食品工程原理思考题与习题

需的管长和冷却水消耗量。

23 在一列管换热器中,用初温为30℃的水将橘汁由120℃冷却到70℃,已知橘汁和水的流

44量分别为1×10(kg/h)和1.4×10(kg/h)。比热容分别为0.52(kcal/kg·℃)和0.46(kcal/kg·℃),

传热系数K=100(kcal/m2·h·℃)试分别计算并流和逆流时换热器所需的传热面积。 24 在并流换热器中,用水冷却奶油。水的进出口温度分别为15℃和40℃,奶油的进出口温度分别为120℃和100℃。现因生产任务要求奶油的出口温度降至80℃,设奶油和水的流量、进口温度及物性均不变,若原换热器的管长为1m,试求将此换热器的管长增至多少米才能满足要求?设换热器的热损失可忽略。

25 一传热面积为15m2的列管换热器,壳程用110℃饱和水蒸气将管程某溶液由20℃加热至80℃,溶液的处理量为2.5×104kg/h,比热容为4kJ/(kg·℃),试求此操作条件下的总传热系数。又该换热器使用一年后,由于污垢热阻增加,溶液出口温度降至72℃,若要出口温度仍为80℃,加热蒸气温度至少要多高?

26 用20.26kPa(表压)的饱和水蒸气将20℃的水预热至80℃,水在列管换热器管程以0.6m/s的流速流过,管子的尺寸为φ25mm×2.5mm。水蒸气冷凝的对流传热系数为104W/(m2·℃),水侧污垢热阻为6×10-4(m2·℃)/W,蒸气侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计,试求:

(1)此换热器的总传热系数;

(2)设备操作一年后,由于水垢积累,换热能力下降,出口温度只能升至70℃,试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。

27 今欲于下列换热器中,将某种溶液从20℃加热到50℃。加热剂进口温度为100℃,出口温度为60℃。试求各种情况下的平均温度差。

(1)单壳程,双管程 (2)双壳程,四管程

28 有一单壳程双管程列管换热器,管外用120℃饱和蒸气加热,干空气以12m/s的流速在管内流过,管径为φ38mm×2.5mm,总管数为200根,已知总传热系数为150 W/(m2·℃),空气进口温度为26℃,要求空气出口温度为86℃,试求:

(1)该换热器的管长应多少?

(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变,而将管径增大为φ54×2mm,总管数减少20%,此时的出口温度为多少?(不计出口温度变化对物性的影响,忽略热损失)。

第八章 蒸发

一、名词解释 1 蒸发 2 多效蒸发

3 蒸发操作的有效温差 二、填空

1 一定压强下,溶液的沸点较纯水( ),两者沸点之差,称为溶液的( )。 2 浓缩是( )和( )均匀混合液的部分分离过程。

3 要维持连续的蒸发过程,一方面要不断地( );另一方面还要不断地( )。 4 蒸发过程中温差损失主要由( )、( )和( )引起。 5 多效蒸发要求后效( )和( )小于前效的。

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6 欲提高蒸发器的生产强度,必须设法提高其( )和( )。 7 影响液柱沸点升高的因素主要有( )和( )。 8 由于( )和( ),所以实际每蒸发1kg水要消耗1kg以上的蒸气。 9 常用的多效蒸发流程有( )加料、( )加料、( )加料和( )加料。 10 在并流加料的多效蒸发中,蒸发室压强逐效( ),沸点逐效( ),前效进入后效时( ),浓度( ),传热系数( )。 三、简答

1 试推导单效蒸发加热蒸气耗量的表达试。

2 多效蒸发的温差分配的实质是什么?通常应考虑哪些原则?

3 设计并绘出牛奶浓缩系统的流程和主要设备,并说明其特点和工作原理。

第十三章 膜分离

一、名词解释 1 反渗透 2 浓差极化

3 离子交换膜的交换容量 4 截留相对分子质量 二、填空

1在超滤过程中,超滤膜对大分子溶质的截留作用主要是由于以下几个原因:①( );②( );③( )。

2 电渗析时,阳离子交换膜只允许( )离子通过,而阴膜只允许( )离子通过。离子交换膜对离子的选择透过性主要来自于( )和( )。

3 反渗透膜由( )层和( )层组成,( )层决定了膜的分离性能,( )层只作为载体,不影响膜的分离性能。 三、简答

1 膜分离过程有哪些种类?它们各自的原理是什么? 2 试比较超滤和反渗透操作的异同点。 3 超滤与常规过滤有哪些不同? 4 简述离子交换膜的选择性透过原理。

5 举例说明反渗透常与某些操作联合而组成一完整的分离工艺过程。 6 以分离NaCl水溶液为例,说明电渗析过程中的主要作用和次要作用。

第十四章 食品工程原理的应用

1. 根据图0-1中乳粉的加工工艺以及工艺学等课程中学到的知识,讨论食品工程原理在乳

粉工程中的应用。

2. 根据前面章节所学的知识,结合火腿肠生产工艺,谈谈主要单元操作及其传递现象。

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