食品化工原理.docx

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1、一、选择题1.单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。A.质量 B.粘度 C.位能 D.动能2.层流与湍流的本质区别是：( D )。 A.湍流流速层流流速 B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流 C. 层流的雷诺数 B. C. D.冷流体 热流体 水 气 体水沸腾 水蒸气冷凝 水 水 水 轻油12.对于脱吸操作，其溶质在液体中的实际浓度_B_与气相平衡的浓度。 A.小于 B.大于 C.等于 D.以上均可能13.在吸收塔某处， 气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数ky = 2 kmol.m-2.h-1，气相总传质系数Ky = 1.5kmol.m-2.

2、h-1，则该处气液界面上气相浓度yi 应为_B_，平衡关系y = 0.5x。 A.0.02 B.0.01 C.0.015 D. 0.00514.在二元混合液中，沸点低的组分称为（ C ）组分。 A.可挥发 B.不挥发 C.易挥发 D.难挥发 15.（ A ）是保证精馏过程连续稳定操作的必不可少的条件之一。 A.液相回流 B.进料 C.侧线抽出 D.产品提纯。16.在精馏塔中，原料液进入的那层板称为（ C ）。 A.浮阀板 B.喷射板 C.加料板 D.分离板。 17.在精馏塔中，加料板以下的塔段（包括加料板）称为（ B ）。 A.精馏段 B.提馏段 C.进料段；D.混合段。 18.当空气的t=t

3、w=td时，说明空气的相对湿度（ A ）。 A. =100% ； B. 100% ； C. 100%19.已知湿空气的下列B参数，利用H-I图可以查得其它未知参数。A .( pv ,H ) B.(td ,t) C.( tw ,tas) D.(I , tW) 20在板式精馏塔设计中，上升气体流速过大，不可能产生的后果是（B ）。 A.漏液 B.液泛 C.过量液沫夹带 D.板效率下降二、填空题1.化工生产中，物料衡算的理论依据是 质量守恒定律 ，热量衡算的理论基础是 能量守恒定律 。2.理想流体体积流量一定，有效截面扩大，流速 ，动压头 ，静压头 。(增大，减小，不变)3.当Re 为已知时，流体在

4、圆形管内呈层流时的摩擦系数=_ _，在管内呈湍流时，摩擦系数与 、_ _有关。4.液体的粘度随温度升高而 减小 ，气体的粘度随温度的升高而 增大 。(增大，减小，不变)5.相对密度7.9，直径2.5 mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.9）中以5mm/s的速度匀速沉降。则该油品的粘度为 4.77Pas 。6.已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得t/q=3740q+200 则过滤常数K = 0.000535 。7.用气相浓度y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表

5、达的速率方程为 NA = ky (y-yi)，以传质总系数表达的速率方程为_ NA = Ky (y-ye)。8.恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。9.在1atm下，不饱和湿空气温度为295K，当加热到325K时，相对湿度 ，露点 。(增高，降低，不变)10.用逐板计算法求理论板层数时，用一次 相平衡 方程就计算出一层理论板。精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表示进料中的 液相 相含量为60%三、问答题1、分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。2、在层流区温度升高后，同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小。.3、强化传热的有效途径有哪些

6、。四、计算题120的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33103Pa。2有一列管式换热器，由38根25mm2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20被加热至80，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。苯在平均温度50下的物性：密度=860kg/m3；比

7、热容cp=1.80kJ/（kg）；粘度=0.45mPas；导热系数=0.14W/（m）。3.用洗油吸收焦炉气中的芳烃，含芳烃的洗油经解吸后循环使用。已知洗油流量为7kmol/h，入解吸塔的组成为0.12kmol（芳烃）/kmol（洗油），解吸后的组成不高于0.005kmol（芳烃）/kmol（洗油）。解吸塔的操作压力为101.325kPa，温度为120。解吸塔底通入过热水蒸气进行解吸，水蒸气消耗量V/L=1.5（V/L）min。平衡关系为Y*=3.16X，液相体积传质系数KXa=30kmol/（m3h）。求解吸塔每小时需要多少水蒸气？若填料解吸塔的塔径为0.7m，求填料层高度。4每小时将150

8、00kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。5采用常压气流干燥器干燥某种湿物料。在干燥器内，湿空气以一定的速度吹送物料的同时并对物料进行干燥。已知的操作条件均标于附图中。试求：（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失；选择题：1、质量；2、层流无径向脉动，而湍流有径向脉动；3、大于；4、管路特性曲线变了；5、;6、过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差；7、沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；8、

9、；9、物性影响；10、这两种说法都不对；11、；12、大于；13、0.01；14、易挥发；15、液相回流；16、加料板；17、提馏段；18、=100%；19、(td ,t)；20、填空题：1.化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是 能量守恒定律。2.理想流体体积流量一定，有效截面扩大，流速减小，动压头减小，静压头增加。3.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数=64/Re，在管内呈湍流时，摩擦系数与Re 、管壁的粗糙度有关。4.液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。5.相对密度7.9，直径2.5 mm的钢球，在某粘稠油品（相对密度0.

10、9）中以5mm/s的速度匀速沉降。则该油品的粘度为4.77Pas。6.已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/A，qe为Ve/A，Ve为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力)，在恒压过滤时，测得t/q=3740q+200 则过滤常数K =0.000535。7.用气相浓度y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为NA = ky (y-yi)，以传质总系数表达的速率方程为NA = Ky (y-ye)。8.恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 恒速干燥 阶段和 降速干燥 阶段。10.用逐板计算法求理论板层数时，用一次 相平衡 方程就计算出一层理

11、论板。精馏操作中，当 q = 0.6 时, 表示进料中的 液相 相含量为60%问答题：1、分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。理想流体: （A）或： = (B) 实际流体：= 式(A)中的前两项、和的物理意义，分别是单位重量流体具有的比位能、压能和比势能；是单位重量流体具有的动能，即比动能和单位动能。三项之和是单位重量流体具有的机械能，称为总比能或单位总能量。式(B)则表示理想流体的恒定流动，沿同一维流(沿同一流线)。单位重量流体的机械能守恒。伯努利方程又称为能量方程2、在层流区温度升高后，同一固体颗粒在液体和气体中的沉降速度增大还是减小。沉降速度减慢，因为温度升

12、高分子之间运动的速度加快了，气体的流动速度加快了，不利于沉降。3、强化传热的有效途径有哪些。所谓强化传热，就是设法提高传热的速率。从传热速率方程式Q=KAt中可以看出，提高K、A、t中任何一项都可以强化传热，即增大传热面积、提高传热的温度差和提高传热系数计算题：1、20的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U管压差计读数R=25mm、h=0.5m时，试求此时空气的流量为若干m3/h。当地大气压强为101.33103Pa。解：文丘里管

13、上游测压口处的压强为 p1=HggR=136009.810.025 =3335Pa(表压)喉颈处的压强为 p2=gh=10009.810.5=4905Pa（表压）空气流经截面1-1与2-2的压强变化为 故可按不可压缩流体来处理。 两截面间的空气平均密度为 在截面1-1与2-2之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。两截面间无外功加入，即We=0；能量损失可忽略，即=0。据此，柏努利方程式可写为 式中 Z1=Z2=0所以 简化得 （a）据连续性方程 u1A1=u2A2得 u2=16u1 （b）以式（b）代入式（a），即（16u1）2=13733解得 u1=7.34m/s空气的流量为 2、有

14、一列管式换热器，由38根25mm2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20被加热至80，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。解：苯在平均温度下的物性可由附录查得：密度=860kg/m3；比热容cp=1.80kJ/（kg）；粘度=0.45mPas；导热系数=0.14W/（m）。加热管内苯的流速为以上计算表明本题的流动情况符合式4-32的实验条件，故W/（m2）若忽略定性温度的变化，当苯的流量增加一倍时，给热系数为W/（m2）3、用洗油吸收焦炉气中的芳烃，含芳烃的洗油经解吸后循环使用。已知洗油流量为7kmol/h，

15、入解吸塔的组成为0.12kmol（芳烃）/kmol（洗油），解吸后的组成不高于0.005kmol（芳烃）/kmol（洗油）。解吸塔的操作压力为101.325kPa，温度为120。解吸塔底通入过热水蒸气进行解吸，水蒸气消耗量V/L=1.5（V/L）min。平衡关系为Y*=3.16X，液相体积传质系数KXa=30kmol/（m3h）。求解吸塔每小时需要多少水蒸气？若填料解吸塔的塔径为0.7m，求填料层高度。解：水蒸气不含芳烃，故Y2=0；X1=0.12 水蒸气消耗量为 V=0.455L=0.4557=3.185kmol/h=3.18518=57.3kg/h 用（X2Y2/m）/（X1Y2/m）=0

16、.0417、mV/L=1.44，从图6-23查得NOL=6.9，与计算值接近。 m填料层高度 Z=HOLNOL=0.3036.84=2.07m4、每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。进料组成 釜残液组成 原料液的平均分子量 MF=0.4478+0.5692=85.8原料液流量 F=15000/85.8=175.0kmol/h 依题意知DxD=FxF=0.971 （a）所以 DxD=0.9711750.44 （b）全塔物料衡算D+W=F=175 DxD+WxW=FxF 或 DxD+0.0235W=1750.44 （c）联立式a，b，c，解得D=80.0 kmol/h W=95.0 kmol/h xD=0.9355、采用常压气流干燥器干燥某种湿物料。在干燥器内，湿空气以一定的速度吹送物料的同时并对物料进行干燥。已知的操作条件均标于附图中。试求：（1）新鲜空气消耗量；（2）单位时间内预热器消耗的热量，忽略预热器的热损失。解：（1）新鲜空气的消耗量：L=W/(H2-H1)绝干物料G=G2/（1+X2）=250/(1+0.01)=248kg绝干料/h