《食品工程原理》課程教學(xué)大綱

《食品工程原理》課程教學(xué)大綱PrincipleofFoodEngineering一、課程基本信息學(xué)時：80學(xué)分：5考核方式：考試,平時成績占總成績的30%中文簡介：食品工程原理的主要研究內(nèi)容是以食品加工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，按其操作原理的性質(zhì)歸納成若干個“單元操作”，是食品科學(xué)與工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點、定量運(yùn)算、實驗技能和設(shè)計能力的訓(xùn)練；強(qiáng)調(diào)理論與實踐的結(jié)合，提高分析問題、解決問題的能力。教學(xué)目的與要求掌握動量傳遞，熱量傳遞及質(zhì)量傳遞的基本理論以及典型食品工程操作的基本原理和基本規(guī)律。對食品加工過程的典型設(shè)備初步具備選型和進(jìn)行工藝設(shè)計的能力。在計算方面具有較熟練的運(yùn)算能力和較快速的計算技巧。對食品加工過程的通用設(shè)備的性能研究和查定能提出較合理的實驗方案，選用較合理的流程和儀表，懂得一般的安裝常識，掌握基本的整理數(shù)據(jù)方法。初步具備查閱化工手冊的能力。三、教學(xué)方法與手段講授、閱讀、課堂討論、分組討論教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時分配前言掌握2第一章流體流動流體靜力學(xué)方程式壓力、密度、比體積、流體靜力學(xué)基本方程式、靜力學(xué)方程的應(yīng)用掌握2第二節(jié)

管內(nèi)流體流動的基本方程流體的流速和流量，穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動，連續(xù)性方程，柏努利方程，實際流體機(jī)械能衡算式掌握2第三節(jié)

管內(nèi)流體流動現(xiàn)象粘度、流動型態(tài)和雷諾準(zhǔn)數(shù)、流體在圓管內(nèi)的速度分布掌握2第四節(jié)

管內(nèi)流體流體的摩擦阻力損失直管中流體摩擦阻力的測定、層流流動的阻力損失、湍流流動的阻力損失、非圓形管的當(dāng)量直徑、局部阻力損失掌握2第五節(jié)

管路計算簡單管路、復(fù)雜管路掌握2流量測量測速管、孔板流量計、轉(zhuǎn)子流量計、濕式氣體流量計理解2實驗一：流體流動型態(tài)觀察柏努力方程實驗實驗二：流體流動阻力的測定掌握6重點與難點:1、流體靜力學(xué)基本方程式的意義及其應(yīng)用（液柱壓差計、液封、液面測量）；2、連續(xù)性方程、柏努利方程的意義及柏努利方程用于流量、壓差、功及位差等重要項目的計算；3、牛頓粘性定律意義，流動型態(tài)和雷諾準(zhǔn)數(shù)的判斷；圓形直管內(nèi)阻力損失計算，摩擦因子圖的使用及局部阻力計算方法；簡單管路的工藝計算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：了解流體的重要物理性質(zhì)及反映流動過程特征的重要參數(shù)；理解流體的主要物性數(shù)據(jù)求取及不同單位之間的換算。了解流體流動的連續(xù)性、穩(wěn)定性和兩種流動類型及判別，掌握流體力學(xué)方程、連續(xù)性方程、柏努利方程的內(nèi)容及應(yīng)用。了解流體在圓管內(nèi)流動時的速度分布及阻力分布情況；掌握流體在管道中流動中流動阻力的計算方法;掌握流體適宜流速的選擇及管道直徑的確定，及簡單管路和復(fù)雜管路的計算要求。掌握管路中流體的壓力、流速和流量的測定原理及方法。皮托管、孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的測量原理，簡單結(jié)構(gòu)和性能。第二章

流體輸送機(jī)械離心泵離心泵的工作原理、主要部件、性能參數(shù)、特性曲線、泵的工作點和安裝高度、泵的類型與選用掌握2泵的性能往復(fù)泵、齒輪泵、旋渦泵掌握2實驗三：離心泵特性曲線測定掌握3重點與難點:1、離心泵的工作原理及主要構(gòu)件，主要性能參數(shù)的定義及離心泵特性曲線的應(yīng)用；2、掌握汽蝕現(xiàn)象的定義和安裝高度的計算，工作點的定義及流量調(diào)節(jié)方法。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握離心泵的簡單結(jié)構(gòu)，工作原理，主要性能參數(shù)，特性曲線及應(yīng)用，流量調(diào)節(jié)，串并聯(lián)特性，安裝，操作注意事項及選型等。掌握汽蝕現(xiàn)象的定義和安裝高度的計算，工作點的定義及流量調(diào)節(jié)方法第三章沉降與過濾概述非均相物系的分離、顆粒與流體相對運(yùn)動時所受的阻力掌握2重力沉降沉降速度、降塵室、懸浮液的沉聚2離心沉降離心分離因數(shù)，離心沉降速度，旋風(fēng)分離器掌握2過濾懸浮液的過濾、過濾速率基本方程式、恒壓過濾、過濾設(shè)備掌握2實驗四：過濾實驗掌握3重點與難點:1、重力沉降速度的表達(dá)及降塵室主要工藝計算；2、離心沉降速度的表達(dá)及旋風(fēng)分離器的主要工藝計算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握重力沉降速度的表達(dá)及降塵室主要工藝計算；掌握離心沉降速度的表達(dá)及旋風(fēng)分離器的主要工藝計算。掌握過濾操作的基本概念，過濾和過濾速率恒壓過濾，恒速過濾，掌握恒壓過濾常數(shù)的計算方法和測定方法。第四章傳熱概述傳熱過程的應(yīng)用、熱量傳遞的基本方式、兩流體通過間壁換熱與傳熱速率方程式掌握2熱傳導(dǎo)傅里葉定律、熱導(dǎo)率、平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)掌握2對流傳熱對流傳熱方程與對流傳熱系數(shù)，影響對流傳熱系數(shù)的因數(shù)，對流傳熱的特征數(shù)關(guān)系式，流體無相變時對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式、流體有相變時的對流傳熱、選用對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式的注意事項掌握2兩流體間傳熱過程的計算熱量衡算；傳熱平均溫度差的計算；總傳熱系數(shù)，壁溫計算，傳熱計算示例。掌握2熱輻射基本概念，幾個定律，兩固體間的相互輻射掌握2換熱器換熱器的分類、間壁式換熱器、列管式換熱器、傳熱過程的強(qiáng)化掌握2實驗五：傳熱實驗掌握3重點與難點:1、付立葉定律的意義及平壁和圓筒壁定態(tài)熱傳導(dǎo)計算，2、總傳熱速率方程和熱量衡算方程的意義，總傳熱系數(shù)和平均溫度差的計算。3、輻射傳熱基本概念、物體的輻射能力及物體間的輻射傳熱計算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握傅立葉定律的意義及平壁和圓筒壁定態(tài)熱傳導(dǎo)計算，了解總傳熱速率方程和熱量衡算方程的意義，掌握總傳熱系數(shù)和平均溫度差的計算，傳熱單元數(shù)法的應(yīng)用，了解輻射傳熱基本概念、物體的輻射能力及物體間的輻射傳熱計算。第五章吸收氣液相平衡氣體的溶解度、亨利定律。掌握2傳質(zhì)機(jī)理及吸收速率方程式費克定律、分子擴(kuò)散、擴(kuò)散系數(shù)、雙膜模型、吸收速率方程式。掌握3吸收塔的計算物料衡算與操作線方程、吸收劑用量、填料層高度。掌握3傳質(zhì)設(shè)備塔設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，填料塔附件、填料的主要類型及性能了解2重點與難點:1、氣體的溶解度和亨利定律，傳質(zhì)機(jī)理及吸收速率方程式，2、吸收塔的工藝計算包括：物料衡算與操作線方程、吸收劑用量的討論、填料層高度的計算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握氣體的溶解度和亨利定律，傳質(zhì)機(jī)理及吸收速率方程式；掌握吸收塔的工藝計算包括：物料衡算與操作線方程、吸收劑用量的討論、填料層高度的計算。第六章蒸餾與精餾二元物系的氣液平衡相律和拉烏爾定律、理想溶液相圖、相對揮發(fā)度、非理想溶液相圖。掌握2蒸餾方式簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾原理掌握2雙組分連續(xù)精餾的計算

物料衡算、恒摩爾流假定、進(jìn)料狀態(tài)、操作線方程與q線方程、理論板數(shù)的確定、塔頂液相回流比的選擇、理論板數(shù)的簡捷計算法。掌握3板式塔塔板結(jié)構(gòu)、塔板效率、塔徑的計算掌握1重點與難點:1、二元物系的氣液相平衡關(guān)系，包括：拉烏爾定律，溫度組成圖，汽液相平衡圖，揮發(fā)度及相對揮發(fā)度）；雙組分連續(xù)精餾的工藝計算，包括：2、物料衡算與操作線方程，進(jìn)料狀態(tài)的影響、理論板數(shù)的確定（含特殊情況）、回流比的討論、及熱量衡算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握二元物系的氣液相平衡關(guān)系，包括：拉烏爾定律，溫度組成圖，汽液相平衡圖，揮發(fā)度及相對揮發(fā)度）；雙組分連續(xù)精餾的工藝計算；掌握物料衡算與操作線方程，進(jìn)料狀態(tài)的影響、理論板數(shù)的確定（含特殊情況）、回流比的討論、及熱量衡算。

第七章

干燥概述固體物料的去濕方法，濕物料的干燥方法，對流干燥過程的傳熱與傳質(zhì)。掌握1濕空氣性質(zhì)和濕度圖濕度、相對濕度、比熱、焓、比容、干球溫度、濕球溫度、絕熱飽和溫度、露點溫度。掌握3干燥過程的物料衡算和熱量衡算水分表示方法、物料衡算、熱量衡算、空氣通過干燥器的狀態(tài)變化。掌握2物料的平衡含水量與干燥速率濕物料中水分性質(zhì)、干燥速率曲線、干燥時間計算。第五節(jié)干燥設(shè)備掌握2實驗六：干燥實驗掌握3重點與難點：1、濕空氣性質(zhì)和濕度圖，干燥器的物料衡算和熱量衡算；2、空氣通過干燥器的狀態(tài)變化，干燥速率和干燥時間的計算。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：掌握濕空氣性質(zhì)和濕度圖，干燥器的物料衡算和熱量衡算；掌握