《食品工程原理-李云飞版本的课后题答案》.pptVIP

食品工程原理-李云飞版本的课后题答案 【1-1】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：设椰子油密度为940 kg/m3，忽略流动损失外 因为 ，上式简化为， 由连续性方程可知 m3/s 【1-2】牛奶以2×10－3m3/s的流量流过内径等于27mm的不锈钢管，牛奶的粘度为2.12×10－3Pa.s，密度为1030kg/m3，试确定管内流动是层流还是紊流。 解：由雷诺数表达式可知 由判别式可知为紊流。 【1-5】液体在圆形直管内作层流流动，若流量、管长和液体的物性参数保持不变，而将管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍。 解：设管径减至原有的1/2后，流体流动状态仍然保持层流。由流动阻力方程可知 即因流动阻力而产生的能量损失为原来损 失的16倍。 【1-7】某离心泵安装在高于井内水面5.5m的地面上，吸水量为40m3/h。吸水管尺寸为 mm，包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为4.5J/kg。试求泵入口处的真空度。（当地大气压为1.0133×105Pa） 解：根据能量方程，设井水面为I-I界面，管道出口处为II-II界面。 泵入口真空度为 【1-9】每小时将10m3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。管路直径为 mm，全系统直管长度为100m，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。两槽液面恒定，其间垂直距离为20m。取管壁粗糙度为0.25mm、水的密度为1000kg/m3、粘度为1×10－3Pa.s。试求泵的效率为70％时的轴功率。 解：根据公式（1-31d），设两槽液面分别为I－I和II－II 管道内水的流速为 根据莫迪图查得阻力系数约为 0.032，则沿程阻力损失为 由表1-5可知， 轴功率为 【1-10】用泵将开口贮槽内密度为1060kg/m3、粘度为1.1×10－3Pa.s的溶液在稳定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18m3/h。进蒸发器水平管中心线高于贮槽液面20m，管路直径 mm，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：根据公式（1-31d），设贮槽液面和蒸发器水平管出口分别为I－I和II－II 管道内溶液流动状态为 根据莫迪图查得阻力系数 约为0.02，则沿程阻力损失为 由表1-5可知管道进口和出口的局部阻力系数， 轴功率为 【1-11】将温度为263K的冷冻盐水（25％CaCl2溶液，密度为1240kg/m3，粘度为7×10－3Pa.s）从开口贮槽送入冷却设备。已知贮槽盐水液面低于管路出口2m。整个输送管道直径 mm，长50m，其中有6个标准弯头，1个截止阀，2个闸阀，均为全开。如果要求流量为6m3/h，试求所需泵的扬程。 解：根据公式（1-31d），设贮槽液面和管路出口分别为I－I和II－II 管道内溶液流动状态为 假设管道粗糙度较小，利用公式（1-59）估算阻力系数 则沿程阻力损失和局部阻力损失为 【1-13】拟用一台3B57型离心泵以60m3/h的流量输送常温的清水，已查得在此流量下的允许吸上真空Hs＝5.6m，已知吸入管内径为75mm，吸入管段的压头损失估计为0.5m。试求： 若泵的安装高度为5.0m，该泵能否正常工作？该地区大气压为9.81×104Pa； 若该泵在海拔高度1000m的地区输送40℃的清水，允许的几何安装高度为若干米？当地大气压为9.02×104Pa。 解：1）首先求解速度 根据式（1-94） 安装高度大于允许安装高度4.38m，故该 水泵不能正常工作。 解：2）查表可知，20℃水的饱和蒸气压为 2334.6Pa，40℃水的饱和蒸气压为7376Pa ，密度为992.2kg/m3，根据式（1-95）对允 许吸上真空高度进行修正。 再由式（1-94）得 即在海拔1000m处水泵的安装高度不应该超过3.11m。 【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木