【文章內(nèi)容簡介】 有管子20列，行間與列間管子的中心距為110mm。空氣通過管間最狹處的流速為8m/s。管內(nèi)有飽和蒸氣冷凝。試求管壁對空氣的平均對流傳熱系數(shù)。10 在長為3m，內(nèi)徑為53mm的管內(nèi)加熱香蕉漿。香蕉漿的質(zhì)量流速為172kg/（sm2）。若香蕉漿在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下：PaS；w/mK；kJ/（kg℃）。試求香蕉漿對管壁的對流傳熱系數(shù)。11 有一列管式換熱器，由38根φ25mm。果汁在管內(nèi)流動，由20℃被加熱至80℃。外殼中通入水蒸氣進行加熱。試求管壁對果汁的傳熱系數(shù)。當(dāng)果汁的流量提高一倍時，傳熱系數(shù)有何變化。12 熱空氣在冷卻管管外流過，2=90W/(m2℃)，冷卻水在管內(nèi)流過， 1=1000W/（m2℃）。冷卻管外徑do=16mm，壁厚b=，管壁的λ=40W/（m2℃）。試求：①總傳熱系數(shù)Ko；②管外對流傳熱系數(shù)2增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？③管內(nèi)對流傳熱系數(shù)1增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？13 有一套管換熱器，內(nèi)管為φ25mm1mm，外管為φ38mm。冷水在環(huán)隙內(nèi)流過，用以冷卻內(nèi)管中的高溫氣體，水的入口溫度為20℃，出口溫度為40℃。試求環(huán)隙內(nèi)水的對流傳熱系數(shù)。14 有一不銹鋼制造的套管換熱器，內(nèi)管直徑為φ89mm，流量為2000kg/h的糖漿在內(nèi)管中從80℃冷卻到50℃。冷卻水在環(huán)隙從15℃升到35℃。糖漿的對流傳熱系數(shù)h=230W/（m2K），水的對流傳熱系數(shù)c=290W/（m2K）。忽略污垢熱阻。試求：①冷卻水消耗量；②并流和逆流操作時所需傳熱面積；③如果逆流操作時所采用的傳熱面積與并流時的相同，計算冷卻水出口溫度與消耗量，假設(shè)總傳熱系數(shù)隨溫度的變化忽略不計。22 某無相變的流體，通過內(nèi)徑為50mm的圓形直管時的對流傳熱系數(shù)為120W/(m2℃)，流體的Re=2104。假如改用周長與圓管相等，高與寬之比等于1∶2的矩形管，試問對流傳熱系數(shù)有何變化？15 某食品廠用冷水冷卻奶油。冷卻器為φ14mm8mm鋼管組成的排管，水平浸于一很大的冷水槽中，冷水由槽下部進入，上部溢出，通過槽的流速很小。℃，鋼管外壁溫度為56℃，試求冷水的對流傳熱系數(shù)。16 室內(nèi)有二根表面溫度相同的蒸氣管，由于自然對流兩管都向周圍空氣散失熱量。已知大管的直徑為小管直徑的10倍，小管的（GrPr）=108。兩水平管單位時間、單位面積的熱損失的比值為多少？17 飽和溫度為100℃的水蒸氣在長3m、。銅管堅直放置，管外壁的溫度維持96℃，試求每小時冷凝的蒸氣量。若將管子水平放，冷凝的蒸氣量又為多少？18有一臺運轉(zhuǎn)中的單程逆流列管式換熱器，熱空氣在管程由120℃降至80℃，其對流傳熱系數(shù)1=50W/（m2K）。殼程的冷卻水從15℃升至90℃，其對流傳熱系數(shù)2=2000W/（m2K），管壁熱阻及污垢熱阻皆可不計。當(dāng)冷卻水量增加一倍時，試求①水和空氣的出口溫度t39。2和T39。2，忽略流體物性參數(shù)隨溫度的變化；②傳熱速率Q39。比原來增加了多少？19 ，用熱油加熱冷水。，進口溫度為110℃；，進口溫度為35℃。(kg℃) kJ/(kg℃)。換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/(m2℃)試求水的出口溫度及傳熱量。20 求直徑d=70mm、長L=3m的鋼管（其表面溫度t1=227℃）的輻射熱損失。假定此管被置于：（1）很大的紅磚里，磚壁溫度t2=27℃；（2），t2=27℃，兩端面的輻射損失可以忽略不計。21 用175℃的熱油將300kg/h的果汁由25℃加熱至90℃，（kg℃），其流量為360kg/h，今有以下兩個換熱器。換熱器1：K1=625 W/(m2℃)，單殼程雙管程。換熱器2：K2=500 W/(m2℃)，單殼程單管程。為滿足所需的傳熱量應(yīng)選用那一個換熱器。22 在一套管換熱器中，冷卻水在φ25mm，其進出口溫度分別為290K和320K。 kW/(m2℃) kW/(m2℃)，又兩側(cè)污垢熱阻忽略不計，試求所需的管長和冷卻水消耗量。23 在一列管換熱器中，用初溫為30℃的水將橘汁由120℃冷卻到70℃，已知橘汁和水的流量分別為1104（kg/h）104（kg/h）。（kcal/kg℃）（kcal/kg℃），傳熱系數(shù)K=100（kcal/m2h℃）試分別計算并流和逆流時換熱器所需的傳熱面積。24 在并流換熱器中，用水冷卻奶油。水的進出口溫度分別為15℃和40℃，奶油的進出口溫度分別為120℃和100℃?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求奶油的出口溫度降至80℃，設(shè)奶油和水的流量、進口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長為1m，試求將此換熱器的管長增至多少米才能滿足要求？設(shè)換熱器的熱損失可忽略。25 一傳熱面積為15m2的列管換熱器，殼程用110℃飽和水蒸氣將管程某溶液由20℃加熱至80℃，104kg/h，比熱容為4kJ/（kg℃），試求此操作條件下的總傳熱系數(shù)。又該換熱器使用一年后，由于污垢熱阻增加，溶液出口溫度降至72℃，若要出口溫度仍為80℃，加熱蒸氣溫度至少要多高？26 （表壓）的飽和水蒸氣將20℃的水預(yù)熱至80℃，管子的尺寸為φ25mm。水蒸氣冷凝的對流傳熱系數(shù)為104W/(m2℃)，水側(cè)污垢熱阻為6104(m2℃)/W，蒸氣側(cè)污垢熱阻和管壁熱阻可忽略不計，試求：（1）此換熱器的總傳熱系數(shù)；（2）設(shè)備操作一年后，由于水垢積累，換熱能力下降，出口溫度只能升至70℃，試求此時的總傳熱系數(shù)及水側(cè)的污垢熱阻。27 今欲于下列換熱器中，將某種溶液從20℃加熱到50℃。加熱劑進口溫度為100℃，出口溫度為60℃。試求各種情況下的平均溫度差。（1）單殼程，雙管程（2）雙殼程，四管程28 有一單殼程雙管程列管換熱器，管外用120℃飽和蒸氣加熱，干空氣以12m/s的流速在管內(nèi)流過，管徑為φ38mm，總管數(shù)為200根，已知總傳熱系數(shù)為150 W/（m2℃），空氣進口溫度為26℃，要求空氣出口溫度為86℃，試求：（1）該換熱器的管長應(yīng)多少？（2）若氣體處理量、進口溫度、管長均保持不變，而將管徑增大為φ542mm，總管數(shù)減少20%，此時的出口溫度為多少？（不計出口溫度變化對物性的影響，忽略熱損失）。第七章　制冷與食品冷凍一、名詞解釋1 制冷2 單位制冷量3 制冷劑4 制冷劑循環(huán)量5 制冷系數(shù)6 干耗二、填空1 ( )是可以凍結(jié)成冰晶的水分，而( )與固形物結(jié)合在一起，冷凍時很難凍結(jié)成冰晶。2 食品冷凍分為( )和( )兩種形式。其中( )可使食品長期貯藏。3 水凍結(jié)成冰的一般過程是( )，而后由于體系達到了熱力學(xué)的( )條件，水將在凍結(jié)溫度下形成冰晶體。4 根據(jù)對冷凍介質(zhì)與食品接觸的基本方式，冷凍過程包含( )和( )兩個過程。5 食品經(jīng)凍結(jié)后再解凍，其組織中的冰晶體將融化成水，它不易( )，這部分水將( )。食品組織中水分重新分配的量越多，則( )。三、簡答1 常用的制冷方式有哪些？各有什么特點？2 簡述逆卡諾循環(huán)。3 簡述凍結(jié)過程中食品溫度的分布特點。4 簡述水與食品的凍結(jié)過程。5 分析凍結(jié)對食品品質(zhì)的影響。6 分析比較食品凍結(jié)的方法。7 舉例說明常見食品的凍結(jié)設(shè)備四、計算1已知一食品的含水率為78%，、其密度分別為10920，試估算該食品凍結(jié)后熱導(dǎo)率、比熱容和熱擴散率的值。2已知某食品含水82%，初始凍結(jié)點為－℃，凍結(jié)完成時溫度為－10℃，試估算該食品中未凍結(jié)水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 m，密度為1030 kg/m3。現(xiàn)需在隧道式送風(fēng)凍結(jié)器中經(jīng)－23℃的冷空氣凍結(jié)，食品開始凍結(jié)時的溫度已經(jīng)被冷卻至凍結(jié)點－℃，食品的融化熱為220 kJ/kg， W/(mK)，凍結(jié)時對流傳熱系數(shù)為65 W/(m2K)。試分別計算將該食品凍結(jié)至平均溫度達－12℃時和中心溫度達－6℃時的冷凍時間。4　含水75%，長、寬、厚分別為1m、－30℃的冷空氣凍結(jié)。表面對流傳熱系數(shù)為40 W/(m2K)，牛肉初始溫度為－℃， W/(mK)，密度980 kg/m3，計算將牛肉凍結(jié)到－10℃時所需時間。5　5cm厚的牛肉胴體在－30℃的冷凍間里被凍結(jié)。產(chǎn)品含水73%，密度970， W/(mK)，初始凍結(jié)點為－℃，凍結(jié)前后的焓差為250 kJ/kg，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為50 W/(m2K)，試用Plank方程式估計其凍結(jié)時間。6　某冷凍食品加工廠需在16h內(nèi)凍結(jié)10t豬肉半胴體。豬肉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)w = ，初始凍結(jié)點溫度Tf =－℃，現(xiàn)要求在－28℃的冷風(fēng)凍結(jié)裝置中凍結(jié)，試計算豬肉胴體從初始溫度為5℃開始，降溫至其中心溫度為－10℃時所需的制冷量(kW)。 第八章 蒸發(fā)一、名詞解釋1 蒸發(fā)2 多效蒸發(fā)3 蒸發(fā)操作的有效溫差二、填空1 一定壓強下，溶液的沸點較純水( )，兩者沸點之差，稱為溶液的( )。2 濃縮是( )和( )均勻混合液的部分分離過程。3 要維持連續(xù)的蒸發(fā)過程，一方面要不斷地( )；另一方面還要不斷地( )。4 蒸發(fā)過程中溫差損失主要由( )、( )和( )引起。5 多效蒸發(fā)要求后效（ ）和（ ）小于前效的。6 欲提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度，必須設(shè)法提高其（ ）和（ ）。7 影響液柱沸點升高的因素主要有（ ）和（ ）。8 由于（ ）和（ ），所以實際每蒸發(fā)1kg水要消耗1kg以上的蒸氣。9 常用的多效蒸發(fā)流程有（ ）加料、（ ）加料、（ ）加料和（ ）加料。10 在并流加料的多效蒸發(fā)中，蒸發(fā)室壓強逐效（ ），沸點逐效（ ），前效進入后效時（ ），濃度（ ），傳熱系數(shù)（ ）。三、簡答1 試推導(dǎo)單效蒸發(fā)加熱蒸氣耗量的表達試。2 多效蒸發(fā)的溫差分配的實質(zhì)是什么？通常應(yīng)考慮哪些原則？3 設(shè)計并繪出牛奶濃縮系統(tǒng)的流程和主要設(shè)備，并說明其特點和工作原理。四、計算1 在一薄膜蒸發(fā)器中，將含有12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)蕃茄汁的濃縮到25%，蕃茄汁最高允許溫度為57℃，這也就是濃縮液的溫度。料液在38℃進入蒸發(fā)器?？倐鳠嵯禂?shù)為3407W/(cm2℃)，(kg℃)，忽略沸點升高。計算蕃茄汁進入蒸發(fā)器的進料速度。2 在單效真空蒸發(fā)器中，將流率為10000kg/h的某水溶液從10%濃縮到50%。原料液溫度為31℃，估計沸點升高為7℃，蒸發(fā)室的絕對壓強為20kPa，加熱蒸氣的絕對壓強為200kPa(絕壓)，冷凝水出口溫度為79℃。已知總傳熱系數(shù)為1000W/(m2℃)，熱損失可忽略。試估算加熱蒸氣耗量和蒸發(fā)器的傳熱面積。3 在單效蒸發(fā)器內(nèi)將某種無機鹽水溶液從4%濃縮為16%。原料液處理量為2500kg/h、溫度為20℃。加熱蒸氣的絕對壓強為200kpa，T=120℃，汽化熱r=2205kJ/kg，二次蒸氣絕對壓強為15kpa，溫度T39。=℃，汽化熱r39。=2370kJ/kg，基于傳熱外表面積的總傳熱系數(shù)為1200w/(m2℃)，由于溶液蒸氣壓下降及液層靜壓效應(yīng)而引起的溫度差損失之和(△39。+△ )=7℃，冷凝液在飽和溫度下排出，水的比熱容cpw=(kg℃)。忽略熱損失和稀釋熱效應(yīng)，求：(1)加熱蒸氣消耗量D；(2)蒸發(fā)器傳熱面積S。4 在單效蒸發(fā)中，每小時將2000kg的某水溶液從10%連續(xù)濃縮到30%(均為質(zhì)量百分比)。，相應(yīng)的溶液沸點為80℃，(kg℃)，蒸發(fā)器的熱損失為12000W。假設(shè)溶液的稀釋熱可以忽略，試求：(1)蒸發(fā)量；(2)原料液溫度為30℃時的加熱蒸氣耗量。T=℃，r=，T=120℃，r=。5 一個連續(xù)操作的單效蒸發(fā)，用來濃縮9072kg/h的鹽溶液，料液的濃度為1%(質(zhì)量)，℃，%(質(zhì)量)?？倐鳠嵯禂?shù)為1704W/(m2℃)。計算二次蒸氣流量、濃縮液量以及所需的傳熱面積。假設(shè)溶液的沸點和水相同。忽略熱損失。6 在單效蒸發(fā)器中，將15%的某水溶液連續(xù)濃縮至25%。原料液流量為20000kg/h，溫度為75℃。蒸發(fā)操作的平均壓力為50kPa，℃，加熱蒸氣的絕對壓力為200kPa。若蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)為1000W/(m2℃)，熱損失為蒸發(fā)器傳熱量的5%，試求蒸發(fā)器的傳熱面積和蒸氣耗量?！?。7 在單效蒸發(fā)器中，將1300kg/h的某水溶液從10%濃縮到35%，原料液溫度為50℃，(kg℃)。蒸發(fā)室的平均操作壓強為15kPa，加熱蒸氣壓強為120kPa(絕壓)，流率為1000kg/h。試估算該蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)。已知蒸發(fā)器的總傳熱面積為10m2，熱損失可忽略。8 使用雙效并流循環(huán)蒸發(fā)器，每小時將流量為10000kg、濃度為10%的黃瓜汁濃縮到50%?！嫦逻M入蒸發(fā)系統(tǒng)。第一效加熱蒸氣的絕對壓強為500kPa，冷凝器中的絕對壓強為20kPa。各效的總傳熱系數(shù)分別為1200W/(m2K)、700W/(m2K)。(kg℃)。各效溶液的密度分別為1100kg/m1280kg/m3。各效冷凝液在蒸氣飽和溫度下排出。試計算蒸發(fā)量、各效蒸發(fā)量、加熱蒸氣消耗量及換熱面積。第九章 傳質(zhì)原理與吸收一、名詞解釋 1 吸收2 對流傳質(zhì)3 擴散系數(shù)4 液膜控制5 分子擴散6 渦流擴散二、填空 1 若溶質(zhì)在氣相中的分壓大于其( )，就會發(fā)生( )過程。2 某氣體用水吸收時，在一定濃度范圍內(nèi)，其氣液平衡線和操作線均為直線，其平衡線的斜率可用（ ）常數(shù)表示，而操作線的斜率可用（ ）表示。3 對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當(dāng)總壓增加時，亨利系數(shù)（ ），相平衡常數(shù)m（ ），溶解度系數(shù)H（ ）。（增加、減少、不變）。4 由于吸收過程氣相中的溶質(zhì)分壓總（ ）液相中溶質(zhì)的平衡分壓