食工原理课后习题.docxVIP

食工原理课后习题 第一章 流体流动和输送 1-9用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。要求每批 1-9用压缩空气将密度为1081kg/m3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。要求每批的 压送量为1.2m3,20分钟压完，管路能量损失为25J/kg,管内径为30mm,密闭容器与高位槽两液面 差为16m。求压缩空气的压强为多少Pa(表压)? p/p+z?3/2+gz=Pp/p+m2/2+g?+Zh 解： h=0,z1=0,p?=0,z2=16m,Zh=25J/kg =1.2/(20×60×0.785×0.032)=1.415m/s p=(1.4152/2+9.81×16+25)×1081=1.987×10Pa 1-10敞口高位槽中的葡萄酒(密度为985kg/m3)经φ38mm×2.5mm的不锈钢导管流入蒸馏锅，如图 所示。高位槽液面距地面8m,导管进蒸馏锅处距地面3m,蒸馏锅内真空度为8kPa。在本题特定条 件下，管路磨擦损失可按Eh=6.5u2Jkg(不包括导管出口的局中阻力)计算，u为葡萄酒在管内的流 速m/s。试计算：(1)导管A—A截面处葡萄酒的流速；(2)导管内葡萄酒的流量。 A A A 解 ： P?/p+m2/2+gz?=p/p+u2/2+g??+Zh? P?=0,m?=0,z=8m,D?=-8kPa,z?=3m,H?=u 8×9,81=-8000/985+/2+3×9,81+6.52 q=0.785×0.0332×2,86=2.443×103m3/s 1-14 要求以均匀的速度向果汁蒸发浓缩釜中进料。现装设一高位槽，使料液自动流入釜中(如附图 所示)。高位槽内的液面保持距槽底1.5m 的高度不变，釜内的操作压强为0.01MPa (真空度),釜的 进料量须维持在每小时为12m3,则高位槽的液面要高出釜的进料口多少米才干达到要求?已知料液 的密度为1050kg/m3,粘度为3.5cP, 连接管为φ57mm×3.5mm 的钢管，其长度为[(x-1.5)+3]m, 管道 上的管件有180°回弯管一个，截止阀(按1/2开计)一个及90°弯头一个。 解： P?/p+m?12+gz?=Pp+u?2/2+gz?+E P?=0,z?=0,z?=x,P=- 10kPa,z?=0,μ?=u=12/(3600×0.785×0.052=1.7m/s Re=dup/μ=0.05×1.7×1050/0.0035=2.55×10? 取=0.2mm,d/d-0.004,2=0.027;q=0.5, 截止阀5=95,弯头S=0.75, 回弯管5=15 Zh=[0.027×(x+1.5)/0.05+0.5+0.75+9.5+1.5]×1.P/2=0.78x+18.872 9.81x=- 10000/1050+1.72/2+0.7r+18.872 x=1.2m 第四章 传热 5-7 水以15 m/s的流速在长为3m, 直径为φ27mm×2.5mm 的管内从20℃被加热到40℃。试求水 与管壁之间的对流传热系数。如果将水的流速提高到2.2m/s,并近似假设水的热力性质不变，水与 管壁之间的对流传热系数大约又是多少? 解：(1)m=30℃ λ=0.6171W/(mK),p-995.7kg/m3,c,=4.174kJ/(kgK),μ=0.8012mPas Re-dap/u=0.022×1.5×995.7/0.0008012=4101110* Pr=cm/λ=4. 174×0.8012/0.6171=5.42 M=0.023Re×P04-0.023×4101108x5.4204=221.6 a=MxA/d=221.6×0.6171/0.022=6217W/(m2K) (2)a=(2.2/15)°a=8446W/(m2K) 5-10将粗碎的番茄通过管子从温度20℃加热至75℃。管子内径为60mm, 表面温度保持105℃, 番茄流量为1300kg/h。已知物性数据是：p=1050kg/m3;c,=3.98kJ/(kgK);μ=2.15cP(475℃时),1.2cP (105℃时);λ-0.61W/(mK)。 试求对流传热系数。 解； uF9mm/pA=1300/(1050×0.785×0.062×3600)=0.1216m/s Re-chp/μ-0.06×0.1216×1050/0.00215=3563 属过渡流 Prcm/=3.98×2. 15/0.61=14.03 α-0.027Re×Pp^(μ/μw)?14×N/d=0.027×35630×x14.03(2. 15/1.2)*14×0.61/0.06=498.42W/(m2K) 校正系数为： φ=1-6×10