食品工程期末试题.docx

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食品工程期末试题

第一章流体流动

一、名词解释

1流体的黏性

2牛顿流体

3流体的稳定流动

4层流边界层

二、填空

1通常把（）流体称为理想流体。

2牛顿黏性定律表明，两流体层之间单位面积的（）与垂直于流动方向的（）成正比。

3流体在管道中的流动状态可分为（）和（）两种类型。

4在过渡区内，流体流动类型不稳定，可能是（），也可能是（），两者交替出现，与（）情况有关。

5流体的流动状态可用（）数来判断。

当其>（）时为（）；<（）时为（）。

6流体在管道中的流动阻力可分为（）和（）两类。

7当流体在圆管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为（）。

8根据雷诺数的不同，摩擦系数-雷诺数图可以分为（）、（）、（）和（）四个区域。

9管路系统主要由（），（）和（）等组成。

10局部阻力有（）和（）两种计算方法。

三、选择

1液体的黏性随温度升高而（），气体的黏性随温度升高而（）。

A.升高，降低；B.升高，升高；C.降低，升高

2砂糖溶液的黏度随温度升高而（）。

A.增大；B.减小；C.不变

3层流时流体在圆管内的速度分布规律为（）形式。

A.二次曲线；B.直线；C.指数

四、简答

1推导理想流体的柏努利方程。

2举例说明理想流体柏努利方程中三种能量的转换关系。

3简述流体流动状态的判断方法及影响因素。

4如何用实验方法判断流体的流型？

5说明管壁的粗糙度对流体流动阻力的影响。

五、计算

1某真空浓缩器上真空表的读数为15.5×103Pa，设备安装地的大气压强为90.8×103Pa，试求真空浓缩器内的绝对压强。

2一敞口储槽内贮存有椰子油，其密度为910kg/m3，已知：

Z1=0.6m，Z2=1.8m；槽侧壁安装的测压管上段液体是水，测压管开口通大气。

求槽内油面的位置高度h。

3某设备进、出口的表压强分别为－13kPa和160kPa，当地大气压为101.3kPa，求该设备进、出口的压强差。

4用一串联U形管压差计测量水蒸气锅炉水面上的蒸气压pv,U形管压差计指示液均为水银，连接两U形管压差计的倒U形管内充满水，已知从右至左四个水银面与基准水平面的垂直距离分别为h1=2.2m、h2=1m、h3=2.3m、h4=1.3m。

锅炉水面与基准水平面的垂直距离为h5=3m。

求水蒸气锅炉水面上方的蒸气压pv。

5试管内盛有10cm高的水银，再于其上加入6cm高的水。

水银密度为13560kg/m3，温度为20℃，当地大气压为101kPa。

求试管底部的压强。

6在压缩空气输送管道的水平段装设一水封设备如图，其垂直细支管（水封管）用以排除输送管道内的少量积水。

已知压缩空气压强为50kPa（表压）。

试确定水封管至少应插入水面下的最小深度h。

7贮油槽中盛有密度为960㎏/m3的食用油，油面高于槽底9.6m，油面上方通大气，槽侧壁下部开有一个直径为500mm的圆孔盖，其中心离槽底600mm。

求作用于孔盖上的力。

8如本题图所示,用套管式热交换器加热通过内管的果汁，已知内管为Φ33.5mm×3.25mm，外管为Φ6mm×3.5mm的焊接钢管。

果汁密度为1060㎏/m3，流量为6000㎏/h；加热媒质为115℃的饱和水蒸气在外环隙间流动，其密度为0.9635㎏/m3，流量为120㎏/h。

求果汁和饱和水蒸气的平均流速。

9水流经一文丘里管如本题图示，截面1处的管内径为0.1m，流速为0.5m/s，其压强所产生的水柱高为1m；截面2处的管内径为0.05m。

忽略水由1截面到2截面流动过程的能量损失，求1、2两截面产生的水柱高差h为多少米？

10某植物油流过一水平渐缩管段，管大头内径为20mm，小头内径为12mm，现测得这两截面间的压强差为1000Pa，该植物油的密度为950kg/m3，不计流动损失。

求每小时油的质量流量。

11从高位槽向塔内加料。

高位槽和塔内的压力均为大气压。

要求料液在管内以1.5m/s的速度流动。

设料液在管内压头损失为2.2m（不包括出口压头损失）。

高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？

1220℃下水在50mm内径的直管中以3.6m/s的流速流动，试判断其流动类型。

1337℃下血液的运动黏度是水的5倍。

现欲用水在内径为1cm的管道中模拟血液在内径为5mm的血管中以15cm/s流动过程的血流动力学情况，实验水流速度应取为多少？

14果汁在内径为d1的管路中作稳定流动，平均流速为u1，若将管径增加一倍，体积流量和其他条件均不变，求平均流速为原来的多少倍？

15如本题图示，将离心泵安装在高于井内水面5米的地面上，输水量为50m3/h,吸水管采用Φ114×4㎜的电焊钢管，包括管路入口阻力在内的吸水管路上总能量损失为∑hf=5J/kg,当地大气压强为1.0133×105Pa。

求该泵吸入口处的真空度。

16用泵输送某植物油，管道水平安装，其内径等于10mm，流量为0.576m3/h，油的粘度为50黏度0-3Pas，密度为950kg/m3。

试求从管道一端至相距30米的另一端之间的压力降。

17用离心泵将某水溶液由槽A输送至高位槽B,两槽液面维持恒定并敞开通大气，其间垂直距离为20m。

已知溶液密度为1200kg/m3，溶液输送量为每小时30m3,管路系统各种流动阻力之和∑hf=36J/kg,该泵的效率为0.65。

求泵的轴功率。

18某饮料厂果汁在管中以层流流动，如果流量保持不变，问：

（1）管长增加一倍；

（2）管径增加一倍；（3）果汁温度升高使黏度变为原黏度1/2（设密度变化极小）。

试通过计算说明三种情况下摩擦阻力的变化情况。

19植物油在圆形直管内作滞流流动，若流量、管长、液体物性参数和流动类型均不变，只将管径减至原来的2/5，由流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？

20用泵将密度为930kg/m3、黏度为4黏度mPas的某植物油送至贮槽，管路未装流量计，但已知A、B两处压力表的读数分别为pA=1.2MPa，pB=1.12MPa，两点间的直管长度为25m，用管直径为Φ89×3.5mm的无缝钢管，其间还有3个90°的弯头。

试估算该管路油的流量。

21用一台轴功率为7.5kw的库存离心泵将溶液从贮槽送至表压为0.2×105Pa的密闭高位槽（见右图），溶液密度为1150kg/m3、黏度为1.2×10-3Pa·s。

管子直径为Φ108×4mm、直管长度为70m、各种管件的当量长度之和为100m（不包括进口和出口的阻力），直管阻力系数为0.026。

输送量为50m3/h,两槽液面恒定，其间垂直距离为20m。

泵的效率为65%。

。

试从功率角度考虑核算该泵能否完成任务。

22一台效率为0.65的离心泵将果汁由开口贮槽输送至蒸发器进行浓缩。

已知果汁密度为1030kg/m3，黏度为1.2×10-3Pa·s，蒸发器液面上蒸发空间的真空表读数为50kPa,果汁输送量为16m3/h。

进蒸发器的水平管中心线高于开口贮槽液面20m，管直径为Φ57mm×3mm的冷轧不锈钢管，不包括管路进、出口能量损失的直管及各管件当量长度之和为50m,管壁绝对粗糙度为0.02mm，当地大气压强为1×105Pa。

求泵的轴功率PZ。

23高位水槽底部接有一长度为30m（包括局部阻力的当量长度）、内径为20mm的钢管，该管末端分接两个处于同一水平面的支管，支管直径与总管相同，各支管均装有一相同的球阀（ζ=6.4），因支管很短，除球阀的局部阻力外，其他阻力可以忽略。

高位槽水位恒定，水面与支管出口的垂直距离为6m。

试求开一个阀门和同时开两个阀门管路系统的流量。

第二章流体输送机械

一、名词解释

1离心泵的气蚀现象

2泵的工作点

3离心泵的安装高度

4离心泵的切割定律和比例定律

二、填空

1产品样本上离心泵的性能曲线是在一定的（）下，输送（）时的性能曲线。

2离心泵的实际工作压头和流量不仅与（）的特性曲线有关，还与（）的特性曲线有关。

3离心泵压头的大小取决于（）、（）和（）。

4离心泵的工作点由（）曲线和（）曲线共同决定。

5为防止发生（）现象，泵的安装高度不能太高，可采取（），（）等措施提高泵的安装高度。

6管路系统主要由（），（）和（）等组成。

7泵的内部损失主要由（），（）和（）引起。

三、选择

1离心泵铭牌上标明的扬程是指（）。

A.功率最大时的扬程B.最大流量时的扬程

C.泵的最大扬程D.效率最高时的扬程

2一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。

发生故障的原因是（）

A.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气

3两台相同的泵串联工作时，其压头（）一台泵单独工作时的两倍。

A.>B.

4正位移泵的流量与（）有关。

A.泵的转速与结构B.管路阻力C.泵的压头

5离心泵的压头、流量均与流体的（）无关。

A.黏度B黏度密度C.温度

6液体的黏性随温度升高而（），气体的黏性随温度升高而（）。

A.升高，降低B.升高，升高C.降低，升高

7余隙系数越大，压缩比越大，则容积系数（）。

A.越小B.越大C.不变

8正位移泵的压头与（）有关。

A.泵的转速B.管路阻力C.流量

四、简答

1离心泵发生气蚀现象的原因是什么？

危害是什么？

应如何防止？

2根据离心泵的特性曲线图说明用其出口阀门调节管路流量的原理。

3简述实际流体柏努利方程的物理意义。

4简述离心泵的结构和工作原理。

5简述用旁路阀调节往复泵流量的原理。

五、计算

1已知离心泵吸入管内径为100mm，吸入管路总压头损失为12u2/2g（u为吸管内水的流速，m/s），泵入口处真空表读数为45.33kPa。

试求吸水管内的流量（m3/h）。

已知水的密度为103m3/kg。

2用泵将密度为1.15g/cm3的盐水，以0.0056m3/min的流量由一敞口大原料贮槽送敞口高位槽中，管道出口比原料贮槽的液面高23m，吸入管内径为90mm，泵出口管内径为52.5mm。

假如管路系统的摩擦损失为53.8J/kg，泵的效率为70%，试计算泵的扬程和功率。

3用泵将82.2℃的热水以0.379m3/min的流量从一出口贮槽中吸上来，泵的入口管为内径50.8mm，长6.1m的40号钢管，有三个弯头。

水从泵中流出来后经过一长61m，内径50.8mm的带两个弯头的管段后再排到大气中，排出口比贮槽的液面高6.1m。

（1）计算总摩擦损失；

（2）计算泵所作的的功；3.泵的有效功率。

4用泵降体积流量为0.5m3/h的水以0.1m/s的速度从10m下的加热罐中抽至水龙头处。

假如罐的压力保持在600kPa的表压下，试求泵的能量。

忽略管道阻力。

第三章非均相物系的分离

一、名词解释

1非均相物系

2临界粒径

3重力沉降

4离心沉降

5沉降速度

6过滤速率

二、填空

1滤饼过滤有（）和（）两种典型的操作方式。

在实际操作中常用（）的操作方式。

2沉降室应做成（）形或在室内设置（）。

3沉降室的生产能力与（）和（）有关。

4除尘系统可以由（）、（）和（）组成。

5在除尘系统中，含尘气体可先在（）中除去较大尘