一、填空(本大题共 3小题,每空 1分,共 12 分))联流程的板式换热器,共( 9 )板、热流体换热共( 1 )程、每程( 4 )流道、冷流体换热共( 2 )程、每程( 2 )流道、流程组合表式( 1*4/2*2 )。
2均质操作是一种特殊的( )过程,包括( )、( )双重功效。
3、压力容器产生边缘应力的条件的是连接的两部分受力后( 变形 )不同,且互相( 约束 )。
二、选择题(本大题共 5 小题,每小题 1 分,共 5分)4、压力容器凡是当连接的两个壳体的经线曲率没有共切线时,必然产生( B )。
A 、横压力 B 、横推力 C 、 临界压力5、对辊式馒头机两个成型辊的转动方向为( A )。
A 、 同向旋转B 、 反向旋转C 、一个转动、一个不转 6、饺子成型机要改变面皮的厚度,应调节( C )。
A 、叶片泵的定子B 、 输面绞龙与机筒的间隙C 、内外面嘴的环隙 7、要生产酥性饼干应选用饼干机的类型为(B )。
A 、摇摆冲印式饼干成型机B 、辊印式饼干成型机C 、辊切式饼干成型机8、图示为两个相同材料制作的外压容器的筒体,其尺寸如图示,在相同温度下工作,其临界压力P 临( C )(A)、 P 临A > P 临B ; (B)、 P 临A = P 临B ; (C)、 P 临A < P 临B 三、简答(本大题共 11小题,每小题4 分,共 44分)么?答:采用高强度钢制造外压容器时,对提高外压容器的临界压力值的影响不大。
因为外压容器的临界压力值与材料的弹性模量有关,材料的弹性模量越大,外压容器的临界压力值越大。
而高强度钢与普通钢的弹性模量值相差不大,因此,两种材料的临界压力值相差不大。
采用高强度钢使得成本会增加。
10、分别写出半径为R 的球形容器和圆筒形容器的第一、第二曲率半径; 1)球形容器:第一曲率半径、第二曲率半径;R 1= R=2 R 、2)圆筒形容器:第一曲率半径、R 1=∞;第二曲率半径;R=2 R11、设计食品烤炉时,为达到节能的目的,结构方案上应采取哪些措施? 答:结构方案上应采取的措施:1、选取好的保温材料2、采用合理的保温层厚度3、加强炉体密封4、减小炉体的外表面积5、提高炉体内表面的反射能力6、选择节能的辐射元件等12、列管式换热器热补偿结构的形式有哪几种?试画出其中一种的原理简图。
答:列管式换热器热补偿结构的形式有热补偿圈法、浮头法、U 型管法、填料函式 补偿圈13、液体搅拌机加挡板的作用是什么?挡板是否越多越好?在什么情况下液体搅拌机需加挡板?答:液体搅拌机加挡板的作用:改变流型、增加湍动、防止打漩。
挡板不是越多越好。
当混合低粘度流体时,搅拌桨转述较高且对中安装时需加挡板。
14、你知道的换热器有哪些?写出常用的四种换热器的名称。
答:换热器有:列管式换热器、板式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器等 15、在连续辊压机械中,为什么一般第一对压辊的直径较大,且开有沟槽? 答:由式可知,摩擦角一定时,绝对压下量越大,则需压辊直径越大,而一般第一对压辊处的绝对压下量较大,所以一般第一对压辊较大。
开沟槽的目的是为了增加摩擦角,以减小第一对压辊的直径。
16、制造圆筒形内压容器时,哪一方向的焊缝质量要求的高,为什么?答:纵向焊缝质量要求的高。
因为纵向焊缝承受的是环向应力,而环向应力是经向应力的两倍,所以纵向焊缝质量要求的高。
17、BR0.1 54542/1208⨯⨯-为一板式换热器的型号,式说明其表达了哪些内容。
答:B-板式换热器,R —人字形波纹,0.1—单片换热面积,8—设计压力Pa 5108⨯,120—设计温度120C ,2—总的换热面积,5454⨯⨯--组合形式冷热流体均为4程5流道。
2、外压容器的主要失效形式是什么?答:外压容器的主要失效形式是刚度不足引起的失稳、强度不足引起的破裂 8、列管式换热器的换热面积指的是什么表面积?列管式换热器为什么要加热补偿机构?热补偿结构有哪几种形式?φcos 1-∆≥h D答:列管式换热器的换热面积指的是列管的外表面积;当两种流体的温差较大时,由于热应力引起的换热器变形,为了避免换热器破坏,因此要加热补偿机构。
补偿圈式、浮头式、U 形管式、填料函式。
5、制造圆筒形内压容器时,要开设椭圆形人孔时,应如何布置其长短半轴?为 什么?(用图表示)6、任意画出两种产生边缘应力的容器结构示意图,并标出产生边缘应力的地方 答:35答:通过调节螺母,改变锥形绞笼与机筒的间隙,即改变输送过程中的漏流量来完成调节。
38、饺子机面皮的厚度是如何调节的,其原理是什么?答:调节面管输出处的螺母,从而该变内外面嘴的轴向位置,使内外面嘴的环隙发生变化,从而改变面皮的厚度。
15、你知道的面类食品成型方法有哪些?写出两种成型机械的名称。
答:辊压成型、搓圆程型、灌肠成型、切割成型、挤出成型、模压成型等 辊印饼干成型机、饺子成型机、面包搓圆成型机等 19、压力容器壳体产生横推力的条件是什么?答:压力容器壳体产生横推力的条件是壳体的经线没有公切线时,必然产生衡推力。
24、均质机有哪几种?高压均质机是由哪两大部分组成?答:高压均质机、离心均质机、胶体磨、喷射式均质机、超声波均质机。
B答:长短半轴布置如图示。
因为环向应力是经向应力的两倍,图示布置 的方式可减少因开孔对容器的强度降低。
边缘应力高压均质机是由高压泵、均质阀两大部分组成。
17、写出下图板式杀菌流程中序号所指设备的名称及在流程中完成的操19、你知道的离心机有哪些种?现要完成乳品的标准化操作应选哪种离心机? 答:离心机有三足式离心、上悬式离心机、蝶片式离心机等。
要完成乳品的标准化操作应选蝶片式离心机。
得分 评卷人 四、计算题(本大题共 3 小题,共 39 分)转鼓壁厚S =0.003m ,材料密度=270Kg/m 3 ,转鼓转速ω=105 /s ,材料许用应力[σ]=17.5Mpa ,焊缝系数φ=0.8。
(注:转鼓壁内径R ’≈R) 求:(1)转鼓壁质量引起的离心压力及鼓壁经向应力和环向应力; (2)若物料质量引起的鼓壁经向应力σ1” =3.25Mpa ,环向应力σ2” =7.5MPa, 试校核转鼓强度。
(14分)解:1)转鼓壁质量引起的离心压P (7分)经向应力 σ,1= 0环向应力 σ,2=PR/S =350065.58×0.4/0.003 =4.67 MPa 2)转鼓强度校核(7分)经向应力总和: σ1 =σ,1 +σ1” = 0 +3.25Mpa =3.25Mpa 环向应力总和: σ2=σ,2 +σ2” =4.67 +7.5=12.17Mpa0.003×0.4×270×1052 ×9.8 =350065.58 Pa====2\020,\222ωρπωρππSR RLR LS R RL F P C因 σ2=12.17Mpa <[σ]=14.5Mpa 所以满足强度要求21、现要用板式换热器进行牛奶杀菌操作,板式换热器共分四段,预热段、杀菌段、冷水冷却段、冰水冷却段,现预热段、杀菌段、冷水冷却段组合形式已定,冰水冷却段尚未确定,已知:牛奶的生产能力G =10000 kg/h ,牛奶与冰水为逆流流动, 牛奶经冷水冷却后的温度t 1 =12℃,冷却终止温度t 2 =4℃,冰水的起始温度t 3 = -5℃,牛奶比热为C =0.94千卡/米.时℃, 牛奶的重γ= 1 000kg /m 3 ,冰水的比热C 冰水 =0.8千卡/公斤.℃,传热板上液流部分宽度 b =0.27 m,换热器的流道宽度h=0.0028 m ,传热板单片传热面积f=0.2m 2,牛奶在流道间的流速u =0.25m/s ,冰水冷却段传热系数K=960千卡/米2.时.℃ ,冰水的流量为牛奶的A=2倍。
试确定1)冰水冷却段所需牛奶的流道数、2)换热总面积 、3)换热板数、4)换热程数5)换热器组合表达式。
(15分) .解:1)盐水离开设备出口时的温度t 4 AGC 冰水(t 4-t 3)= GC(t 1-t 2)2×0.8(t 4 - (-5)) = 0.94×(12-4) t 4 =-0.4℃2)平均温差计算△tm 3)热负荷计算Q= GC(t 1-t 2)=10000×0.94×(12-4)=75200千卡/时 4)换热流道数aa=G/ubh γ=10000/(0.25×0.27×0.0028×1000)=14.7 取a=155) 换热总面积FF=Q/K △tm =75200/(960×10.7)= 7.32 m 2 6)换热板数Z (2分) Z=F/f =7.32/0.2=37 7)换热程数nn=z/2a =37/(2×15)=1.23 取n=1 8)组合表达式12 4 -0.4-5△t m=(12.4+9)/2=10.7℃15(牛奶)/15(盐水)22、已知:一外压容器,其外径Do=600 mm,圆筒长度L=2400mm,工作温度t<150 oC,其设计压力为0.6 Mpa,圆筒材料为普通碳钢,σs<210Mpa 。
试根据外压圆筒壁厚计算图。
确定其圆筒部分的理论壁厚S 0 。
即实际壁厚S (壁厚附加量 C=1mm,) 要求在图中标出取值路线。
(10分)解:(1)设理论的壁厚S 0=3mm∴460024000==D L 200360000==S D (2)查图 得B=160 (3)计算[P][]][725.0200145MPa S D B P ===(4)比较 P<[P] 且接近[P] ∴ 假设 S 0=3 mm 合适 (5)实际壁厚S=S 0+C=3+1=4 mm8、现要用板式换热器进行牛奶杀菌操作,板式换热器共分四段,预热段、杀菌段、冷水冷却段、冰水冷却段,现杀菌段、冷水冷却段、冰水冷却段组合形式一定,预热段尚未确定冷奶的预热是利用杀菌后的热奶作为加热介质。
已知:生产能力G=10000kg/h ,牛奶的初温t 1=10C,预热温度t 2=60C,杀菌温度t 3=72C,牛奶比热为C=0.94,牛乃的重γ=13m t ,传热板上液流部分宽度b=0.27mm ,换热器的流道宽度h=0.0028mm ,每块板传热面积f=0.2 m 2,流体在流道间的流度u=0.25m/s ,逆流流动预热段传热系数K=1315C 时米千卡2。
试确定1)预热段所需的流道数,2)换热面积,3)板数,4)程数,5)写出组合表达式。
解:1)、传热量计算 )(12t t GC Q -==)1060(94.010000-⨯=47000h kcal 2)、杀菌后牛奶冷却温度t 4)()(4312t t GC t t GC -=- t 3 1234t t t t +-==C 22106072=+- t 23)、平均温差计算 t 4C t t t121022141=-=-=∆ t 1C t t t 126072232=-=-=∆221<∆∆t tC t t t m 12221=∆+∆=∆∴ 4)、7.1436000028.027.025.0100010000360=⨯⨯⨯=⨯=bn Gm μγ取m=15 5)、总的换热面积28.29121315470000m t K Q F m =⨯=∆=6)、板数Z块9.1482.008.29===f F Z 取Z=149块 7)、程数96.41529.142=⨯=⨯=m Z n 取n=5 8)、表达式155155⨯⨯(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。