食品工程原理練習(xí)題

傳熱練習(xí)題某加熱器外面包了一層厚度為300mm的絕緣材料，該材料的熱導(dǎo)率為0.16W/(m·℃)，已測(cè)得該絕緣層外緣溫度為30℃，距加熱器外壁250mm處為75℃，試求加熱器外壁面的溫度為多少？用套管換熱器將果汁從80℃冷卻到30℃，果汁比熱為3.18kJ/kg℃，流量為240kg/h。冷卻水與果汁呈逆流進(jìn)入換熱器，進(jìn)口和出口溫度分別為10℃和20℃，若傳熱系數(shù)為450W/m2在一內(nèi)管為Φ25mm×2.5mm的套管式換熱器中，用水冷卻苯，冷卻水在管程流動(dòng)，入口溫度為290K，對(duì)流傳熱系數(shù)為850W/(m2·K)，殼程中流量為1.25kg/s的苯與冷卻水逆流換熱，苯的進(jìn)、出口溫度分別為350K、300K，苯的對(duì)流傳熱系數(shù)為1700W/(m2·K)，已知管壁的熱導(dǎo)率為45W/(m·K)，苯的比熱容為cp=1.9kJ/(kg·℃)，密度為ρ=880kg/m3。忽略污垢熱阻。試求：在水溫不超過(guò)320K的最少冷卻水用量下，所需總管長(zhǎng)為多少（以外表面積計(jì)）？在一單程列管式換熱器中，用130℃的飽和水蒸汽將36000kg/h的乙醇水溶液從25℃加熱到75℃。列管換熱器由90根Ф25mm×2.5mm，長(zhǎng)3m的鋼管管束組成。乙醇水溶液走管程，飽和水蒸汽走殼程。已知鋼的熱導(dǎo)率為45W/(m·℃)，乙醇水溶液在定性溫度下的密度為880kg/m3，粘度為1.2×10－3Pa·s，比熱為4.02kJ/(kg·℃)，熱導(dǎo)率（即導(dǎo)熱系數(shù)）為0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)為104W/(m2·℃)，忽略污垢層熱阻及熱損失。試問(wèn)此換熱器是否能完成任務(wù)（即換熱器傳熱量能否滿足將乙醇水溶液從25℃已知：管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式為，。干燥練習(xí)題某物料在連續(xù)理想干燥器中進(jìn)行干燥。物料處理量為3600kg/h,物料含水量由20%降到5%（均為濕基）。空氣初始溫度為20℃，濕度為0.005kg/kg絕干氣，空氣進(jìn)干燥器時(shí)溫度為100℃，出干燥器時(shí)溫度為40℃。試求：(1)空氣消耗量；(2)預(yù)熱器傳熱量。在某干燥器中干燥砂糖晶體，處理量為100kg/h，要求將濕基含水量由40%減至5%。干燥介質(zhì)為干球溫度20℃，相對(duì)濕度15%的空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱至80℃后送至干燥器內(nèi)?？諝庠诟稍锲鲀?nèi)為等焓變化過(guò)程，空氣離開(kāi)干燥器時(shí)溫度為30℃，總壓為101.3kPa。試求：⑴水分汽化量；⑵干燥產(chǎn)品量；⑶濕空氣的消耗量；⑷加熱器向空氣提供的熱量。（注：在常壓下，20℃時(shí)水的飽和蒸汽壓為2.335kPa）在理想干燥器中，將某物料從含水量5%干燥到0.5%（均為濕基）。干燥器生產(chǎn)能力為1.5kg濕原料/s。27℃，濕度為0.007kg水/kg絕干氣的新鮮空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱至100℃進(jìn)入干燥器，出干燥器時(shí)溫度為52℃。若干燥器的熱損失可忽略不計(jì)，試求絕干空氣消耗量及空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的濕度。常壓下（Pa=101.3kPa），將干球溫度為30℃、濕度為0.010kg/kg干氣的空氣，經(jīng)預(yù)熱器加熱后溫度升高至120℃，然后將加熱的空氣送入干燥器中干燥物料。干燥的過(guò)程可視為等焓干燥過(guò)程，當(dāng)空氣離開(kāi)干燥器的時(shí)候相對(duì)濕度達(dá)到⑴請(qǐng)將空氣從進(jìn)入預(yù)熱器到離開(kāi)干燥器的整個(gè)過(guò)程在下面濕空氣的I-H圖上表示出來(lái)；⑵請(qǐng)根據(jù)第一問(wèn)所作的圖查出空氣離開(kāi)干燥器時(shí)的干球溫度為℃，濕度為kg/kg干氣；⑶請(qǐng)根據(jù)已知條件以及第二問(wèn)的結(jié)果計(jì)算出含100kg絕干空氣的新鮮空氣從進(jìn)入預(yù)熱器到離開(kāi)干燥器的整個(gè)過(guò)程中空氣中增加的水分質(zhì)量為kg蒸餾練習(xí)題一常壓操作的連續(xù)精餾塔中分離某理想溶液，原料液組成為0.4，餾出液和釜?dú)堃航M成分別為0.95和0.05（均為輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)），操作條件下，物系的相對(duì)揮發(fā)度α＝2.0，若操作回流比R=1.5Rmin，泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂為全凝器。試計(jì)算提餾段操作線方程。下圖是雙組分理想物系的溫度組成圖，物系從狀態(tài)點(diǎn)O開(kāi)始依次變化至A、P、D、Q點(diǎn)，請(qǐng)寫(xiě)出每個(gè)狀態(tài)點(diǎn)下對(duì)應(yīng)的氣相和液相組成（注：若沒(méi)有則不必寫(xiě)出）狀態(tài)點(diǎn)xyOA流體輸送練習(xí)題20、用離心泵將20℃的水從敞口貯槽送至水洗塔頂部，槽內(nèi)水位維持恒定。泵吸入與壓出管路直徑相同，均為Φ76mm×2.5mm。水流經(jīng)吸入與壓出管路（不包括噴頭）的能量損失分別為∑Wf1=2u2及∑Wf2=10u2（J/kg），式中，u為水在管內(nèi)的流速。在操作條件下，泵入口真空度的讀數(shù)為26.6kPa，噴頭處的壓力為98.1kPa（表壓）。試求泵的有效功率（kW）。（2021、在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)定離心泵的性能，吸入管與壓出管的內(nèi)徑分別為70mm和50mm。當(dāng)流量為30m3/h時(shí)，泵入口處真空表與出口處壓力表的讀數(shù)分別為40kPa和215kPa，兩測(cè)壓口間的垂直距離為0.4m，軸功率為3.45kW。試計(jì)算泵的壓頭與效率。160mΔz30m22、如圖所示，密度為800kg/m3、黏度為1.5mPa·s的液體，由敞口高位槽經(jīng)Φ114mm×4mm的鋼管流入一密閉容器中，其壓力為0.16MPa（表壓），兩槽的液位恒定。液體在管內(nèi)的流速為1.5m/s，管路中閘閥為半開(kāi)，管壁相對(duì)粗糙度ε/d=0.002，試計(jì)算兩槽液面的垂直距離。160mΔz30m制冷23、有一立式、雙缸氨壓縮制冷機(jī)，其制冷量為Q0=4.186×105kJ/h，其操作的蒸發(fā)溫度T0=-15℃，冷凝溫度Tk=＋25℃，過(guò)冷溫度Tu＝＋20℃。(1)請(qǐng)?jiān)谙旅鍺H3的lgp-h圖上作出制冷循環(huán)示意圖；(2)已知壓縮機(jī)的總效率為70%，計(jì)算：?jiǎn)挝恢评淞?；制冷劑循環(huán)量；制冷劑放熱量；壓縮機(jī)消耗的理論功率和實(shí)際功率；理論