食品工程原理-食品工程原理试卷A及答案【考试试卷答案】

食品工程原理-食品工程原理试卷A 及答案【考试试卷答案】
食品工程原理课程考试试卷A
适用专业： 考试日期：
试卷所需时间：120分钟 试卷总分： 100分
一、 填空（每小题1分共48分）
1、离心泵的主要部件包括 ， 和 。

2、流体在管路中流动时的阻力可分为 和 两种。

3、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是 形曲线，中心最大速度为平均速度的 倍。

4、离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生 现象。

5、对接近常压的溶质浓度低的气液平衡系统，当总压减小时，亨利系数E ，
相平衡常数m ，溶解度系数 。

6、在常压逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，操作液气比为1.35，气液平衡关系为Y=1.8X ，则溶质组分的回收率最大可达 。

7、若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头 ，流量 ，效率 ，轴功率 。

8、离心泵将低位敞口水池的水送到高位敞口水槽中，若改送密度为1200kg/m ，其他性
质与水相同的液体，则流量 ，压头 ，轴功率 。

9、传热的基本方式包括 ， 和 。

10、 在精馏过程中，增大操作压强，则物系的相对挥发度 ，塔顶温度 ，塔釜温度 ，对分离过程 利。

11、 某两种组分物系，其相对挥发度α=3，对第n 、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.3，则yn-1= 。

12、 在规定的沉降速度ut 条件下，降尘室的生产能力只取决于降尘室 而与其 无关。

13、 蒸汽冷凝有 和 两种。

14、 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在 程流动，总传热系数接近于 的对流传热系数。

15、 在非金属液体中， 的导热系数最大，大多数液态金属的导热系数随温度升高而 。

16、塔板负荷性能图由 ， ， ， ，
五条线组成。

加大板间距，则液泛线 ；减少塔板开孔率，则漏夜线 ；增加降液管面积，则液相负荷上限线 。

17、在一定的温度和总压强下，以湿空气作干燥介质，当所用空气的相对湿度φ减小时，
则湿物料的平衡水分相应 ，其自由水分相应 。

18、在101.33kPa 的总压下，将饱和空气的温度从t1降至t2，则该空气下列参数
如何变化：φ ，H ，tw ，td 。

19、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi 为1000 W/(m ²·℃),若将水的流量增加
一倍，而其他条件不变，则αi = W/(m ²·℃)。

二．简答题（每小题3分共12分）
1．试验研究水对O 2,NH 3,CO 2和NO 2的吸收时，是气膜阻力大还是液膜阻力大？你是怎样判断的？
2．蒸汽冷疑传热时，滴状冷疑比膜状冷疑的传热系数大，为什么？可采用什么措施使
膜状冷疑变滴状冷疑？ 3.根据湿空气的相对湿度，干球温度，通过I-H 图求取空气的其它参数。

4.对进料热状态参数q 的确定。

三、计算题（40分） 1．附图所示为一牛奶输送系统。

牛奶用泵由真空锅被抽送经冷却器至为于9m 高度的牛奶贮罐。

吸入管长和排出管的规格均为Φ100mm×8mm。

真空锅內的真空度为660mmhg, 贮罐开口通大气，牛奶输送量为4.35t/h,整个管路包括冷却器在內的摩擦损失为50J/kg,试近似估计泵所需的能量。

估算时将牛奶比重视为1(8分)
2. 在逆流换热器中，用初温为20°C 的水将1.25kg/s 的液体（比热容为
1.9kJ/kg.°C,密度为850kg/m 3），由80°C 冷却到30°C 。

换热器的列管直径为
ø25*2.5mm，水走管方。

水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW/(m 2.°C)和
院系： 专业班级： 姓名： 学号：
装 订 线
1.70kW/(m
2.°C)，污垢热阻可忽略。

若水的出口温度不能高于50°C，试求换热器的传热面积。

(10分)
3.在逆流操作的吸收塔中，于101.33kPa,25°C下用清水吸收混合气中的H2S，将其浓度由2%降至0.1%（体积）。

该系统符合亨利定律。

亨利系数E=5.52*104kPa。

若取吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算操作液气比L/V及出口液相组成X1。

又若压强改为1013 kPa而其它条件不变，再求L/V及X1。

（10分）
4
．有两股原料，一股为100kmol/h含苯0．6及甲苯0．4的混合液，另一股为100kmol/h
含苯0．2及甲苯0．8的混合液，拟用精馏操作进行分离，要求馏出液含笨0．9，釜液含苯0．05。

塔顶为全凝器，塔釜为间接水蒸气加热。

回流比为2。

问以下两种方案哪种所需理论板数少？(12分)
1)两股原料分别在其泡点下进入相应浓度的塔板上；
2)将两股原料混合后在其泡点下进入相应浓度的塔板上。

一、填空题
1、叶轮导轮轴封装置
2、直管阻力局部阻力
3、3、抛物线 2
4、4、气蚀
5、5、不变增大不变
6、6、75%
7、7、减小减小下降增大
8、8、不变不变增大
9、9、热传导热对流热辐射
1010、下降升高升高不
1111、0.794
1212、底面积高度
1313、滴状冷凝膜状冷凝
1414、管原油
1515、水降低
1616、雾沫夹带线液泛线液相负荷上限线漏夜线液相负荷下限线上移下移右移
1717、减小增大
1818、不变降低降低降低
1919、1740
二、简答题
1．①相互接触的汽液两相存在稳定的相界面。

(1分)
②在相界面处汽液两相达到平衡。

(1分)
③在层流膜以外气液两相的浓度均匀，阻力为0，相界面处阻力为0，主要集中在双膜层内。

(1分)
2．①汽蚀现象是：当叶轮入口处的压强低于或等于同温度下输送液体饱和蒸汽压时，液体产生沸腾现象，汽泡从低压运动到高压区或凝结破裂同周围液体以很高速度和很大的频率冲向泡沫中心，造成局部冲击力，发出噪音振动，叶轮呈海绵状损坏。

(2分)
②防止：降低安装高度。

(1分)
3．答：(3分)
4．答：(3分) （1）饱和液体进料，q=1
(2) 饱和蒸气进料，q=0
(3)气液混和物进料：0＜q＞1
(4)冷液进料：q＞1
（5）过热蒸气进料：q＜0
三、计算题
1. 解:
Z1g+u12/2+P1/P+w e=Z2g+u22/2+P2/P+Σhf (2分)
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Z1=0 Z2=9
x F1 =0.4 (4分) u1=0 u2=0
P1=0（表1）P2= -660×1.013×105/760= -8797Pa (2分)
u=m S/P S=(4.35×103/3600)/[1000×(0.084)2×π/4]=0.21m/s
W e=9×9.81-8797/1000+50=129.49J/Kg (2分)
N e= W e W S= W e×4.35×103/3600=156.5W (2分)
2．解：Q=KΔΔt m (2分)
Q=W h Cp h(T1-T2)=1.25×1.9×103(80-30)=1.87×105J/s (2分)
Δt m=(30-10)/ln(30-10)=18.2 (2分)
1/K=1/a0+d0/(a i d I)=1/1.7+25/(0.85×20) 得K=500w/m2.℃(2分)
S=1.187×105/(500×18.2)=13m2(2分)
3.解:
X1
2 Array X1↓↑Y1
①m=E/P=5.52×104/101.33=545
Y1=0.02 Y2=0.001
X1=? X2=0 (4分)
②L/V=(u1-u2)/(X1-X2) L/V=1.2(L/V)min (L/V)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-X2)=518
∴L/V=1.2×518=622 X1=3.12×105(3分)
③P=1013Kpa时L/V=62.2
X1=3.12×104(3分)
4．解：（1）精馏塔被分成三段：
第一段，操作线方程 R/(R+1)y n+x D/R+1
截距为 x D/R+1= 0.9/2+1=0.3 (2分)
第二段，为两股进原料之间，经物料衡算
其操作线方程y s+1= L′′/V′′x s+(Dx D- F1 x F1 )/ V′′
进料为饱和液体V′′=V=（R+1）D
L′′=L+ F1
则操作线方程y s+1= L+ F1/（R+1）D x s+(Dx D- F1 x F1 )/ （R+1）D
全塔物料衡算得D=82.35kmol/h W=117.65 kmol/h
所以截距为 (Dx D- F1 x F1 )/ （R+1）D=0.057 (6分)
第三段，与一般精溜段相同
（2）两股原料混合
F1 x F1+ F2 x F2=Fx F
则 100×0.6+100×0.2=200 x F。