徐州工程学院试卷答案2012 — 2013 学年第一学期课程名称食品工程原理试卷类型考试期末A 考试形式闭卷考试时间 100 分钟命题人宋慧唐仕荣 2012年 12月 3日使用班级 10食工1-2、10食检、10营养教研室主任年月日教学院长年月日姓名班级学号一、单选题（共15题，每题2分，共计30分）1.在零流量时，离心泵的（ B ）。
A、H=0， P=0；B、H＞0，P＞0；C、H=0，P＞0； D H＞0，P=0。
2.下述说法中正确的是：（ C ）。
A、离心沉降速度u 和重力沉降速度u 是恒定的；B、离心沉降速度u 和重力沉降速度u 不是恒定的；C、离心沉降速度u 不是恒定值，而重力沉降速度u 是恒定值；D、离心沉降速度u 是恒定值，而重力沉降速度u 不是恒定值。
3.泵安装地点的海拔越高，其（ C ）。
A. 大气压力就越高，允许安装高度就越高B. 大气压力就越高，允许安装高度就越小C. 大气压力就越低，允许安装高度就越小D. 大气压力就越低，允许安装高度就越大4.一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( D )。
A. 忘了灌水B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞D. 吸入管路漏气5.超滤是利用孔径( C )的超滤膜来过滤含有大分子物质或微细粒子的溶液，使大分子物质或微细粒从溶液中分离出来。
A. 100μm；B. 0.02~10μm；C. 0.001~0.02μm。
6.穿过三层平壁的稳定导热过程，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R1和第二、三层热阻R2、R3的大小为（ C ）。
A. R1>(R2+R3) B. R1<(R2+R3) C. R1=(R2+R3) D. 无法比较7.对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116w/m2.K ，α2＝11600 w/m2.K，要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（ A ）。
A. 设法增大α1 B. 设法增大α2C. 同时增大α1和α28.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30℃，方案II是令冷却水终温为35℃，则( C )。
A.用水量 W1＞W2，所需传热面积A1＝A2B.用水量 W1＜W2，所需传热面积A1＞A2C.用水量 W1＞W2，所需传热面积A1＜A2D.用水量 W 1＝W 2，所需传热面积A 1＜A 29. 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10. 只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压，解吸就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。
B(A)大于 (B)小于 (C)等于 (D)不等于11. 通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时 DA.回收率趋向最高B.推动力趋向最大C.操作最为经济D.填料层高度趋向于无穷大。
12. 塔顶全凝器改为分凝器后，其它操作条件不变，则所需理论塔板数( )。
B (A)增多 (B)减少 (C)不变 (D)不确定 13. 蒸馏操作属于（ B ）A. 传热B. 传热加传质C. 传质14. 超临界萃取时的传质速率( A )其处于液态下的溶剂萃取速率。
A. 大于；B. 小于；C.等于15. 当物料含水量X 大于临界含水量X c 时，属（ D ）。
A.干燥速率为零B.内部扩散控制C.降速干燥阶段D.恒速干燥阶段二、填空题（共15空，每空1分，共计15分）1. 在湿空气的焓-湿图中, 饱和空气 线以下的区域对干燥操作无意义。
2. 在物料干燥操作中，空气不能干燥去除的水分称为 平衡水分 。
3. 相对湿度φ：0≤φ≤1，φ越 小 ，空气吸湿的能力越强，越干燥。
4. 当换热器的传热量及总传热系数一定时，采用 逆流 操作，所需的传热面积较小。
5. 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度200℃，出口温度120℃，冷气体进口温度50℃，两气体物性数据可视为相同,不计热损失时，冷气体出口温度为 130 ℃。
6. 常速离心机、高速离心机、超速离心机是根据 分离因数 的大小划分的。
7. 产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的转速下，输送 20℃的清水 时的性能曲线。
8. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量 减少 ，扬程 增大 。
9. 转子流量计读取方便，精确，流体阻力 小 ，不易发生故障；需 垂直 安装。
10. 相际传质过程主要依靠物质的扩散作用，而物质的扩散主要有两种基本方式：物质借分子运动由一处向另一处转移而进行物质扩散的方式，即为 分子扩散 ；物质因流体的旋涡运动或流体质点的相对位移而进行物质扩散的方式即为 涡流扩散 。
11. 某流体在圆形直管中作滞流流动时，管中心最大流速为平均流速的 2 倍，摩擦系数λ与Re 的关系为 eR 64=λ 。
三、 简答题（共3题，每题5分，共计15分）1、溶解度小的气体的吸收过程应在加压条件下进行还是减压条件下进行，为什么？ 答：根据双膜理论，将气液两相间传质的阻力分别集中在相界面两侧的气膜和液膜之内，且认为界面没有阻力，这种设想称为双膜模型。
气液两相间的总传质速率可表达为)()(*χχ-=-=*x y A K y y K N ，x y k m k K 111+=χ。
对于溶质在吸收剂中的溶解度很小的气体，平衡线斜率m 很大，即xy k m k K 111+=χ中χk 1>> ymk 1，则总传质阻力χχk K 11≈。
此时的传质阻力集中于液相，称为液相阻力控制(亦称液膜控制)。
此时要加快吸收过程，只有减小液膜传质阻力，一般通过加压和降温可以提高气体的溶解度H ，减小相平衡常数m ，从而促进吸收操作。
2、房屋采暖时的暖气装置为什么通常放在下部，而空调制冷装置却安放在房间的上部？答：一般房间室内换热通常用自然对流给热方式，而自然对流给热的效果与换热面的位置有关。
采暖时由于热空气的气体受热后体积膨胀且密度减小。
因此热空气向加热面上方流动；同时冷空气因密度大于热空气而下降至加热面附近，即在加热面上方的较大空间有利于产生较强的自然对流，从而增加对流给热效果。
同理，空调等制冷装置安放在房间上部的原因也是增强自然对流效果。
3、为什么滤饼过滤开始时，滤液有一点混浊，过一段时间才会转清？ 答：当悬浮液中颗粒含量较多（体积>1％）、颗粒尺寸比过滤介质孔径小时，过滤开始会有部分颗粒进入过滤介质孔道里，迅速发生“架桥现象”。
也会有少量颗粒穿过过滤介质而与滤液一起流走。
随着滤渣的逐渐堆积，过滤介质上面会形成滤饼层。
此后，滤饼层就成为有效的过滤介质而得到澄清的滤液。
四、 计算题（共3题，共计40分）1（15分）欲用一常压连续精馏塔分离含苯44％、甲苯56％（摩尔百分率，下同）的混合液，要求塔顶馏出液含苯97％，釜液含苯2％。
已知泡点回流，且回流比取3。
泡点进料，确定全塔需要的理论塔板数及进料位置。
已知，αD =2.60，αW =2.35，进料的物系可看作理想物系，αF =2.47。
解：取全塔相对挥发度 2.47a ===精馏段相对挥发度53.247.260.21=⨯==F D a a a 。
(1)求最小回流比min R由泡点进料可知：进料的q = 1，所以 q 线方程：0.44F χχ==联立平衡线方程和q 线方程求点f 的坐标(f χ，f y )。
2.471 1.470.44y x χχ⎧=⎪+⎨⎪=⎩所以： 0.440.66f f y χ=⎧⎪⎨=⎪⎩ 所以，有：min0.970.66 1.4090.660.44D f e f y R y χχ--===-- (2)求最少理论板数1min,min ,N N ：()()[]()()[]15.847.298.002.003.097.0lg lg lg min ===a N W B A D B A χχχχ())[]11min,lg lg a N F B A D B A χχχχ=＝4.00(3)利用捷算法求理论板数N 、1N ：X ＝min 3 1.4090.39775131R R R --==++Y ＝115.81min +-=+-N N N N N 0.56680.75(1)X =-＝0.3052 所以， N ＝12.17（包括再沸器） 则： min,11min4.0012.17 5.978.15N N N N ==⨯= 所以加料板可设在第6块。
2（10分）某湿物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为1kg/s ，初始湿含量（湿基，下同）为3.5%，干燥产品的湿含量为0.5%。
空气状况为：初始温度为25℃、湿度为0.005kg 水/kg 干空气，经预热后进干燥器的温度为160℃，如果离开干燥器的温度选定为60℃或40℃，试分别计算需要的空气消耗量及预热器的传热量。
又若空气在干燥器的后续设备中温度下降了10℃或30℃，试分析以上两种情况下物料是否返潮？解： (1) w 1= 0.035，w 2= 0.005，∴1110.0361w X w ==- kg 水/kg 干物料 2220.0051w X w ==- kg 水/kg 干物料绝干物料：L c = L 1(1－w 1) = 1⨯(1－0.035) = 0.965 kg/s 水分蒸发量：W= L c (X 1－X 2) = 0.03 kg/s空气消耗量：12H -H WG =H 1= H 0 = 0.005 kg 水/kg 干空气 t 2 = 60℃时 ∵干燥为等焓过程∴查图H 2 = 0.0438 kg 水/kg 干空气 ∴G = 0.773 kg 干空气/sQ = G(I 1－I 0) = G(1.01+1.88H 0)(t 1－t 0)= 0.773⨯ (1.01+1.88⨯0.005) ⨯(160－25) = 106.4 kJ/s (2) H = 0.0438 kg 水/kg 干空气时 t d = 38℃当空气温度下降10℃时，空气的温度为50℃，＞t d = 38℃， ∴不返潮当空气温度下降30℃时，空气的温度为30℃，＜t d = 38℃， ∴返潮3（15分）如图所示的输水系统，管路直径为Ф84mm×2mm，当流量为36m 3/h 时，吸入管路的能量损失为6J/kg ，排出管路的压头损失为1m ，压强表读数为246kpa ，吸入管轴线到U 形管汞面的垂直距离h ＝0.5m ，当地大气压强为98.1kpa ，试计算：（1） 泵的升扬高度与扬程；（2）泵的轴功率（η＝0.75）；（3）泵吸入口压差计读数R 。