《食品工程原理》练习题提示第一章 流体流动 一、填空题1、50.44mmHg (真空度);149.8mmHg (表压)。
2、时间,流动系统内无质量积累,ρ1u 1A 1=ρ2u 2A 2。
3、1.6×10-4m 3/s4、总机械能,沿程阻力,局部阻力。
5、泵的特性曲线,管路特性曲线,工作点。
6、扬程,流量,转速。
7、管路特性曲线,效率点。
8、吸上真空度法,汽蚀余量法。
9、泵的特性曲线,管路特性曲线,最高效率点。
10.1/16,1/32,流体有粘性。
12、20)(2ugR ρρρζ-=13、扬程增大倍数为1倍,1.2倍。
14、用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化。
15、计量泵、齿轮泵、螺杆泵。
16、在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大 , 不足以吸上液体;泵内灌液。
17、叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压,使液体发生部分汽化。
18、减小吸入管路的阻力;增大供液池上方压力。
19、旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数。
20、泵内灌液;关闭出口阀;出口阀。
21、一次方;二次方。
22、静压头。
23、点速度,平均速度。
二、选择题 1、D ;2、C3、某设备进出口的压力分别为220mmHg (真空度)及 1.6kgf/cm 2(表压),若当地大气压为760mmHg ,则该设备进出口压力差为( c )C 、1.86×105Pa4、关于流体流动的连续方程式:A 1u 1ρ1=A 2u 2ρ2,下列说法正确的是( A ) A 、它只适用于管内流体的稳定流动 B 、它只适用于不可压缩理想流体C 、它只适用于管内流体的不稳定流动D 、它是流体流动的普遍性方程,可适用于一切流体流动5、B ;6、D ;7、A ;8、D ;9、B ;10、C ;11、D ;12、C ;13、D ;14、D ;15.D。
三、问答题1.回答文氏管的工作原理和应用。
(P46) 四、计算题1、解:根据题意,设贮槽液面为1-1`面,管出口截面为2-2`面,列柏努方程:Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h液柱)绝压绝压m H s m dQu h u KPa P KPa P m Z m Z f (7.225.481.9284.181.91010022018)/(84.105.0436001345.4,0),(220)(100,20,22322212121=+⨯+⨯-+=∴=⨯⨯========∑ππ2、解:选择泵排出口液面为1-1`面及出口管液面为2-2`面, 由1-1`面2-2`面列柏努利方程:gZ 1+ρ1P +221u +We=gZ 2+ρ2P +222u+∑f L因为u 1=u 2=0,∑++-=fLP Z Z g P ρρ2121)(∑∑∑∑+=+=222221u u d l L L Lf f fζλ,代入数字可得∑=23.18f L)(10313.123.189851081.986.0381.9985541Pa P ⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=∴3、解:根据题意,设高位槽液面为1-1`面,管出口截面为2-2`面,列柏努利方程:Z 1+g P ρ1+g u 221=Z 2+g P ρ2+gu222+∑hf)/(61.2,23181.92)231(25231,0,0,522222212121s m u u u u g u u hu P P m Z Z f=∴++⨯=++=+=====-∑)/(7.864)/(24.0106.1414.361.243322h m s m d u uA Q ==⨯⨯=⨯==∴π4(P78习题1)、解:根据题意,由柏努利方程,得:2920800,221222122u u u u P-=∴-=∆ρ 又21221221259,259)2012()(u u d d u u =∴===代入上式 )/(413.12s m u =∴)/(10599.1)012.0(414.3413.1434222222s m d u A u Q -⨯=⨯⨯=⨯==∴π5(P79习题11)、解:如图,由1-1`和2-2`列柏努利方程:Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h又因为Z 2-Z 1=2,P 1=P 2,u 1=0∑∑++=++∆=∴f f h guh g u Z H 2222222又42221039.1007.0124091.2027.0Re ),/(91.2027.04360064⨯=⨯⨯===⨯⨯==u du s m d Qu ρππ039.0,0074.0027.00002.0=∴==λεd291.2)26(291.2027.050039.0222321222⨯+⨯++⨯+⨯⨯=+=∴∑∑ζζζζζλu u d l L f代入数字可得结果为364.4(J/㎏)所以 H=2+)(58.3981.94.36481.9291.22m =+⨯6、解:列泵进口和出口间的能量方程Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f hZ2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,∑fh≈0则%6.60%100120023.223600/1281.91000%10023.2281.91000101325760/1401013259.17.0=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯+⨯+=P P mH e η第二章 传热一、填空题 1、)ln()()(12211221t T t T t T t T -----;2、热传导,牛顿冷却,无因次准数;3、对流传热,热传导; 4、传热系数,传热面积,传热温差(对数平均温差)。
二、选择题1、D ;2、D ;3、D ;4、A ;5、D ;6、A ;7、C ;8、A ; 3、在传热计算中常用以下三个公式:(1)Q=WCp ΔT,(2)Q=KS ΔT ,(3)Q=αS ΔT ,关于式中三个ΔT 的含意,下述说法正确的是( D )。
A 、(1)(2)中ΔT 都表示同一流体进出口温差,(3)中ΔT 表示两流体平均温差; B 、(1)(3)中ΔT 都表示同一流体进出口温差,(2)中ΔT 表示两流体平均温度; C 、(2)(3)中ΔT 都表示同一流体进出口温差,(1)中ΔT 表示两流体平均温差; D 、(1)中ΔT 表示同一流体进出口温差,(2)中ΔT 都表示两流体平均温差,(3)中表示一流体与壁温之差。
三、问答题1、如何强化传热?由传热速率方程式展开(传热系数,传热面积,传热温差) 四、计算题1、解:)(8.25102778.010187.436001000)()/(29994)1675(1066.33600500)(02232321312C t t t T T C G Q s J T T C G Q Q h h Ph h C C PC C =∆∴∆⨯=∆⨯⨯⨯=-⋅⋅==-⨯⨯=-⋅==放吸放)(9.33202.53ln )7595()162.69()ln()()()(2.698.25950211221120212C T T T T T T T T Tm C t T T C h C h C h C h h h =---=-----=∆=-=∆-=)(8.149.336029994200m T K Q A m =⨯=∆=∴2、解(1)冷却水用量)()(.1221C C PC C h h Ph h T T C G T T C G -⋅⋅=-⋅)2030(187.4)60100(187.43500-⨯⨯=-⨯⨯∴C G所以Gc=1400(Kg/h )(2))(61.534070ln )2060()30100()ln()()(ln 0122112212121C t T t T t T t T T T T T Tm C h C h C h C h h h =---=-----=∆∆∆-∆=∆又m m T L d K T A K Q ∆∆=∆=0000π 故代入数字可求得L=2.3163、解:)(81.44)283323303353ln()283323()303353(ln 02121C T T T T T m =-----=∆∆∆-∆=∆ )/(5.97)283303(401836004200)(12s KJ T T C G Q C C PC C =-⨯⨯=⋅⋅=-因为m T KA Q ∆= 所以)(4.1781.44125105.9723m T K Q A m =⨯⨯=∆=4、解:)/(10664.1)2864(55.31300)(621h KJ T T C G Q h h Ph h ⨯=-⨯⨯=-⋅⋅=)(3.272332ln )528()3264()ln()()(012211221C T T T T T T T T Tm C h C h C h C h =---=-----=∆)(5.483.27125610664.12600m T K Q A m =⨯⨯=∆=∴(2))(271057.014.35.48m d A l dl A =⨯==∴=ππ5、解:总热阻为:300010285.3025.0500032.00285.05.17032.00035.02000111-⨯=⨯+⨯⨯+=++==i i m d d d d K R ϕλδϕ )/(5.30412K m W RK ⋅==∴6、解:(1)ii m d d d d K αλδα000011++=)/(4.57320790255.2245250025.0101111102400C m W d d d d K i i m ⋅=⨯+⨯⨯+⨯=++=∴αλα (2)换热管根数为n ,长度为L ,所以管内液体总流量=各管内液体流量之和91.308585.0020.043600150002=∴⨯⨯⨯⨯=∴n n π(根)故取31根。
又)(562.4)50120ln()50120()20120(4.573)2050(1076.1360015000,230000m T K QA L d n A m =----⨯-⨯⨯⨯=∆==π)(87.1025.014.331625.400m d n A L =⨯⨯==∴π所以取2m 7、解:(1)因为)(104.9)3080(3600/36001088.1).(.4321.W T T G C Q h h h Ph ⨯=-⨯⨯⨯=-=)(85.24)20303080ln()2030()3080(ln 02121C T T T T T m =-----=∆∆∆-∆=∆ 因为m T KA Q ∆= 所以)./(4.84485.2448.4104.9024C m W T A Q K m =⨯⨯=∆=(2)因为)()(.1221C C PC C h h Ph h T T C G T T C G -⋅⋅=-⋅ 所以:)2030(10187.4)3080(1088.13600360033-⨯⨯=-⨯⨯⨯C G 解得:Gc=2.245(Kg/s)假设水溶液出口温度刚好为300C,则苯的出口温度设为T 所以: )`()(.`121C c PC C h Ph h T T C G T T C G -⋅⋅=-⋅ 所以:)1030(10187.4245.2)80(1088.13600360033-⨯⨯=-⨯⨯⨯T 解得:T=-20(0C)<100C,不可能。