15.雷诺实验和雷诺数是表示流体的何种现象?16.流体在圆管内层流流动时的速度分布及平均速度表述,泊稷叶方程。

17.湍流的速度分布的近似表达式。

18.计算直管阻力的公式—范宁公式。

19.层流和湍流时的摩擦因数如何确定?20.管路系统中局部阻力的计算方法有哪两种?具体如何计算?21.管路计算问题(重点是简单管路,复杂管路)22.流体的流量测定的流量计有哪些?简述其原理。

第二章流体输送1.简述离心泵的工作原理。

什么是“气缚”现象?2.离心泵主要部件有哪些?有何特点?3.离心泵的主要性能参数有哪些?4.离心泵的特性曲线是指那三条关系曲线?5.影响离心泵特性曲线的因素有哪些?6.离心泵在安装时应考虑那些因素?什么是“气蚀”现象?7.如何确定离心泵的工作点?结合工作点试述流量调节方法。

食品工程原理(复习)

食品工程原理(复习)

一.稳定流体力学的能量平衡。

对于稳定流动的热力体系,设在一定时间进出体系的流量质量为m,若忽略电能和化学能则输入和输出体系的能量有:1.位能:由于在地球引力场中的位置而产生的能量2.动能:流体由运动而产生的能量3.内能:流体分子内部具有能量4.流动能:也称为压力能是流体体系中在不改变流体体积情况下引导流体经过界面进入或流出所必须做的功5.外功:如果设备中还有压缩机或泵等动力机械,则外界通过这类机械将对立系做功,是为功的输入6.热量:体系通过换热器与外界进行交换的热量二. 雷诺(英国人)实验与雷诺数雷诺数代表惯性力和粘性之比,雷诺数不同,这两种力的比值也不同。

由此产生内部结构和运动性质完全不同的两种流动状态。

两种流动状态:滞流(层流)和湍流实际上是一切流利运动普遍存在的物理现象。

三. 管中的沿程阻力尼古拉兹实验曲线可分为五个阻力区域1.滞留区2.临界区。

3.光滑管湍流区4.过渡区5.粗糙管湍流区四. 泵的类型1.叶片式泵2.往复式泵3.旋转式泵离心泵有如下性能特点1.当流量为零时,离心泵的压头不超出某一有限制,并且压头随流量增加而缓慢降低。

因此有可能利用在排出管道上安装调节阀的方式来调节离心泵的流量。

2.功率随流量增加而平稳上升,且流量为零时功率最小,所以离心泵启动时都将出口调节阀关闭,以降低启动功率。

3.一般离心泵的效率为0.6至0.85,大型泵可达0.9离心泵效率在最高点附近下降缓慢所以泵的有效工作范围较宽。

五. 傅立叶定律指出:热流密度与温度梯度成正比。

各种物质的热导率通常用实验的方法测定。

热导率的数值差别很大,一般而言,金属的热导率最大,非金属固体次之,液体的较小,气体最小。

六. 稳定传热过程计算:两者都是以热量衡算和总传热速率方程为计算基础。

热量衡算:在热损失的情况下,热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。

传热速率与传热面积成正比,与热流体,冷流体温度之差成正比。

换热器的简介管式换热器1.沉浸式换热器:优点是结构简单价格低廉,便于防腐能承受高压,缺点是容器内液体湍流程度低,管外对流传热系数小2.喷淋式换热器:优点它和沉浸式换热器相比,便于检修和清洗传热效果好,缺点是喷淋不易均匀3.套管式换热器:优点构造简单的耐高压传染面积,可根据需要而增减适当的选择内外的管径。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

食品工程原理复习第一章 流体力学基础1.单元操作与三传理论的概念及关系。

不同食品的生产过程应用各种物理加工过程,根据他们的操作原理,可以归结为数个应用广泛的基本操作过程,如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。

这些基本的物理过程称为 单元操作 动量传递:流体流动时,其内部发生动量传递,故流体流动过程也称为动量传递过程。

凡是遵循流体流动基本规律的单元操作,均可用动量传递的理论去研究。

热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。

凡是遵循传热基本规律的单元操作,均可用热量传递的理论去研究。

质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。

凡是遵循传质基本规律的单元操作,均可用质量传递的理论去研究。

单元操作与三传的关系“三传理论”是单元操作的理论基础,单元操作是“三传理论”的具体应用。

同时,“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践基础2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。

牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ,服从此定律的流体称为牛顿流体。

μ比例系数,其值随流体的不同而异,流体的黏性愈大,其值愈大。

所以称为粘滞系数或动力粘度,简称为粘度3.理想流体的概念及意义。

理想流体的粘度为零,不存在内摩擦力。

理想流体的假设,为工程研究带来方便。

4.热力体系:指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。

边界可以是真实的,也可以是虚拟的。

边界所限定空间的外部称为外界。

5.稳定流动:各截面上流体的有关参数(如流速、物性、压强)仅随位置而变化,不随时间而变。

6.流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。

7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时,其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒,不同形式的机械能可以相互转换。

8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。

柏努利方程的三种表达式p1/ρ+gz1+u12/2 = p2/ρ+gz2+u22/2p1/ρg+z1+u12/2g = p2/ρg+z2+u22/2g p1+ρgz1+ρu12/2 = p2 +ρgz2+ρu22/29.管中稳定流动连续性方程:在连续稳定的不可压缩流体的流动中,流体流速与管道的截面积成反比。

截面积愈大之处流速愈小,反之亦然。

对于圆形管道,不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比。

10.雷诺准数和影响流体流动类型的因素:u 、d 、ρ越大,μ越小,就越容易从层流转变为湍流。

上述中四个因素所组成的复合数群du ρ/μ,是判断流体流动类型的准则。

Re < 2000 稳定的层流区2000 < Re < 4000 由层流向湍流过渡区Re > 4000 湍流区11.12.布拉修斯公式(Re 大于4000): 12.冲层和湍流中心。

10.流体在光滑管内作湍流流动时,摩擦系数λ与Re 和Δ/d 有关。

13. 13.管路计算的目的是确定流量、管径和能量之间的关系。

管路计算包括设计型计算和操作型计算两种类型。

管路计算是连续性方程、柏努利方程、摩擦阻力计算式三式的具体应用。

14.流体流经并联管路系统时,遵循的原则是各并联管段的压强降相等、主管总流量等于各并联管段之和。

15.离心泵叶轮按有无挡板可分为闭式 ,半闭式 ,开式 。

离心泵按叶轮串联的多少可分为单级泵 ,多级泵 。

16.离心泵多采用后弯叶片是因为输送液体希望获得的是静压头。

17.离心泵在启动前应灌泵,否则会发生气缚现象;离心泵的安装高度应小于允许安装高度, 否则会发生汽蚀现象。

18.离心泵容易产生气蚀的的原因有液体温度过高;管道阻力过大;流体沸点低等。

19.离心泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。

20.离心泵的流量调节,通常在排出管线上装适当的调节阀改变离心泵的转速或改变叶轮外径。

21. 离心泵的气蚀余量减小,则其抗气蚀能力增大。

22.造成离心泵的有效功率小于轴功率的原因。

轴功率指泵轴所获得的功率。

由于有容积损失、水力损失与机械损失,故泵的轴功率要大于液体实际得到的有效功率容积损失是由于泵的泄漏造成的。

离心泵在运转过程中,有一部分获得能量的高压液体,通过叶轮与泵壳之间的间隙流回吸入口水力损失是由于流体流过叶轮、泵壳时,由于流速大小和方向要改变,且发生冲击,而产生的能量损失。

机械损失是泵在运转时,在轴承、轴封装置等机械部件接触处由于机械磨擦而消耗部分能量。

泵的转速是指离心泵、旋转泵的泵轴的转速或往复泵曲轴的转速,单位:r/min23.正位移泵的流量与泵的压头及管路情况无关,因此不能简单的用调节排出管路的阀门来调节。

正位移泵的流量调节方法有两种:一种是回路调节;一种是改变曲轴的冲程大小。

24.泵的特性曲线:H —Q 曲线代表的是在一定转速下流体流经离心泵所获得的能量与流量的关系,是最为重要的一条特性曲线。

P -Q 曲线表示泵的流量Q 和轴功率P 的关系,P 随Q 的增大而增大。

显然,当Q=0时,泵轴消耗的功率最小。

启动离心泵时,为了减小启动功率,应将出口阀关闭η—Q 曲线最大值相当于效率最高点。

泵在该点所对应的压头和流量下操作,其效率最高,故该点为离心泵的设计点。

第二章 传 热傅立叶定律是热传导的基本定律,其表达式为强调:特性曲线是在固定转速下测出的,只适用于该转速,故特性曲线图上都注明转速n 的数值。

图上绘有三种曲线H-Q 曲线N-Q 曲线η-Q 曲线q —热流密度,简称传热速率,w/m2 —导热面积,即垂直于热流方向的表面积,k/mλ—比例系数,热导率,w/m.k 。

1.传热的概念:传热是由于温度差而引起的能量转移。

热量总是自动地由高温区传递到低温区。

热量传递是自然界中普遍存在的物理现象,在工程技术、工业生产及日常生活中都有着广泛的应用。

2.传热在食品工程中的应用:食品加工过程中的温度控制、灭菌过程以及各种单元操作(如蒸馏、蒸发、干燥、结晶等)对温度有一定的要求。

3.传热的基本方式及特点。

q --热流密度,w/m 2λ--导热系数(或热导率),w/m.k 。

式中的负号指热流方向和温度梯度方向相反。

傅立叶定律 傅立叶定律是热传导的基本定律,它指出:热流密度与温度梯度成正比。

热传导物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导热对流流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流。

热对流仅发生在流体中热对流的两种方式:强制对流:因泵、风机或搅拌等外力所导致的对流称为强制对流自然对流:由于流体各处的温度不同而引起的密度差异,致使流体产生相对位移,这种对流称为自然对流热辐射因热的原因而产生的电磁波在空间的传递,称为热辐射。

所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去,而不需要任何介质。

任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能,但是只有在物体温度较高的时候,热辐射才能成为主要的传热形式。

4.在食品生产中,物料在换热器内被加热或冷却时通常需要用另一种流体供给或取走热量,此种流体称为载热体。

5. 热传导:物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。

6.傅立叶定律中的负号是指热流方向和温度梯度方向相反。

7.对流传热:是在流体流动进程中发生的热量传递现象,它是依靠流体质点的移动进行热量传递的,与流体的流动情况密切相关。

8. 影响对流传热系数的因素流体的状态、流体的物理性质、流体的运动状况、流体对流的状况、传热表面的形状、位置及大小等。

9.对流传热系数关联式中准数的符号及意义。

在数值上等于单位温度差下、单位传热面积的对流传热速率,其单位为W/(m2·℃),它反映了对流传热的快慢,α愈大表示对流传热愈快。

10. 蒸汽冷凝有膜状冷凝和滴状冷凝两种方式。

膜状冷凝:由于冷凝液能润湿壁面,因而能形成一层完整的液膜。

在整个冷凝过程中,冷凝液膜是其主要热阻滴状冷凝:若冷凝液不能润湿冷壁面,由于表面张力的作用,冷凝液在壁面上形成许多液滴,并沿壁面落下,该种冷凝称为滴状冷凝。

11.冷、热流体通过间壁两侧的传热过程包括热流体以对流方式将热量传递给管壁、热量以热传导方式由管壁的一侧传递至另一侧、传递至另一侧的热量又以对流方式传递给冷流体三个步骤。

影响冷凝传热的因素:●不凝性气体的影响: 在蒸汽冷凝时不凝性气体在液膜表面形成一层气膜,使传热阻力加大,冷凝对流传热系数降低。

●蒸汽流速和流向的影响:●冷却壁面的高度及布置方式:●流体物性:冷凝液的密度越大,粘度越小,则液膜厚度越小,a越大。

12.总传热系数K的数值取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型。

K ——换热器的平均总传热系数, w/(m2·k )S ——换热器的总传热面积, m2ΔT-- 换热器间壁两侧流体的平均温差逆流和并流时的平均温度差ΔTm 称为对数平均半径。

当ΔT2/ ΔT1≤ 2时,可用(ΔT2+ ΔT1)/2代替对数平均温度差。

13.间壁式换热器换热操作中,壁温总是接近对流传热系数较大 一侧流体的温度。

14.强化传热的途径有增大传热面积、降低加热介质温度、增加平均温度差、减少传热阻力等。

15.在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用提高空气流速方法来提高传热速率最合理。

16.蒸汽冷凝时的热阻决定于液膜厚度。

第四章 颗粒与流体之间的相对运动1.单颗粒的特性主要是颗粒的大小、形状、和表面积。

2. 颗粒的当量直径的三种表示方法。

等体积当量直径:颗粒的等体积当量直径为与该颗粒体积相等的直径。

m ;V ―颗粒的体积,m3。

等比表面积当量直径: 与非球形颗粒比表面积相等的直径为该颗粒的等比表面积当量直径。

m ;等表面积当量直径: 与非球形颗粒表面积相等的直径为该颗粒的等表面积当量直径。

3. 床层的空隙率ε的概念及影响因素。

空隙率的大小与颗粒形状、粒度分布、颗粒直径与床层直径的比值、床层的填充方式等因素有关。

4. 影响床层压降的因素有三个,即操作因素u ,流体物性ρ和μ,床层特性ε和a 。

所有这些因素中,影响最大的是床层空隙率ε 。

流体通过一组平行细管流动的压降为ΔP---流体通过床层的压降,Pa; L—床层高度,m ;de -床层流道的当量直径,m ;u1-流体在床层内的实际流速,m/s欧根方程,其实验范围为 Rep =0.17~420当(Re)p ﹤20时,等式右边第二项可忽略。

当(Re)p ﹥1000时,等式右边第一项可略去。

5.在重力沉降操作中,影响沉降速度的因素主要有颗粒体积分数、器壁效应和颗粒形状。

沉降速度则可得沉降速度计算式≤ 2×105 牛顿区)影响沉降速度的因素(1) 颗粒直径dp:2) 连续相的粘度μ 3) 两相密度差(ρ p-ρ):4) 颗粒形状 5) 壁效应:当颗粒在靠近器壁的位置沉降时,由于器壁的影响,其沉降速度较自由沉降速度小,这种影响称为壁效应。

相关文档
最新文档