食品工程原理练习题

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1、传热练习题1、某加热器外面包了一层厚度为300mm的绝缘材料，该材料的热导率为0.16W/(m·℃)，已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm处为75℃，试求加热器外壁面的温度为多少？2、用套管换热器将果汁从80℃冷却到30℃，果汁比热为3.18kJ/kg℃，流量为240kg/h。冷却水与果汁呈逆流进入换热器，进口和出口温度分别为10℃和20℃，若传热系数为450W/m2℃，计算换热面积和冷却水用量。3、在一内管为Φ25mm×2.5mm的套管式换热器中，用水冷却苯，冷却水在管程流动，入口温度为290K，对流传热系数为850W/(m2·K)，壳程中流

2、量为1.25kg/s的苯与冷却水逆流换热，苯的进、出口温度分别为350K、300K，苯的对流传热系数为1700W/(m2·K)，已知管壁的热导率为45W/(m·K)，苯的比热容为cp=1.9kJ/(kg·℃)，密度为ρ=880kg/m3。忽略污垢热阻。试求：在水温不超过320K的最少冷却水用量下，所需总管长为多少（以外表面积计）？4、在一单程列管式换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将36000kg/h的乙醇水溶液从25℃加热到75℃。列管换热器由90根Ф25mm×2.5mm，长3m的钢管管束组成。乙醇水溶液走管程，饱和水蒸汽走壳程。已知钢的热导率为45W/(m·℃

3、)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3，粘度为1.2×10－3Pa·s，比热为4.02kJ/(kg·℃)，热导率（即导热系数）为0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝时的对流传热系数为104W/(m2·℃)，忽略污垢层热阻及热损失。试问此换热器是否能完成任务（即换热器传热量能否满足将乙醇水溶液从25℃加热到75℃）？已知：管内对流传热系数关联式为，。干燥练习题5、某物料在连续理想干燥器中进行干燥。物料处理量为3600kg/h,物料含水量由20%降到5%（均为湿基）。空气初始温度为20℃，湿度为0.005kg/kg绝干气，空气进干燥器时温度为100℃，出

4、干燥器时温度为40℃。试求：(1)空气消耗量；(2)预热器传热量。6、在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h，要求将湿基含水量由40%减至5%。干燥介质为干球温度20℃，相对湿度15%的空气，经预热器加热至80℃后送至干燥器内。空气在干燥器内为等焓变化过程，空气离开干燥器时温度为30℃，总压为101.3kPa。试求：⑴水分汽化量；⑵干燥产品量；⑶湿空气的消耗量；⑷加热器向空气提供的热量。（注：在常压下，20℃时水的饱和蒸汽压为2.335kPa）1、在理想干燥器中，将某物料从含水量5%干燥到0.5%（均为湿基）。干燥器生产能力为1.5kg湿原料/s。27

5、℃，湿度为0.007kg水/kg绝干气的新鲜空气经预热器加热至100℃进入干燥器，出干燥器时温度为52℃。若干燥器的热损失可忽略不计，试求绝干空气消耗量及空气离开干燥器时的湿度。2、常压下（Pa=101.3kPa），将干球温度为30℃、湿度为0.010kg/kg干气的空气，经预热器加热后温度升高至120℃，然后将加热的空气送入干燥器中干燥物料。干燥的过程可视为等焓干燥过程，当空气离开干燥器的时候相对湿度达到60%。⑴请将空气从进入预热器到离开干燥器的整个过程在下面湿空气的I-H图上表示出来；⑵请根据第一问所作的图查出空气离开干燥器时的干球温度为℃，湿度为kg/k

6、g干气；⑶请根据已知条件以及第二问的结果计算出含100kg绝干空气的新鲜空气从进入预热器到离开干燥器的整个过程中空气中增加的水分质量为kg蒸馏练习题3、一常压操作的连续精馏塔中分离某理想溶液，原料液组成为0.4，馏出液和釜残液组成分别为0.95和0.05（均为轻组分的摩尔分数），操作条件下，物系的相对挥发度α＝2.0，若操作回流比R=1.5Rmin，泡点进料，塔顶为全凝器。试计算提馏段操作线方程。4、下图是双组分理想物系的温度组成图，物系从状态点O开始依次变化至A、P、D、Q点，请写出每个状态点下对应的气相和液相组成（注：若没有则不必写出）状态点xyOAPDQ1

7、、用连续精馏塔每小时处理100kmol含苯40％和甲苯60％的混合液，要求馏出液中含苯90％，残液中含苯1％（组成均以kmol%计），试计算：⑵馏出液和残液各多少kmol/h⑵饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，问回流比为多少12、某连续精馏塔，泡点进料，已知操作线方程如下：精馏段：y=0.8x+0.172提馏段：y=1.3x-0.018试求：原料液、馏出液、釜液组成及回流比。沉降练习题13、求密度为2360kg/m3，直径为60微米的球形颗粒在常温水中的沉降速度。14、密度为2150kg/m3的烟灰球形颗粒在20℃空气中层流沉降的最大颗粒

8、直径是多少。过滤练习题1