江 南 大 学 考 试 卷 专 用 纸《食品工程原理》（2）期末试卷（B ） 2006.6 （食品学院03级用） 使用专业、班级 学号 姓名 题 数 一 二 三 四 五总 分得分一、概念题 〖共计30分〗； (填空题每空1分，判断、选择题每小题各1分)1 在填料塔吸收系数测定的实验中，本实验室所使用的填料有__拉西______环和___鲍尔_____环两种。

2 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ C ）。

(A)两相界面存在的阻力； (B)气液两相主体中的扩散的阻力；(C)气液两相滞流层中分子扩散的阻力；3 气体的溶解度随________的升高而减少，随___________的升高而增大。

4 精馏过程是利用 多次部分气化_______________和____多次部分冷凝____________的原理而进行的。

5 精馏塔设计时采用的参数(F ,x F ,,ｑ, D ，x D ，R均为定值)，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量__增大______，塔内实际上升蒸汽量________。

(增大，减少，不变，不确定)6 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化。

（ ）(A)平衡线； (B)操作线与q 线； (C)平衡线本题得分8. 判断题（对打√，错打×）①干燥操作能耗大，但要从湿固体物料中除去湿份(水份)，只能采用干燥操作。

( )②干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为操作条件下空气的湿球温度。

( )9. 干燥过程是________________和________________相结合的过程。

10 料液在高于沸点下进料时，其加热蒸气消耗量比沸点进料时的蒸汽消耗量___少______，因为此时料液进入蒸发器后有____闪蒸__________现象产生。

11多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸汽压力和溶液的沸点较前一效的低，以使前一效引出的_____________作后一效的____________，从而实现____________再利用。

12萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 (A)溶解度曲线之上方区； (B)溶解度曲线上； (C)溶解度曲线之下方区； (D)座标线上。

13萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合液的。

(A)挥发度 (B)离散度 (C)溶解度 (D)密度。

14判断题（对打√，错打×） 从A 和B 组分完全互溶的溶液中，用溶剂S 萃取其中A 组分，如果出现以下情况将不能进行萃取分离: (A) S 和B 完全不互溶，S 和A 完全互溶。

( )与操作线； (D)平衡线与q 线。

7 (1)绝热饱和温度t as 是大量的循环水与进入的空气接触时最后达到的稳态温度，它等于循环水的温度。

(2)湿球温度t w 是湿球温度计所指示的平衡温度，但它并不等于湿纱布中水分的温度。

对以上两种说法正确的判断是：( )。

(A).两者都对； (B).两者都不对； (C).(1)对(2)不对； (D).(2)对(1)不对。

(B) S 和B 部分互溶，A 组分的分配系数k A =1。

( )(C)选择性系数β=1。

( )15 在固液浸取中，三角形相图的三个顶点A 、S 、B 分别表示 溶质 、 萃取剂 和 原溶剂 。

16 膜分离设备中常见的膜材料可以分为 有机高分子膜 无机物膜 和 两大类。

二、计算题 〖20分〗用填料塔从一混合气体中吸收所含苯。

进塔混合气体含苯5%(体积百分数)，其余为惰性气体。

回收率为95%。

进入填料塔的混合气体为40 kmol/h 。

吸收剂为不含苯的煤油。

煤油的耗用量为最小用量的1.5倍。

气液逆流流动。

已知操作范围内该系统的平衡关系为直线，相平衡常数m =0.14。

已知填料层高度为7 m 。

试求：(1)煤油的耗用量为多少kmol/h ？(2)煤油出塔浓度为多少？(3)气相总传质单元高度H OG 为多少m ？本题得分三、计算题 〖20分〗某精馏塔分离A ，B 混合液，料液为含A 和B 各为50%的饱和液体，处理量为100 kmol/h ，塔顶、塔底的产品量各为50kmol/h ，要求塔顶组成x D =0.9(摩尔分率)，取回流比R 为5，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：⑴塔底产品组成；⑵塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量；⑶蒸馏釜每小时产生蒸汽量；⑷提馏段操作线方程式；⑸相对挥发度α=3，塔顶第一层板的液相单板效率E mL1=0.6，求离开第二块板(实际板)的上升蒸汽的组成。

本题得分四、计算题 〖15分〗以空气为干燥介质干燥某种湿物料，原空气温度为30℃，湿度为0.012 kg/kg 绝干空气，焓为60.9 kJ/kg 绝干空气。

空气先经间壁式加热器预热至100℃后再进入干燥器；空气离开干燥器时的温度为55℃。

湿物料处理量为400 kg/h ，要求从含水率10%干燥至0.5%(均为湿基含水量)。

若干燥过程可视为等焓过程，试确定：(1)水份汽化量；(2)求空气离开干燥器时的湿度；(3)加热器对空气提供的热量。

本题得分五、计算题 〖15分〗将21℃，8%(质量百分数，下同)的NaOH 水溶液在单效蒸发器内浓缩至18%。

进料量为4540 kg/h 。

操作条件下总传热系数为2350 W/(m 2.K)，该溶液蒸汽压下降和液柱静压强引起的沸点升高为6.8℃。

加热饱和蒸汽和二次蒸汽的绝对压强分别为140及50 kPa 。

原料液的平均比热为3.85kJ/(kg ℃)。

忽略稀释热的影响及热损失，求：(1)加热蒸汽用量；(2)蒸发器的传热面积。

(3)传热面积。

饱和水蒸汽的性质为：压强/kPa 140 60 50 温度/℃ 109.2 85.6 81.2 汽化热/(kJ/kg) 2234.4 2293.9 2304.5本题得分（3）03级《食品工程原理》（2）B卷参考答案(食品03级用) 2006．6一概念题（30分）1．拉西鲍尔2．C3．温度、压力4．多次部分汽化多次部分冷凝5．增大增大6．B7．C8．①×②√9．传质传热10．少自蒸发11．二次蒸汽加热蒸汽二次蒸汽12．C13．C14．(A) × (B) × (C) √15．溶质溶剂惰性固体16．有机高分子膜无机膜二、（20分）解：(1)由已知条件可知：m=0.14 x2=0进塔气体苯的浓度：y1=0.05则出塔气体中苯浓度为：y2=y1(1-η)=0.05×(1-0.95)=0.0025由吸收剂最少用量公式L min=V(y1-y2)/(y1/m-x2)则L=1.5L min=1.5V(y1-y2)/(y1/m-x2)=1.5×40×(0.05-0.0025)/(0.05/0.14) =7.98 kmol/h(2)由全塔物料衡算式，x1=x2+V/L(y1-y2)=0+40/7.98×(0.05-0.0025)=0.238(3)S=m V/L=0.14×40/7.98=0.7Z=H OG×N OGN OG =ln[(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S]/(1-S)=1/(1-0.7)×ln[(1-0.7)(0.05/0.0025)+0.7]=6.34 ∴H OG=Z/N OG=7/6.34=1.1 m三、（20分）解：(1)Fx F=Dx D+Wx W，100×0.5=50×0.9+50x W，x W=0.1(2)V=(R+1)D=(5+1)×50=300 kmol/h(3)饱和液体进料，q=1 V'=V-(1-q)F=300-0=300 kmol/h(4)L'=L+qF=RD+F=5×50+100=350 kmol/hy m+1'=L'x m'/V'-Wx W/V'=350x m'/300-50×0.1/300=1.167x m'-0.0167(5)E mL1=(x D-x1)/(x D-x1*)x1*=y1/(α-(α-1)y1)=0.9/(3-2×0.9)=0.75，代入上式：0.6=(0.9-x1)/(0.9-0.75) x1=0.81y2=Rx1/(R+1)+x D/(R+1)=5×0.81/(5+1)+0.9/(5+1)=0.825四、（15分）解：(1)W=G1(w1-w2)/(1-w2)=400×(0.1-0.005)/(1-0.005)=38.19 kg/h(2)H0=H1I1=(1.01+1.88H1)t1+2490H1=(1.01+1.88×0.012)×100+2490×0.012=133.136 kJ/kg 等焓过程：I1=I2I2=(1.01+1.88H2)t2+2490H2=(1.01+1.88H2)×55+2490H2=133.136 kJ/kgH2=0.0299 kg/kg绝干空气(3)I0=60.9kJ/kg绝干空气I1=133.136 kJ/kg绝干空气L=W/(H2-H1)=38.19/(0.0299-0.012)=2133.5 kg绝干空气/hQ p=L(I1-I0)=2133.5×(133.136-60.9)=154115.5 kJ/h=42.8 kW五、（15分）解：(1)由题给的数据查出：当p二次蒸汽=50 k P a时，T’=81.2℃，r'=2304.5 kJ/k g.当p=140 k P a时。

T=109.2℃，r=2234.4 kJ/k gW=F(1-w0/w1)=4540(1-8/18)=2522 kg/h溶液的沸点：t1=T’+∆=81.2+6.8=88℃传热速率：Q=Fc p0(t1-t0)+Wr'=4540×3.85×(88-21)+2522×2304.5=6983042kJ/h=1939.7 kW D=Q/r=6983042/2234.4 =3125.24 k g/h(2)A=Q/[K(T-t1)]=6983042×103/3600/[2350×(109.2-88)]=38.9 m2。