食安08级食品工程原理复习提纲
试题
一、单项选择题（每小题2分，共10分）
1、流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用( A )测量。

A、皮托管；
B、孔板流量计；
C、文丘里流量计；
D、转子流量计。

2、在零流量时，离心泵的（B ）。

A、H=0，N=0；
B、H＞0，N＞0；
C、H=0，N＞0；D H＞0，N=0。

3、下述说法中正确的是：（C ）。

A、离心沉降速度u
r 和重力沉降速度u
t
是恒定的；
B、离心沉降速度u
r 和重力沉降速度u
t
不是恒定的；
C、离心沉降速度u
r 不是恒定值，而重力沉降速度u
t
是恒定值；
D、离心沉降速度u
r 是恒定值，而重力沉降速度u
t
不是恒定值。

4、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（A ）。

A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；
B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；
C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；
D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变
5、在蒸发操作中，由于溶液的蒸汽压下降引起的沸点升高△/（ D ）。

A、与溶液类别有关，与浓度无关；
B、与浓度有关，与溶液类别、压强无关；
C、与压强有关，与溶液类别、浓度无关；
D、与溶液类别、浓度及压强都有关。

二、简答题（每小题4分，共20分）
1、设备要维持一定的绝压（低于大气压），若外界大气压减小时，该设备上的真空表读数是增大还是减小？为什么？
答：真空表读数减小。

因为真空度＝大气压－绝压，故从上式可看出：绝压一定时，若大气压减小，真空度减小。

2、什么叫做“汽蚀”？如何保证不会发生“汽蚀”。

答：当离心泵中心处的压力低至液体的饱和蒸汽压时，液体将产生沸腾，产生大量气泡，从而造成离心泵工作不正常及叶轮损坏的现象叫做“汽蚀”。

要保证不会发生“汽蚀”，泵的安装高度不能太高。

3、采用多个直径较小的旋风分离器并联操作，其目的是什么？
答：其目的是在于保证生产能力不变的前提下，提高分离效率。

4、若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括哪几个过程？
答：包括以下三个过程：
（1）热流体以对流传热方式将热量传给管内壁
（2）热量以热传导方式由内壁面传给外壁面
（3）热量以对流传热的方式由外壁面传给冷流体
5、需要已知哪些条件，才能从“焓浓图”上查得溶液的焓值？
答：需要已知溶液的种类、组成（浓度）和温度。

三、计算题（共70分） 1、（14分）如图所示，有一垂直管道，内径d 1=300mm ，d 2=150mm 。

常温水从下而上自粗管流入细管。

测得水在粗管和细管内的静压力分别
为0.2MPa 和0.16MPa （表压）。

测压点间的垂直距离为1.5m 。

若两测压点
之间的流动阻力不计，求管中水的流量？
解：沿水的流动方向在其上、下游两测压点处分别取截面1-1和2-2，
以1-1为基准面，在此两截面之间列柏努利方程：
ρ
++=ρ++2p 222u 2gZ 1p 221u 1gZ 式中：
,01z =,m 5.12z =Pa 6102.01p ⨯=，。

Pa 61016.02p ⨯=
由连续性方程式，得：
2u 25.02u 2)3
.015.0(2)1d 2d (2u 1u ===， 取水的密度ρ=1000kg/m 3，将以上数值代入柏努利方程：
100061016.0222u 5.181.910006102.0222
u 25.0⨯++⨯=⨯+）（
解得：s /m 34.72u =
V s =A 2u 2=s /m 13.034.715.04
u d 432222=⨯⨯π=π 2、（8分）欲用IS65-50-160型离心泵将敞口贮槽中50℃的水送出，输水量为25m 3/h 。

在操作条件下，吸入管路的压头损失估计为2.3m ，当地大气压为100kPa 。

试确定泵的安装高度。

（50℃水的饱和蒸汽压为12.34×103Pa ，密度为988.1kg/m 3。

流量为25m 3/h 时IS65-50-160型离心泵的汽蚀余量为2m 。

）
解：()m
h h g p p Z e s f v s s 74.423.21
.98881.91034.12101003
3~,=--⨯⨯-⨯=∆---=∑允许允许ρ
为安全计，再降低0.5m ，故实际安装高度应低于4.24m 。

3、（8分）拟采用底面积为142m 的降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。

操作条件下
气体的密度为0.753m /kg ，粘度为2.6×10-5Pa •s ；固体的密度为30003m /kg ；要求生产能力为2.0s /m 3，求理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径min d 。

解：s /m 1429.014
0.2A V u 0s 0=== 假设沉降在层流区：
m 7.47m 107.47]81
.975.030001429.0106.218[]g )(u 18[d 62/152/1s 0min μ=⨯=⨯-⨯⨯⨯=ρ-ρμ=--）（ 检验：11965.010
6.275.01429.010
7.47u d Re 560min 0<=⨯⨯⨯⨯=μρ=-- 与假设相符。

4、（10分）现用一台转筒真空过滤机（转鼓直径为1.75m ，长度0.98m ，浸没角120o ）过滤某种悬浮液。

已知过滤常数K=5.15×10-6m 2/s ，每获得1m 3滤液可得0.66m 3滤饼，过滤介质阻力忽略，转鼓转速为1r/min 。

求过滤机的生产能力及转筒表面的滤饼厚度。

解：（1）3m 39.598.075.114.3dl A =⨯⨯=π=
3
1360120=︒︒=ϕ Q h /m 28.3s /m 1012.960
1311015.539.5n K A 2346=⨯=⨯⨯⨯=ϕ=-- （2）转筒每转一周获得的滤液量为：
3m 05467.060
28.360Q V === 滤饼体积：3s m 03608.066.005467.0c V V =⨯==
m 1069.639
.503608.0A V L 3s -⨯=== 5、（7分）在三层平壁热传导中，测得各面(内外壁面及各层接触面)的温度t 1、t 2、t 3和t 4分
别为500℃、400℃、200℃和100℃，试求各平壁层热阻之比R 1：R 2：R 3，假定各层壁面间接触良好。

解：3
43232121R t t R t t R t t Q -=-=-= 则 R 1：R 2：R 3＝（t 1－t 2）：（t 2－t 3）：（t 3－t 4）
＝（500－400）：（400－200）：（200－100）
＝100：200：100
＝1：2：1
6、(12分) 16℃的盐水以3960kg/h 的流量通过套管换热器的内管被加热。

105℃的热水以
4000kg/h 的流量在环隙内与盐水进行热交换被冷却至48 ℃。

已知盐水的平均比热容为
3.300kJ/(kg ·℃);热水的平均比热容为
4.174kJ/(kg ·℃).试求：
① 盐水的出口温度；
②若该换热器的传热系数为500 W/（m 2·K ），求换热器的传热面积（管外表面积）。

解：根据热量衡算原理
()122p 2s 211P 1s t t C m )T T (C m -=-
4000×4.174（105－48）＝3960×3.3（t 2－16）
解得t 2＝88.8℃
判断应为逆流操作
△t 1＝105－88.8＝16.2℃
△t 2＝48－16＝32℃
△t m ＝（△t 1－△t 2）/ln (△t 1/ △t 2)
＝（16.2－32）/ln16.2/32＝23.2℃
2m 8.222.23500360048105310174.44000m
t K Q A =⨯⨯-⨯⨯=∆=）（ 7、（11分）在单效蒸发器中，将某种水溶液从14%浓缩至30%，进料温度为30℃。

蒸发室的操作压力为39.24kPa （相应的二次蒸汽饱和温度为75.4℃，汽化潜热为2318kJ/kg ）。

有效传热温差为11.2℃。

加热蒸汽的饱和温度为96.2℃。

若蒸发器的传热面积为40m 2，传热系数为700W/(m 2. K)。

且假设热损失和浓缩热均可忽略，不计溶液浓度对比热容的影响，取溶液的平均比热容为
3.6kJ/(Kg. ℃)。

求：
（1）溶液的沸点升高△；
（2）原料液流量F 。

解： （1） t=T s -△t=96.2-11.2=85℃
△=t-T=85-75.4=9.6℃
（2）Q=KA （T s -t ）=700×40×11.2=313600W
W=F （1-1Xo X ）=F （1-0.140.3
）=0.533F Q=FC(t 1-t o )+W.r=313600 313600=F ×3.6*103×（85-30）+0.533F ×2318*103
解出 F=0.219kg/s=787.6Kg/h。