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1、,食品工程原理习题选解,1-10.用泵将密度为1 081kg/m3、黏度为1.9mPas的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位，流量为1.2L/s。采用1英寸镀锌管，管长60m，其中装4个90弯头。贮槽内液面和管子高位出口距地面高度分别为3m和12m，管出口表压力为36kPa,泵的效率为0.60。求泵的功率。,/d = 0.20/25.4 = 0.0079 查摩擦因数图：= 0.0380.042,P = Pe / = 438/0.6 = 730W,1-12 将密度985kg/m3,黏度1.5mPas的葡萄酒用泵从贮槽送至蒸馏釜，管路为内径50mm的光滑不锈钢管，全长50mm，其间有3个90弯头和一个控制
2、流量的截止阀。贮槽内液面高出地面3m,进蒸馏釜的管口高出地面6m, 两容器内皆常压，泵安装在靠近贮槽的地面上。若流量为114L/min，此时经截止阀的压力降为86kPa,求泵出口处的压力和泵的有效功率。 qv = 0.114/60 = 0.0019m3/s,1-2间衡算：,243W,3-2间衡算：,p3 = 1.56105Pa,2-4.用离心泵把20的水从贮槽送至水塔顶部，流量为45m3/h，槽内水位维持恒定，泵入口与贮槽水面的垂直距离为1.5m,水洗塔顶水管出口与贮槽水面的垂直距离为14m。管路尺寸均为76mm2.5mm。在操作条件下，泵入口真空表读数为25kPa，塔顶水管出口压力表读数为9
3、8kPa，水流经吸入管和排除管的能量损失分别为2u2和10u2，试求泵的有效功率。 qv = 45/3600 = 0.0125m3/s,在12间作能量衡算：,p1 = 116998 = 1.16105Pa(116kPa),在13间作能量衡算：,35.2m,4.31103W (4.31kW),3-1.试计算边长为a的立方体形颗粒的球形度和厚度与直径之比为0.2的圆片的形状因数。,.(1) Sp = 6a2 Vp = a3,(2) 设 L = d h = 0.2d,2.33,3-10 用某牛奶均质机对牛奶进行均质处理，将牛奶中脂肪球的平均滴径从3.5m减至1m，生产能力为0.5m3/h。试计算均质
4、所需的压力和功率。已知均质机试验常数k=500,m=2，牛奶表面张力为10-2Nm-1。又据牛奶的物性常数，求经均质牛奶升温多少度?,d0 = 3.5m d = 1m =0.01N/m k = 500 m = 2 qv = 0.5/3600 = 1.3910-4 m3/s,4-2.某谷物的颗粒粒度为4mm，密度为1400kg/m3，求在常温中的沉降速度。又有该谷物的淀粉粒，在同样的水中测得其沉降速度为0.1mm/s，是求其粒度。 (1) 设在Newton区,= 0.218m/s,复验：,符合假设, u0 = 0.218 m/s,(2) 设在Stokes区,复验：,符合假设, d = 2.141
5、0-5m,6. 试验用一过滤面积为0.1的过滤器对某种悬浮液进行试验，滤液内部真空度保持为66.5kPa，过滤5min得滤液1升，又过滤5min得滤液0.6升，问再过滤5min，可再得滤液多少？ V2 + 2VeV = KA2t (1) V1 = 1L, t1 = 5min 代入式(1)： 12+2Ve = (KA2)5 V2 = 1.6L, t2 = 10min代入式(1)： 1.62+21.6Ve = (KA2)10 解 0.2+0.4 Ve = (KA2) 得 Ve = 0.7L 0.256+0.32Ve = (KA2) KA2 = 0.48 t3 = 15min 代入式(1)： 得 V
6、3 = 2.07L 可再得滤液: V3V2 = 2.071.6 = 0.47L,p151-7果汁中浆渣为可压缩，测得其压缩系数s=0.6。在表压100kPa的过滤操作压力下，经某压滤机过滤，最初1小时可得2 500L滤液。问在其余条件相同下，要在最初1小时得到3500L的滤液，要采用多大表压力？介质阻力忽略不计。,t= 1h, V1 = 2.5m3, p1 = 105Pa, s = 0.6,代入式(1)：,得 2kA2 = 0.0625,p2 = 5.38105 Pa,(1),P197-4.冷库壁由两层组成：外层为红砖，厚250mm,热导率为0.7W/(mK)；内层为软木，厚200mm，热导率
7、为0.07 W/(mK)。软木层的防水绝缘层热阻可忽略不计。红砖和软木层的外表面温度分别为25和-2。试计算通过冷库壁的热流密度及两层接触面处的温度。,T2 = 22,7.用170mm5mm钢管输送水蒸气，为减少热损失，钢管外包扎两层绝热材料，第一层厚度为30mm，第二层厚度为50mm，管壁及两层绝热材料的平均热导率分别为45、0.093和0.175 W/(mK)，钢管内壁面温度为300，第二层保温层外表面温度为50，试求单位管长的热损失量和各层间接触界面的温度。,r1 = 80mm, r2 = 85mm, r3 = 115mm, r4 = 165mm, 1 = 45, 2 = 0.093,
8、3 = 0.175W/(mK), T1 = 300 T4 = 50,2 比热容为3.90 kJ/(kgK)的苹果酱流经2m长20mm4mm的不锈钢管道，其温度由20加热到80，管外用表压0.15MPa的蒸汽加热，管外壁的表面传热系数为8500W/(m2K)，管内壁的表面传热系数为200 W/(m2K)。计算（1）基于管外表面的总传热系数（2）传热的热流量；（ 3）苹果酱的质量流量。 (1),r1 = 6mm, r2 = 10mm,Kh= 87.7 W/(m2K) (2) Th：127.2127.2 Tc： 20 80 107.2 47.2,Ah =2rL = 23.140.0102 = 0.1256 m2 = KhAhTm = 87.70.125673.1= 3220W (3),压力p（kPa） 温度T（） 汽化热vh（kJ/kg） 20 60.1 2355 80 93.2 2275 100 99.6 2260 150 111 2229 200 120 2205 250 127 2185,水蒸汽参数,