1、食品工程原理復習大綱一、課程性質及其設置目的與要求（一）課程性質和特點食品工程原理屬工科學科，是食品科學與工程專業的一門主干課。本課程培養學生用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題。研究方法主要是理論解析和理論指導下的實驗研究。本課程強調工程觀點；定量運算，實驗技能和設計能力的訓練；強調理論與實際結合，提高分析問題和解決問題的能力，為后繼課程的學習及今后的工作打下堅實基礎。（二）本課程的基本要求本課程的主要研究內容是以輕化工生產中的物理加工過程為背景，按其操作原理的共性歸納成的若干“單元操作”。 通過本課程的學習，應考者應該掌握流體流動、傳熱和傳質的基礎理論，主要單元操作的基本原理、實驗

2、技能和工藝設計計算，建立工程觀點，對各有關單元操作，具有分析問題和解決問題的能力。（三）本課程與相關課程的聯系本課程是學生在具備了必要的高等數學，物理學，物理化學，計算技術等基礎知識后必修的技術基礎課，應考者若具有扎實的上述課程的基礎有助于更好地學習食品工程原理課程。學好本課程，也能為后繼課程的學習及今后的工作打下堅實基礎。二、課程內容與考核目標緒論（一）課程內容（ 1 ）本課程的性質、研究對象與方法、目的、任務（ 2）食品工程單元過程的分類動量傳遞過程包括流體的流動及輸送、非均相物系的分離、物料的攪拌等；傳熱過程包括傳熱理論及設備、蒸發、冷凍等；傳質過程包括氣體的吸收、液體的蒸餾、固體的干燥

3、等。（ 3）幾個基本概念質量守恒定律及其物料衡算；能量守恒定律及其能量衡算；單位、因次及其單位制度；單位換算；過程速率；三傳過程的高度統一表述。（ 4）化工單元操作與食品工程之間的聯系及其區別。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握食品單元操作的概念和特點，食品單元操作的研究內容和研究方法論，單元操作歸一表述，物理量的單位換算，物料衡算和能量衡算的概念，單元操作的平衡關系。（三）考核知識點和考核要求1 ）了解本課程的性質、研究對象與方法、任務2）掌握學習本課程的幾個基本概念（ 3）理解研究食品工程基本過程的意義（ 4）理解物理量的因次式和單位制度（ 5）了解化工單元操作與食品工程單元操作之間

4、的聯系與區別第 1 章 流體流動及輸送機械（一）課程內容（ 1 ）流體靜力學流體的密度；靜壓能；流體靜力學基本方程式及其應用。（ 2）流體動力學流量；流速；穩定流動與不穩定流動；連續性方程式；伯努利方程式及其應用；層流流動阻力求取的數學模型方法。（ 3）流動類型流體的粘度與牛頓粘性定律；流動形態與雷諾準數；滯流與湍流。（ 4）流體在管內的流動阻力直管阻力；層流；湍流流動阻力；局部阻力的計算；量綱分析用于湍流阻力系數的實驗求取方法。（ 5）管路計算與流量測量簡單管路；并聯管路；單聯管路；分支管路；畢托管；孔板；文丘里管；轉子流量計。（ 6）離心泵工作原理及主要部件；主要性能參數；特性曲線及其應用

5、；流量調節；運轉與啟動的注意事項；安裝高度；離心泵的類型與選用。（ 7）其它類型泵簡介往復泵；計量泵；旋渦泵。（ 8）氣體輸送機械離心式通風機；鼓風機；往復式壓縮機；真空技術及真空泵。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握流體靜力學方程，運用靜力學方程解決實際問題的各類計算，總能量衡算式和機械能衡算式（伯努利方程）的推導及各類應用計算，流體流動阻力的概念和計算，管路計算，離心泵的主要性能參數和特性曲線，管路工作點計算，離心泵安裝高度和選型。（三）考核知識點和考核要求（ 1 ）理解流體平衡和運動的基本規律 （ 2）熟練掌握靜力學基本方程、連續性方程、伯努利方程及其應用 （ 3）了解管路的材料和

6、構成、管件、閥門的作用和規格等實際方面的知識 （ 4）理解流體的兩種流動類型 （ 5）了解量綱分析的基本概念及其應用 （ 6）熟練掌握流體在管路中流動的阻力損失計算以及管路計算、輸送設備的功率計算等 （ 7）了解管路中流速和流量的測定所使用儀表的原理、構造和性能 （ 8）理解流體輸送機械的作用原理、簡單構造、主要性能參數、選型的依據及使用注意事 項（ 9）了解食品真空技術的基本原理第 2 章 傳熱（一）課程內容（ 1 ）概述傳熱的基本方式；典型的傳熱設備；穩定傳熱與不穩定傳熱。（ 2）熱傳導付立葉定律；導熱系數；單層及多層平壁、圓筒壁的穩定熱傳導。（ 3）對流傳熱對流傳熱過程分析；牛頓冷卻定律

7、；對流傳熱系數及相關聯式；流體在圓形直管內強制對流時對流傳熱系數的計算。（ 4）冷凝與沸騰傳熱簡介（ 5）熱輻射克希霍夫定律；斯蒂芬波爾茲曼定律；兩固體間的輻射傳熱及其強化措施。（ 6）穩態傳熱過程的計算傳熱速率方程式；平均溫度差與傳熱系數的計算；換熱器的設計計算及其選擇。（ 7）非穩態傳熱過程的計算非穩態導熱的計算公式推導及計算方法；非穩態熱對流的計算公式及計算。（ 8）傳熱設備類型列管式換熱器的選用及舉例；強化傳熱的措施。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握平板和圓筒導熱計算，非穩態固體導熱，對流傳熱系數及各類公式，穩態對流傳熱計算，各類換熱器的特點及結構，列管式換熱器的設計。（三）考

8、核知識點和考核要求（ 1 ）理解傳熱過程的基本原理，影響傳熱率的因素及控制傳熱速率的一般規律（ 2）重點掌握穩態和非穩態過程傳熱的計算公式和計算方法（ 3）了解換熱器設計的一般步驟第3、4 章 過濾、壓榨、沉降、離心分離、粉碎、乳化（一）課程內容（ 1 ）重力沉降沉降速度；重力沉降設備。（ 2）離心沉降沉降速度；離心沉降設備。（ 3）過濾過濾操作的基本概念；過濾基本方程式；恒壓與恒速過濾；過濾常數的測定；過濾設備。（ 4）流化床操作和氣力輸送流化床；流化床層壓降；氣力輸送。（ 5）液體攪拌混合效果度量；混合機理；攪拌器；攪拌器的功率；攪拌器放大。（ 6）乳化乳化劑的使用；乳化分散方法；機械均質

9、。（ 7）氣流超微粉碎氣流粉碎的優缺點；氣流粉碎的工質；氣流式超微粉碎機的類型。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握顆粒幾何特性的表征方法，重力沉降計算，過濾基本方程式及過濾計算，典型過濾設備的結構和操作要點，流化床的概念及其特性，混合機理，乳化、均質和氣流粉碎的概念。（三）考核知識點和考核要求（ 1 ）理解非均相物系用機械方法分離的原理，適用范圍以及主要設備的性能，要求根據分離任務正確選擇分離方法及設備（ 2）重點掌握過濾基本方程式及過濾計算（ 3）掌握典型的過濾設備的結構和操作（ 4）重點掌握半理論半經驗數學模型法在開發流體通過固定床顆粒層流動壓降公式中的應用（ 5）理解流化床的原理和

10、操作方法（ 6）了解氣力輸送的概念（ 7）一般了解液體攪拌、乳化、氣流超微粉碎的基本概念及應用第5、6章蒸發、結晶、冷凍濃縮（一）課程內容（ 1 ）蒸發單效蒸發的計算及蒸發器的生產強度；多效蒸發。（ 2）熱殺菌殺菌效果的表征；熱殺菌時間的計算。（ 3）結晶結晶基本概念；食品工業常用結晶方法與設備；結晶操作的基本計算。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握單效蒸發的計算，殺菌效果的表征，結晶的物料衡算，實際蒸汽壓縮制冷計算。（三）考核知識點和考核要求（ 1 ）理解蒸發、熱殺菌、結晶、冷凍濃縮和食品凍結的基本概念和原理（ 2）重點掌握蒸發、熱殺菌、結晶、冷凍濃縮和食品凍結的計算（ 3）了解蒸發、

11、熱殺菌、結晶、冷凍濃縮和食品凍結的應用第 7 章 蒸餾、吸收、萃?。ㄒ唬┱n程內容（ 1 ）蒸餾的平衡關系汽液平衡物系的自由度和拉烏爾定律；雙組分汽液相平衡圖；相對揮發度與相平衡關系的近似表達式；非理想物系的汽液相平衡；總壓對相平衡的影響。（ 2）簡單蒸餾和平衡蒸餾簡單蒸餾；平衡蒸餾。（ 3）二元物系連續蒸餾計算及設計精餾；雙組分連續精餾計算。（ 4）吸收的平衡關系氣體的溶解度；影響平衡關系的主要因素；亨利定律。（ 5）吸收計算吸收塔的物料衡算；填料層高度的計算。（二）學習要求要求通過對本章的學習，重點掌握蒸餾物系的平衡關系與表達，簡單蒸餾和平衡蒸餾計算，精餾系統的組成和操作，二元物系連續蒸餾的

12、計算內容；要求通過對本章的學習，掌握氣體的吸收平衡表達方法；填料吸收塔的設計計算。（三）考核知識點和考核要求（ 1 ）理解計算傳質通量的理論級模型方法的含義和用法（ 2）了解食品類型生產過程中常用的蒸餾方法（ 3）理解雙組分溶液的汽液平衡關系、表達方法及相關計算，掌握相平衡方程（ 4）了解平衡蒸餾和簡單蒸餾（ 5）理解精餾的概念和精餾流程（ 6）掌握板式精餾塔的物料衡算、理論板數的確定、進料狀態的表達及選擇、回流比對精餾過程的影響及確定、實際塔板數的確定（ 7）掌握雙組分物系用板式塔進行常壓精餾的計算。（ 8）理解計算傳質通量的微分模型方法的含義和用法（ 9）掌握吸收操作的基本概念；理解吸收操

13、作的氣液平衡關系及表達方法（ 10 ）掌握填料吸收塔的物料衡算、填料層高度的計算方法。第8、 9 章 吸附、浸取、膜分離（一）課程內容（ 1 ）萃取萃取的平衡關系；萃取的計算。（ 2）浸取浸取的相關概念；浸取的平衡關系；浸取的計算；超臨界流體浸取技術。（ 3）吸附吸附的基本概念；吸附分離理論；吸附計算。（ 4）離子交換離子交換的基本概念；離子交換理論；離子交換裝置及交換區高度計算原則。（ 5）膜分離分離膜和膜分離在食品工業的應用；膜分離的類型；分離膜材料和及膜組件；膜分離過程的數學模型及有關計算。（二）學習要求要求通過對本章的學習能重點掌握三角形相圖；單級萃取計算；膜及膜分離的概念；膜分離過程

14、的數學模型。（三）考核知識點和考核要求1 ）理解萃取的基本概念、萃取體系相平衡及操作原理2）掌握萃取過程的理論級概念和計算3）了解浸出的基本概念、浸出過程與浸出理論4）理解浸出速率及理論級數的求取方法（ 5）了解超臨界萃取的基本原理與應用（ 6）理解吸附平衡的基本原理（ 7）理解吸附理論級概念和計算（ 8）了解離子交換原理和過程（ 9）理解離子交換平衡級計算（ 10 ）了解膜分離的原理和應用（ 11）理解膜分離計算原理第10、 11 章 干燥、制冷（一）課程內容（ 1 ）濕空氣的性質及濕度圖濕空氣性質；濕度； 相對濕度；濕比熱；濕比容；濕焓；干球溫度；濕球溫度；露點溫度等；濕空氣的濕度圖及其應

15、用。（ 2）干燥過程的物科和熱量衡算濕物料中含水量的表示方法；物料和熱量衡算；干燥器出口空氣狀態的確定。（ 3）干燥速率和干燥時間物料中所含濕分的性質；干燥過程機理；干燥曲線和干燥速率曲線；恒定干燥條件下干燥時間的計算。（ 4）干燥器簡介（ 5）噴霧干燥液滴的霧化；液滴在干燥室內的傳熱與傳質。（ 6）冷凍干燥冷凍干燥過程原理；冷凍干燥傳熱傳質理論；冷凍干燥機。（ 7）制冷蒸汽壓縮制冷的原理；理論蒸汽壓縮制冷流程；實際蒸汽壓縮制冷流程；蒸汽壓縮制冷循環的計算；冷凍能力的換算；制冷劑和載冷劑。（ 8）冷凍濃縮和食品凍結。（二）學習要求要求通過對本章的學習，掌握濕空氣狀態參數及其求取，濕空氣的焓濕圖

16、及應用，空氣對流干燥的物料和熱量衡算，干燥速率和干燥時間，干燥設備的類型及結構，噴霧干燥和冷凍干燥的概念和特點。（三）考核知識點和考核要求1 ）理解以空氣作為干燥介質去除物料中水分的干燥過程2）熟練掌握濕空氣的性質、濕度圖及其應用3）理解干燥機理4）掌握干燥過程的物料和熱量衡料、干燥速率和干燥時間的計算5）了解各種干燥設備的性能和應用6）理解噴霧干燥和冷凍干燥的原理和設備原理練習題一、流體力學（流體流動與輸送、過濾、沉降）一、名詞解釋1、過程速率：是指單位時間內所傳遞的物質的量或能量。2、雷諾準數：雷諾將u、d、小、p組合成一個復合數群。Re值的大小可以用來判斷流動類型。3、揚程（壓頭）：是指

17、單位重量液體流經泵后所獲得的能量。4、分離因數:同一顆粒在同種介質中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值。5、單元操作：食品加工過程中的基本的物理過程稱為單元操作。6、風機的全風壓：單位體積的風經過風機后所獲得機械能的有效（凈）增量。7、層流：把不同流體層的流體質點彼此不會混雜在一起的流動狀態稱為層流。二 .填空題1 .理想流體是指 的流體。 （黏度為零）2 .對于任何一種流體，其密度是 和 的函數。 （壓力， 溫度）3 .某設備的真空表讀數為200mmHg,則它的絕對壓強為 mmHg。當地大 氣壓強為101.33X103Pa。 （ 560mmHg）4 .在靜止的同種連續流體的內部，各截面上 與

18、 之和為常數。 （位能，靜壓能）5 .轉子流量計讀取方便，精確， 流體阻力 ， 不易發生故障；需 安裝。（小，垂直）6 .米糠油在管中作流動，若流量不變,管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的倍。 （ 2）7 .米糠油在管中作層流流動，若流量不變，管徑、管長不變，油溫升高，粘度為原來的 1/2 ，則摩擦阻力損失為原來的倍。 （ 1/2）8 .米糠油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變, 管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的倍。 （ 1/16）9 .實際流體在直管內流過時，各截面上的總機械能守恒，因實際流體流動時有 。 （不，摩擦阻力）10 .任何的過程速率均與該過程的推動力成比，而與

19、其阻力成比。（正，反）11 .在離心泵吸入管底部安裝帶吸濾網的底閥，底閥為。 （逆止閥）12 . 是為了防止固體物質進入泵內，損壞葉輪的葉片或妨礙泵的正常操作。（濾網）14 .泵的穩定工作點應是特性曲線與 特性曲線式M 的交點。 （ 管路，泵或H-qv）15 .產品樣本上離心泵的性能曲線是在一定的下，輸送 時的性能曲線。 （轉速，20的水）16 .用離心泵向鍋爐供水，若鍋爐中的壓力突然升高，則泵提供的流量，揚程 。 （減少；增大）17 .根據操作目的（或離心機功能），離心機分為過濾式、和 三種類型。 （沉降式、分離式）18 . 常速離心機、高速離心機、超速離心機是根據的大小劃分的。 （分離因數

20、）19 .某設備進、出口的表壓分別為 -12 kPa和157 kPa,當地大氣壓為101.3 kPa,試求此設備進、出口的壓力差為Pa。 （答：-169kPa）三 .選擇題1 .在連續穩定的不可壓縮流體的流動中，流體流速與管道的截面積（ A ）關系。A.反比B.正比C.不成比2 .當流體在園管內流動時，管中心流速最大，層流時的平均速度與管中心的最大流速的關系為（ B ）。A. u = 3/2 umax B. u= 1/2 umax C. u= 0.8umax3 .湍流的特征有（ C ）。A. 流體分子作布朗運動中B流體質點運動毫無規則，且不斷加速C.流體質點在向前運動中，同時有隨機方向的脈動D

21、.流體分子作直線運動4 .微差壓計要求指示液的密度差( C )。A. 大 B. 中等 C. 小 D. 越大越好5 .水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應器，當管道上的閥門開度減小后,其水流量、摩擦系數、管道總阻力損失將分別處于(D ) 。A. 增大、減小、不變B. 減小、增大、增大C. 增大、減小、減小D. 減小、增大、不變6當不可壓縮理想流體在水平放置的變徑管路中作穩定的連續流動時，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力( A )。A.不變B.增大C.減小D.不確定7、水在內徑一定的圓管中穩定流動，若水的質量流量保持恒定，當水溫度升高時，Re值將(C )。A.變大B.變小C.不變D.不

22、確定8層流與湍流的本質區別是( D )。A.湍流流速大于層流流速B.流動阻力大的為湍流，流動阻力小的為層流 C.層流的雷諾數小于湍流的雷諾數D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動9在流體阻力實驗中，以水作工質所測得的直管摩擦阻力系數與雷諾數的關系不適用于( B )在直管中的流動。A.牛頓型流體B.非牛頓型流體C.酒精D.空氣10 . 一臺試驗用離心泵，開動不久，泵入口處的真空度逐漸降低為零，泵出口處的壓力表也逐漸降低為零，此時離心泵完全打不出水。發生故障的原因是( D )。A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 壓出管路堵塞D. 吸入管路漏氣11 .離心泵停止操作時，宜(A ) 。A. 先關出口閥

23、后停電B. 先停電后關出口閥C. 先關出口閥或先停電均可D. 單級泵先停電，多級泵先關出口閥12.離心泵銘牌上標明的揚程是指(B ) 。A. 功率最大時的揚程B. 效率最高時的揚程C. 泵的最大揚程D. 最大流量時的揚程13 .泵安裝地點的海拔越高，其（C ） 。A. 大氣壓力就越高，允許吸上真空高度就越高B. 大氣壓力就越高，允許吸上真空高度就越小C. 大氣壓力就越低，允許吸上真空高度就越小D. 大氣壓力就越低，允許吸上真空高度就越大14 .噴射泵是利用流體流動時（ A ）的相互轉換來吸送流體。A. 動能和靜壓能B. 動能和位能C. 靜壓能和位能15 .在一定流量下，流體在并聯管路中作穩定連

24、續流動，當并聯管路數目愈多，則（ C ） 。A. 流體阻力損失越大B. 流體阻力損失越小C. 流體阻力損失與并聯管數無關16 . 在法定計量單位制種，粘度的單位（D ） 。A. cP B. P C. g/（cm s） D. Pa s17 .以下表達式中正確的是（B ） 。A.過濾速率與過濾面積 A成正比B.過濾速率與過濾面積平方 A2成正比C.過濾速率與所得濾液體積V成正比 D.過濾速率與虛擬濾液體積Ve成反比 18沉降速度在斯托克斯區即層流區，說明（ C ）。A.粘性阻力、形體阻力都起作用B.粘性阻力、形體阻力都不起作用C.粘性阻力起主要作用D.形體阻力起主要作用問答題1.離心泵與往復泵通常

25、可采用哪些方式進行流量調節？答：離心泵進行流量調節通常有三種方法，即改變閥門的開度，改變泵的轉速與切削葉輪調節。往復泵流量調節通常采用改變電機轉速，調節活塞往復的次數, 旁路調節。2當離心泵啟動后不吸液，其原因主要有哪些？答：離心泵啟動后不吸液可能的原因：由于灌液不夠或底閥、泵殼密封不嚴 密而漏液.使泵內存有空氣發生氣縛現象；底閥或吸入管路堵塞；安裝高 度過高（氣蝕）：電機接線不正確致使葉輪反轉。3 . 雷諾準數的物理意義及判斷流動類型？ 答：物理意義：慣性力與黏性力之比。判斷類型：Re0 2000時，為層流；Re>4000時，為湍流；Re在2000-4000為過渡流。4 .離心泵工作原

26、理？答：先將泵殼內灌滿被輸送的液體。啟動泵軸帶動葉輪旋轉，葉片之間的液體隨葉輪一起旋轉，在離心力的作用下，液體沿著葉片間的通道從葉輪中心進口處被甩到葉輪外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面逐漸擴大，大部分動能轉變為靜壓能。于是液體以較高的壓力，從壓出口進入壓出管，輸送到所需的場所。當葉輪中心的液體被甩出后，泵殼的吸入口就形成了一定的真空，外面的大氣壓力迫使液體經底閥吸入管進入泵內，填補了液體排出后的空間。這樣， 只要葉輪旋轉不停，液體就源源不斷地被吸入與排出。5 .離心泵“氣縛”現象？答：離心泵若在啟動前未充滿液體，則泵殼內存在空氣。由于空氣密度很小，所產生的離心力也很小。

27、此時，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內。雖啟動離心泵，但不能輸送液體。6、什么是泵與風機的工作點？為什么要對泵與風機的工作點進行調節？答：泵與風機的特性曲線與管路特性曲線的交點稱為泵與風機處于管路系統中的工作點，對泵與風機的工作點進行調節是為了適應和滿足生產實際對流量和能頭需求變化的要求。7、離心泵的汽蝕現象是如何產生的?它有哪些危害？答：當離心泵吸入口處的壓力低于輸液溫度下該液體的飽和蒸汽壓時，泵入口處液體沸騰汽化，形成大量汽泡，當它們隨液體進入葉輪高壓區被壓縮,又迅速凝成液體,體積急劇變小，周圍液體以極高速度沖向凝聚中心，產生極大的局部壓力，此時液體質點的急劇沖擊連續打擊葉輪的金

28、屬表面，使葉片受到嚴重損傷，這種現象稱為汽蝕；離心泵在汽蝕狀態下工作時，使泵的工作性能變壞甚至使其無法工作；產生強烈震動和噪音；導致葉輪的損壞二、熱量傳遞（傳熱、制冷）一、名詞解釋1、對流傳熱：通過流體內分子的定向流動和混合而導致熱量的傳遞。2、自然對流：當流體與熱表面接觸,流體內產生密度差,較高溫度流體的低密度產生浮力,使較熱流體上升,較冷流體補位,形成自然對流。3、熱通量：單位時間、單位面積所傳遞的熱量?；驘崃髁颗c傳熱面積之比。4、錯流：參與換熱的兩流體在傳熱面的兩側分別彼此呈垂直方向流動。5、熱交換：兩個溫度不同的物體由于傳熱，進行熱量的交換。6、穩定恒溫傳熱：兩種流體進行熱交換時，在沿

29、傳熱壁面的不同位谿上，在任何時間兩種流體的溫度皆不變化。7、制冷因數制冷量與所耗外功之比。8、載冷劑（冷媒）：用于將制冷系統產生的冷量傳給被冷卻物體的中間介質。9、凍結速率：凍結始溫和凍結終溫之差與凍結時間比值。10、凍結速度：食品表面到中心間的最短距離與達到10后中心溫度降到冰點所需時間之比。二 . 填空題1.牛頓冷卻定律的表達式為 ,對流傳熱系數a的單位是 o （Q=a AAt , W/m2 - K）2、傅立葉定律是單位時間內的傳熱量與垂直于熱流方向的導熱截面面積和溫度梯度成 。 （正比）3、寫出換熱基本方程（Q=KA At）4 .當換熱器的傳熱量及總傳熱系數一定時，采用操作，所需的傳熱面

30、積較小。 （逆流）5 .冷、熱氣體在間壁換熱器中換熱，熱氣體進口溫度200，出口溫度120，冷氣體進口溫度50，兩氣體物性數據可視為相同,不計熱損失時，冷氣體出口溫度為 。（ 130）6 .冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進口溫度為90，出口溫度為50，冷水進口溫度為15，出口溫度為53，冷熱水的流量相同，則熱損失占傳熱量的。 （ 5%）7 .總傳熱系數K 值有三個來源：、 和計算。 （選取經驗值、實驗測定K 值）8 .熱源溫度愈低，冷源溫度愈高，制冷因數越。 （大）9 . 制冷劑的放熱量包括冷卻、 三個階段放熱量。（冷凝、過冷）10 .一般凍藏食品溫度在 。 （18）11 .食品冷凍時 所放出

31、的熱量是確定制冷設備大小的主要依據。（單位時間）12若流體內部有溫度差存在：當有動傳時必有。 （熱傳）三 .選擇題1 .熱量傳遞的基本方式是（D ） 。A.恒溫傳熱和穩態變溫傳熱；B.導熱給熱和熱交換；C.氣化、冷凝與冷卻； D.傳導傳熱、對流傳熱與輻射傳熱2 .穿過三層平壁的穩定導熱過程，各層界面間接觸均勻，第一層兩側溫度120和 80，第三層外表面溫度為40，則第一層熱阻R1 和第二、三層熱阻R2、R3 的大小為（C ） 。A. R1（R2+R3） B. R1（R2+R3） C. R1=（R2+R3） D. 無法比較3 .對流傳熱流量二系數X推動力，其中推動力是（B ）。A. 兩流體的溫度

32、差B. 流體溫度和壁溫度差C. 同一流體的溫度差D. 兩流體的速度差4 .雙層平壁定態熱傳導，兩層壁厚相同，各層的導熱系數分別為入1和入2,其對應的溫度差為A T1和AT2，若AT1AT2,則入1和入2的關系為（B ）。A.入1入2 B.入1入2C.入1=入2 D.無法確定5 .對一臺正在工作的列管式換熱器，已知a 1 = 116w/m2.K , a 2 =11600 w/m2.K， 要提高傳熱系數(K) ，最簡單有效的途徑是(A ) 。A.設法增大a 1 B.設法增大a 2 C.同時增大a 1和a 26 .用冷卻水將一定量的熱流體由100冷卻到40，冷卻水初溫為15，在設計列管式換熱器時，采

33、用兩種方案比較，方案I 是令冷卻水終溫為30，方案II 是令冷卻水終溫為35，則( C )。A.用水量W1>W2,所需傳熱面積A1=A2 B.用水量WKW2,所需傳熱面積A1>A2 C.用水量 W1>W2,所需傳熱面積A1<A2 D.用水量 W1 = W2,所需 傳熱面積A1 < A27 .低溫(深度)冷凍是指在( D )。A.0C以下的 B.-18c以下的 C.-100c以上的 D.-100c以下的8 .衡量制冷機工作的標準是( A )。A制冷因數B.制冷劑C.制冷量四 .問答題1.簡述傳導傳熱、對流傳熱和輻射傳熱, 三者之間有何不同?傳導熱是固體或靜止流體的分

34、子運動或分子振動傳遞熱量。對流傳熱則是流體質點發生相對位移來傳遞熱量。輻射傳熱是高溫物體以電磁波形式向空間發射能量來傳遞熱量。2、房屋采暖時的暖氣裝置為什么通常放在下部，而空調制冷裝置卻安放在房間的上部？答：一般房間室內換熱通常用自然對流給熱方式，而自然對流給熱的效果與換熱面的位谿有關。采暖時由于熱空氣的氣體受熱后體積膨脹且密度減小。因此熱空氣向加熱面上方流動；同時冷空氣因密度大于熱空氣而下降至加熱面附近，即在加熱面上方的較大空間有利于產生較強的自然對流，從而增加對流給熱效果。同理，空調等制冷安放在房間上部的原因也是增強自然對流效果。3 .影響對流傳熱系數的主要因素？答：流體的狀態：液體、氣體

35、、蒸汽及在傳熱過程中是否有相變化。有相變化時對流傳熱系數比無相變化時大的多；流體的物理性質：影響較大的物性有密度P、比熱 Cp、導熱系數入、粘度N等；流體的流運狀況：層流、過渡流或湍流；自然對流，強制對流；傳熱表面的形狀、位谿及大小：如管、板、管束、管徑、管長、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。4 .簡述食品冷凍機理？答：在0c以下低溫，微生物生命活動顯著受抑制，防食品腐??；氧化和酶反應速度顯著下降；水分活度降低。5 .試述對流傳熱的機理?答：熱流體流過管道時, 在湍流主體中,流體劇烈攏動,形成漩渦, 使質點強烈混合而交換熱量，溫度較均勻，幾乎不存在溫度梯度；但在緊靠管壁，有一層很薄的作層流

36、流動的流體層（層流底層）， 在這層薄層內，熱量傳遞以導熱方式進行，從微觀上言，是靠分子傳遞。由于流體的導熱系數很小，故熱阻絲要集中層流底層內。對管內層流流動，熱量傳遞也是主要靠導熱。但由于溫度存在（軸向的，徑向的），有密度差，會引起質點的對流，比較復雜。6 .換熱器的散熱損失是如何產生的？應如何來減少此熱損失？答：由于換熱器外壁面溫度往往高于周圍外界空氣的溫度，外壁面不斷通過對流和輻射傳將熱量傳給換熱器周圍的空氣而散失，即產生散熱損失。為了減少散熱損失，一般在換熱器外壁面上包上一層（或兩層）導熱系數較小的絕熱材料（或不同的兩種導熱系數較小的絕熱材料），使傳熱熱阻增大，外壁面溫度降低，從而減小了

37、散熱損失。5、何為冷凝傳熱？其各種形式的現象和傳熱能力有何不同?答 :蒸汽同某種壁面接觸時,如果壁面的溫度低于蒸汽的飽和溫度時,蒸汽在壁面上冷凝,此傳熱過程稱為冷凝傳熱。其凝結可分為滴狀冷凝和膜狀冷凝：潤濕性液體的蒸汽可以凝結成完整的膜，而非潤濕性的液體凝結成滴狀液珠，且稍大后即從壁面落下，從而不斷露出壁面，使傳熱系數大增。6、為什么在強化對流傳熱時應當使得層流底層的厚度盡可能薄？答：在對流傳熱時，流體必須通過層流底層把熱量主要以傳導的方式傳遞向換 熱面，層流底層的導熱阻力是整個對流傳熱路徑上的主要阻力部分，而層流底 層的導熱阻力與其厚度成正比，因此在強化對流傳熱時應當使得層流底層的厚 度盡可

38、能的薄。7、何為沸騰？其各個階段的現象和傳熱能力有何不同 ？答：液體和高于其飽和溫度的壁面相接觸時就會產生沸騰，此時壁面向流體放熱 的現象稱為沸騰傳熱。壁面溫度與飽和溫度的差稱為過熱度，過熱度越大，汽泡產 生的頻率也越高。當過熱度在 5-25度時，汽泡產生的速度隨過熱度上升而增加 且不斷離開壁面進入空氣，此時表面傳熱系數提高，稱為泡狀沸騰；當過熱度大于 25度時，由于加熱面產生的汽泡大大增加，且產生速度大于其躍離的速度，致使汽 泡在表面形成一層不穩定的膜，使傳熱能力大大下降，此稱為膜狀沸騰。8、試用壓始圖描述吸入飽和蒸汽以飽和液態開始膨脹的蒸汽壓縮制冷循環過程。答：1-2過程是表示壓縮機中的絕

39、熱壓縮過程，壓 縮過程在同一等嫡線上；2-3過程是冷凝器中的等壓 冷卻冷凝過程，制冷劑先被冷卻成干飽和蒸汽，并 進一步冷凝為飽和液體；3-4過程為膨脹閥中的絕 熱節流過程，是一個等始過程；4-1過程表示蒸發 器內的等壓蒸發過程，其溫度和壓力均保持不變三、質量傳遞（干燥、傳質、蒸播、萃取、膜分離、蒸發、 結晶、吸附等）一.名詞解釋1 .質量傳遞：因濃度差而產生的擴散作用形成相內和相間的物質傳遞過程。2 .介電加熱干燥：是將要干燥的物料谿于高頻電場內，由于高頻電場的交變作用 使物料加熱而達到干燥的目的。3 .臨界含水量：物料干燥達臨界點時的物料含水量4 .比焓：濕空氣的焓為干空氣的焓和水汽的焓之和

40、?；蚍Q濕空氣的熱含量。5 .干燥的表面汽化控制：物料中水分表面汽化的速率小于內部擴散的速率。6 .分子擴散：單相內存在組分的化學勢差，由分子運動而引起的質量傳遞。7 .費克定律：單位時間通過單位面積物質的擴散量與濃度梯度成正比。8 .揮發度：達到相平衡時，某組分在蒸汽中的分壓和它在平衡液相中的摩爾分率之比。9 .超臨界流體：物質處于其臨界溫度和臨界壓力以上狀態時，向該狀態氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液態性質，同時還保留氣體性能。10 .萃?。菏谷軇┡c物料充分接觸，將物料中的組分溶出并與物料分離的過程?；蚶没旌衔锔鹘M分對某溶劑具有不同的溶解度，從而使混合物各組分得到分離與提純

41、的操作過程。二 . 填空題1 .相對濕度小：0（I） 1,小越,空氣吸濕的能力越強，越干燥。（?。? .物料的干燥過程是屬于和 相結合的過程。 （傳熱、傳質）3 、 干燥操作中，不飽和濕空氣經預熱器后濕度， 溫度 。 （不變，升高）4 .在干燥操作中,物料中所含小于平衡水分的水分,稱為 。 （不可去除水分） 。5 .密度、 和 是超臨界流體的三個基本性質。 （黏度、擴散系數）6 . 介于超濾和反滲透之間一種膜分離技術。（納濾）7、納濾是以為推動力的膜分離過程，是一個不可逆過程。（壓力差）8 .常見傳質過程是引起。 （濃度差）9 .超臨界狀態既不是氣體也不同于液體，屬于狀態。 （流體）10 .

42、精餾過程就是利用混合液的各組分具有不同的,利用多次部分、 多次部分的方法,將各組分得以分離的過程。（沸點或揮發度，汽化、冷凝）11 .在濕空氣的焓-濕圖中, 線以下的區域對干燥操作無意義。（飽和空氣）12 .超臨界流體的密度接近于狀態。 （液體）三 .選擇題1 .當物料含水量x 大于臨界含水量x0 時，屬（D ） 。A.干燥速率為零B.內部擴散控制C.降速干燥階段D.恒速干燥階段2 .由濕球溫度方程可知濕球溫度 丁3為（B ）。A.干球溫度、露點的函數B.干球溫度、濕度的函數C.濕球溫度、濕度的函數D.濕球溫度、露點的函數3 .對于一定干球溫度的空氣，當其相對濕度愈低時，其濕球溫度（ C ）。

43、A.愈高 B.不變C.愈低D.不一定，尚與其它因素有關4 .在一定溫度下，物料的結合水與非結合水的劃分，取決于（A ） 。A.物料的性質B.空氣的狀態C.空氣的狀態和物料的性質共同決定D.與影響因素有關5 .在焓濕圖上，已知濕空氣的下列哪兩個參數，可以查得其它未知參數（ A ）。A. （H， T ）B. （Td， H） C. （pv ， H） D. （h， Tw）6 .蒸餾操作屬于（B ）A. 傳熱 B. 傳熱加傳質C. 傳質7 .超臨界萃取時的傳質速率（ A ）其處于液態下的溶劑萃取速率。A.大于；B.小于； C.等于。8 .超濾是利用孔徑（ C ）的超濾膜來過濾含有大分子物質或微細粒子的溶

44、液，使大分子物質或微細粒從溶液中分離出來。A. 100 m； B. 0.0210仙 m； C. 0.0010.02仙 m。9 .傳質過程的阻力是（A ） 。A.擴散阻力 B.熱阻 C.摩擦阻力四 .問答題1 .濕空氣的干球溫度、濕球溫度、露點在什么情況下相等，什么情況下不等答：對于飽和的濕空氣 T = Tw =Td ;對于不飽和的濕空氣 T>Tw >Td。2 .測定濕球溫度時，當水的溫度不同時，對測量結果有無影響？為什么？答：無影響。若水溫等于空氣球溫度時，則由于濕紗布表面的水分汽化而使其水溫下降；若水溫高也會降溫（一方面供給水分汽化需要熱量，一方面散熱至空氣中） ；若水溫低則水分

45、汽化需要的熱量就會從空氣吸熱，最終都會達到濕、熱平衡。3 .在對流干燥過程中, 為什么說干燥介質濕空氣既是載熱體又是載濕體？答：引物料中水分汽化需要熱量，此熱量由空氣供給，而汽化的水汽又要靠空氣帶走（破壞其平衡狀態），以便使干燥能穩定連續地進行。故濕空氣在干燥過程中起到供熱、去濕的作用。因此稱濕空氣既是載熱體又是載濕體。4 .簡要說明對流干燥過程是一傳熱過程，又是一傳質過程？答：濕空氣預熱可提高載熱載濕的能力（濕含量不變，溫度增加，相對濕度下降，傳熱傳質推動力加大）。熱空氣傳熱給濕物料是一個傳熱過程，濕物料中的濕分汽化擴散至氣體主體是一個傳質過程。5如何強化干燥過程？答：強化干燥過程要依據干燥

46、的不同階段而采取不同的措施。在等速干燥階段要使干燥速率提高，其措施有：增大熱空氣的溫度、降低其濕度：增大熱空氣的流速；改變其接觸方式（如垂直流過物料層效果比平行好，若將物料充分分散于氣流中更好）。在降速干燥階段，主要通過改變物料的尺寸（變?。?、厚度（減?。┗驅⑽锪铣浞址稚⒂跉饬髦衼碓龃笃淦?、固兩相的接觸面積或加強攪拌等措施來提高干燥速率。6濕物料經干燥后達不到產品含水量的要求（偏高），你認為應采取什么措施來解決它？答：若在等速干燥階段達不到含水量要求，可適當提高熱空氣的溫度或降低其濕度，或采用加大氣流速度等措施來強化干燥過程，使物料含水量達到要求。若在降速干燥階段達不到含水量要求，則應想法改變

47、汽、固兩相接觸方式，如加強物料層攪拌或改變物料的大?。ㄗ冃?、減薄）等來達到。當然延長干燥時 問也是解決方法之一，但這不是好方法，因為這樣做會使產量減小。7.對萃取法與蒸儲法提取應用特點進行比較？答：萃取法用于混合物中各組分沸點接近或形成包沸物，用一般蒸儲法不能分離或很不經濟；萃取法用于溶質的濃度很低且為難揮發組分， 用蒸儲法所消耗的熱量很大； 萃取法可用于熱敏性混合物的分離，用蒸儲法易受熱破壞。8、等速干燥階段屬于何種控制機理？具特征有哪些？答：屬于表面汽化控制機理，因為此時物料內部中的水分很容易移向表面，物 料表面始終為水分所飽和，決定總的干燥速率的因素是物料的表面汽化條件，即干燥速率受到表

48、面汽化條件的控制和制約，故為表面汽化控制機理。具特征 有:1）物料表面濕潤，汽化面在物料表面；2）物料內部溫度與表面溫度相等都等于 空氣濕球溫度；3）干球溫度與物料表面溫度的差為定值.9、降速干燥階段屬于何種控制機理？其特征有哪些？答：屬于內部擴散控制機理。因為此時濕潤的汽化液面由物料表面移向物料的內部，水分由物料的內部汽化并擴散向表面的阻力大、移動困難 ，決定總的干 燥速率的因素是物料的內部水分擴散，即干燥速率受到內部擴散的控制和制約， 故為內部擴散控制機理。其特征有：1）外干內濕，表面干燥；2）汽化相面移向物 料的內部；3）物料溫度升高，其表面溫度大于內部溫度；4）若表面溫度提高過快， 會

49、引起物料表面的爆裂、變形等危害。四、計算題1、已知密度為1 040 kg/m3,的果汁，以1 kg/s的流量，在內徑為50 mm,長為 60 m的直管內按層流狀態流動，測知果汁在管內的損失壓力為 9032 Pa,試求此 時果汁的粘度為多少Pa s?驗證流態是否屬于層流。已知： =1 040 kg/m3, q m = 1 kg/s, d = 0.05 m, L = 60 m, p f = 9 032Pa 求：果汁黏度，驗證流態。解：u -4qv2 j4q2 20.49 m/sd d 3.14 0.05 1040根據哈根-泊謖葉公式可得:驗證:Re流態是屬于層流。2d Pf0.052 9032 c

50、 0.02432Lu 32 60 0.49d u 1040 0.05 0.4910620.024Pa s20002、把20c水從下水池用離心泵輸送到上方的封閉水箱內， 已知上下水箱內液面 的高度差為30 m,下水池的水面敞開于大氣中，大氣壓為 101 k Pa,上液面的 表壓力為196 k Pa,吸入管道和壓出管道的總損失分別為 2 m和3 m水柱，問所選泵的揚程為多少米？若吸入管內的流速為1.5 m/s,泵的允許吸上真空高度為7 m,試確定泵的安裝高度？已知水的密度為1000 kg/m3,重力加速度取9.8 m/s2已知：水溫 20C, pa = 101 k Pa, H 實=30 m, p0

51、 = 0 k Pa 俵壓)，p3 = 196 k Pa(表壓)，H 您=2 m,H f壓=3 m, 口吸=1.5 m/s, Hs = 7 m, p = 1000 kg/m3,g = 9.8 m/s。求：揚程H,安裝高度Hg0解:H = H 實 + + H f吸 + H f 壓“196000 0=30 + 1000 9.8+ 2 + 3 = 55 mHg < Hs2g1.52Hf吸=72 = 4.89 m2 9.8答：水泵的揚程應為55 m,安裝高度應小于等于 4.89 m。3、在套管換熱器中用冷水將100c熱水冷卻到60C,熱水的質量流量為 3600 kg/ho冷卻水在管內流動，溫度從

52、20c升至30Co已知基于內管外表面積的總 傳熱系數為2320 W/(m2K),內管的外徑為180 mm,若忽略熱損失且認為冷熱 水的比熱均為4.187 kJ/(kg K)。試求：1、冷卻水用量；2、逆流平均溫差及管 長。已知：熱水的 T1 = 100C , T2 = 60 C, qm h = 3600 kg/h = 1 kg/s；冷水的 t1=20 C , t2 = 30C, c = ch = cc = 4.187 kJ/(kg K) = 4187 J/(kg K),Kii=2320 W/(m2 K), dii = 180 mm = 0.18 m。Q l= 0求：q m c , ATm逆，管

53、長Lo解：由q m h ch (Ti T2)= q m c Cc (t2 t1)qmh ch (T1 T2)c t tj1 4,187 (100 60)4.187 (30 20)=4 kg/s = 14400 kg/h Tm逆T2TIn工Ti70 40,70In 40-1 口 QP nih= lk，Er*=u. iHfvf2 =3C'C=53.6 C=qm h - ch (T1-T2)= Kn Tt dnLATm 逆L = qmh c (T1 T2) =1 4187 (100 60)= 2 38 mKn dn Tm逆3.14 2320 0.18 53.64、在某制冷循環過程中，已知制冷

54、劑飽和膨脹時的比始值為456 kJ/kg,無過熱飽和吸氣時的比始值為573 kJ/kg,制冷劑蒸汽壓縮終了時的比始值為603 kJ/kg,畫出制冷劑的循環壓始圖后，試求該系統的理論制冷系數為何值？若制冷劑的循環量為0.5 kg/s,則該系統的理論制冷能力（制冷量）為多大?答：該系統的理論制冷系數為3.9,該系統的理論制冷能力為已知:58.5 kW0解：&求：£0.23 kg 水/kg0.16 kg 水/kg5、某物料在恒定干燥條件下，在6小時內將濕物料的濕基含水量由濕物料降為0.08 kg水/kg濕物料，已知干燥條件下的臨界干基含水量為干物料，平衡干基含水量為0.05 kg水/kg干物料，若要物料的干基