食品工程原理第1章作业

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1、食品工程原理作业第1章作业1.椰子油流过一内径为20mm的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa，试求椰子油的流量。解：（1）依题意，绘出示意图；（2）取未收缩管段的截面为1－1’截面，收缩至最小处的管段的截面为2－2’面；（3）取0－0’面为基准面；（4）在1－1’面和2－2’面之间列柏努利方程式：22pupu1122Z1gWZ2ghf22已知：Z1＝Z2＝0，W＝0，∑hf＝0，d1=20mm=0.02m，d2=10mmm=0.01m,p1－p2＝8

2、00Pa,3查得椰子油的密度ρ=940kg/m根据不可压缩流体的连续性方程：22ud121039912即：u1u2325u2d120102522pupu1122把以上数据代入柏努利方程得：00002222922u2u2p1p2u2u125即：228002722代入已知数据：u2940625求得：u2=1.40m/s（5）求流量V：Vud2324m3s221.400.78512101.58104－43答：椰子油的流量为1.58×10m

3、/s。4.试求稀奶油以6m/s的速度流过管道时，因摩擦而引起的压力降。管道直径Φ338mm×2.5mm，长100m，为水力光滑的不锈钢管。已知稀奶油的密度为1000kg/m，-3粘度为12×10Pa·s。－3解：已知：管道内径d＝(38－2×2.5)×10=0.033m3流速u＝6m/s，密度ρ＝1000kg/m-3粘度μ＝12×10Pa·s把以上数据代入求雷诺数的公式中得：du0.03361000Re1650031210由于Re>4000，所以稀奶油的流动类型为湍流。2lu湍流运动时流体的直管阻力为：hfd2g35由题

4、可知，该管为水力光滑的不锈钢管，且3×10

5、为μ，管径减少前管径为d1，流速为u1，管径减少后管径为d2，流速为u2由已知得：d2＝1/2d1由不可压缩流体的连续性方程：22udd1122ud2d42111dud1u1dud14u1由Re则：Re1，Re2222Re21根据题意，液体在圆形直管内作层流流动，即Re12000，则：Re22Re14000，所以λ=64/Re。根据液体在圆形直管内作层流流动的阻力公式：264lu1管径减少前阻力损失为：hf1Red2112264l4u64lu管径减少后阻力损失为：h

6、1161f2Re12Red22d1112由此得：hf216hf1答：因流动阻力而产生的能量损失为原来的16倍。3-310.用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m、粘度为1.1×10Pa·s的溶液在稳定3流动状态下送到蒸发器内，蒸发空间真空表读数为40kPa。溶液输送量为18m/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m，管路直径Φ57mm×3mm，不包括管路进、出口的能量损失，直管和管件当量长度之和为50m。取管壁粗糙度为0.02mm。试求泵的轴功率（泵的效率为65％）。解：（1）依题意，绘出流程示意图；220m11’2’（2）如

7、图选取1－1’截面和2－2’截面；（3）选取1－1’截面为基准面；（4）在1－1’面和2－2’面之间列出柏努利方程：22pupu1122Z1gWeZ2ghf223已知：Z1＝0，Z2＝20m，ρ=1060kg/m,3p1＝0（表压），p24010Pa（表压）由于贮槽液面维持恒定，则取u1≈0P2u22代入伯努利方程得：We=Z2g+++∑hfρ23318m3已知：V18m/h0.005m/s，3600sd2=57-3×2=51mm=0.051m则：uVV0.0052.45ms22A20.7850.051

8、d24du20.0512.4510605计算得：Re1.201031.1105Re=1.20×10>4000，所以管